Au cours de ce travail, nous avons étudié, dans les chaînes subalpines méridionales françaises, la structure de quelques diapirs de matériel triasique et de leur encaissant, afin d'interpréter l'histoire et le mécanisme de leur mise en place. Le phénomène diapirique n'a pas fait l'objet, jusqu'à présent,(1975) d'une étude systématique. Les quelques descriptions utilisables sont toujours celles de structures locales . Il est difficile d'en dégager d'autres principes généraux que ceux qui figurent dans les traités classiques de géologie . Sous le terme de diapir, nous désignons, ici, toute masse de Trias plus ou moins riche en évaporites qui s'élève vers la surface et peut venir à l'affleurement, soit dans le coeur d'un anticlinal plus ou moins disloqué, soit à la faveur d'un carrefour de failles, soit même dans un plan de faille travaillant à la distension. Dans le premier cas, on parlera de pli-diapir, dans les autres de diapir tout court. De toute façon, la disposition est très différente de celle des "dômes de sel" que l'on observe dans les grands bassins sédimentaires tranquilles contenant des couches de sel. Dans le cas présent, la mécanique de la mise en place de ces masses diapir pose un problème encore imparfaitement résolu, car elle peut se faire suivant deux façons qu'il n'est pas facile de distinguer. 1) La montée du diapir se fait au moment d'une phase de compression, un peu comme de la pâte dentifrice qui sortirait d'un tube quand on le presse. Il est probable que c'est le cas quand on a à faire à un véritable pli-diapir, c'est-à-dire lorsque la masse triasique affleure au coeur d'un anticlinal. 2) La montée de la masse triasique se fait au moment d'une phase de distension, quand les failles peuvent s'ouvrir, la montée étant due alors à la faible densité des évaporites et à la pression lithostatique des terrains encaissants. La difficulté de démontrer ce dernier mode de mise en place est que de telles masses ont été souvent comprimées dans des phases de resserrement tardives. Nous verrons, dans la conclusion de ce travail, si l'on peut conclure dans un sens ou dans l'autre à propos des divers exemples étudiés . Ont été étudiés ceux de Suzette (Vaucluse), de Propiac-Condorcet (Drôme), du Laus (Hautes-Alpes) et de Gévaudan (Alpes-de-Haute-Provence). Nous nous sommes limités aux cas où le contexte géologique permet grâce à la présence de terrains tertiaires, une certaine analyse du processus de mise en place. Certains diapirs, comme ceux de la région de Laragne, que nous avons cependant visités ne seront pas décrits faute des éléments nécessaires à leur étude chronologique. Les masses triasiques extravasées sont partout faites d'un mélange de gypse et de cargneules, d'argile, de dolomies et d'un matériau calcaire concrétionné que nous appelerons, au moins provisoirement, de la "croûte calcaire". La mise en place de cet ensemble s'est faite en général en plusieurs stades au cours du Tertiaire. Tous ces diapirs différent des dômes de sel classiques évoqués précédemment - Tout d'abord, par leurs dimensions qui sont beaucoup plus petites (par endroit guère plus d'une dizaine de mètres de largeur) ; par leur forme aussi, en général très irrégulière, parfois réduite à une simple lame. - D'autre part, par le fait que leur mise en place est liée à la tectonique alpine et se fait à la faveur de phases de compressions, ou, inversement, dans des plans de failles plus ou moins ouverts à certaines époques. A Suzette, à Propiac-Condorcet, à Gévaudan, ces failles d'extension appartiennent au cortège d'un décrochement ou représentent le plan de décrochement lui-même; et le Trias remonte de la base de la couverture sédimentaire subalpine . Au Laus, au contraire, le Trias évaporitique originel jalonne un grand plan de chevauchement qu'il lubrifie, le chevauchement de Remollon). Cest donc déjà un Trias extravasé. La remontée du diapir lui-même est due à un bombement anticlinal tardif, associé à un système de failles de distension lié au bombement du dôme de Remollon. Dans tous les cas, le matériel triasique est profondément disloqué et il est impossible, non seulement d'en établir la série stratigraphique, mais aussi d'y reconnaître une architecture cohérente. 1975

Cette thése concerne une partie de l'Unité de Moutiers et se place dans un contexte plus vaste de la zone des Brèches de Tarentaise. L'unite du Roignais-Versoyen et une partie de l'unité de Salins sont aussi étudiés.

L'évolution géodynamique néogène des Andes équatoriennes a été enregistrée dans les séquences sédimentaires syn-orogéniques qui se sont déposées dans les bassins d'avant-arc, sur la façade pacifique, dans les bassins intra-montagneux, à l'axe de la chaine, et dans le bassin d'avant-pays, sur le versant amazonien. Nous avons réalisé une analyse stratigraphique et structurale ainsi qu'une évaluation de la masse sédimentaire accumulée dans ces bassins, a partir de données de sismique, de forages et de campagnes de terrain. L'évolution néogène peut ainsi être divisée en quatre périodes : 1) au miocène inferieur (23-21 a 14-12 ma), les flux sédimentaires a dominante argileuse alimentent les bassins avant-arc de Manabi et Progreso. Leur activité tectonique et leur géométrie sont contrôlées par des décrochements dextres associes a l'obliquité de la subduction a la marge équatorienne. Aucun bassin n'existe à l'axe de la chaine. Le bassin flexural amazonien est le réceptacle de dépôts importants provenant du craton guayanais et de la cordillère orientale. 2) au miocène moyen terminal (14-12 a 10-9 ma) les bassins intramontagneux s'ouvrent en transtension dextre. Dans l'ensemble de l'avant-arc, les flux sédimentaires diminuent et le matériel dépose devient géeseux. 3) au miocène supérieur (10-9 ma a 5,3 ma) les cordillères occidentale et orientale se soulèvent. Les bassins intramontagneux sont inverses et se ferment en transpression dextre. Le bassin amazonien enregistre une subsidence flexurale. 4) du pliocène a l'actuel, la chaine équatorienne est dans sa phase orogénique majeure. L'érosion domine dans le domaine montagneux en surrection. La zone subandine est comprimée et soulevée, permettant la mise en place définitive du système de drainage amazonien actuel. L'entrée en subduction de la ride de Carnegie provoque l'émersion des bassins avant-arc de Manabi et Progreso. Le bassin du golfe de Guayaquil s'ouvre et enregistre les plus forts taux d'accumulation de masse du néogène.

Dans ce mémoire consacré à l'étude des Andes de Colombie, toute la partie de ce pays qui correspond aux Plaines Orientales (los Llanos) est supposée faire partie du môle cratonique ancien du continent sud -américain, Plate -forme marine au Paléozolque, puis au Crétacé, elle a été affectée par des mouvements tectoniques fini -tertiaires, qui ont fracturé le socle et. induit des ondulations dans sa couverture. Leur résultat principal est d'avoir soulevé à la partie centrale des Llanos un grand coin qui a son sommet occidental dans le massif de La Macarena et qui s'élargit vers l'Est. Dans ce coin, qu'E. Hubach appelle "Saliente deI Vaupés", affleure le socle précambrien avec des lambeaux de sa couverture, alors qu'aussi bien au Nord qu'au Sud ces roches sont couvertes par du Tertiaire plus ou moins saumâtre . Les Andes Colombiennes (fig, 2, p, 4) comportent deux compartiments principaux, différents par leur constitution lithologique et leur histoire géologique; l"ORIENT ANDIN et l'OCCIDENT ANDIN, qui serviront de canevas à mon exposé. L'Orient Andin comprend: la Cordillère Orientale, le massif de Santa Marta, la presqu'île de la Guajira, la vallée du Magdalena et une partie de la Cordillère Centrale (massifs d 'Ibagué-Paez et de San Lucas). A l'Occident Andin appartiennent: la partie principale de la Cordillère Centrale, les vallées du Cauca et du Patia, la Cordillère Occidentale, les vallées du San Juan et de l'Atrato, l'isthme de Panamà, la Cordillère de la Côte (ou du Baudo), les Plaines Pacifique et au Nord les collines de Monteria. L'ORIENT ANDIN est caractérisé par: - un fond de migmatites et de granites d' anatexie précambriens, qui affleurent dans plusieurs massifs de la Cordillère Centrale et dans les massifs de Santa Marta (granitisation précambrienne) ; - une série d'ectinites qui reposent en discordance sur les migmatites ci -dessus et qui est datable du Calédonien (métamorphisme et pissement calédonien) ; des migmatites calédoniennes à la Guajira ; - une orogenèse dite hercynienne accompagnée de mise en place des granites, microgranites et rhyolites . Celle- ci n'est pas synchrone dans tout le pays, mais se développe selon les compartiments entre le Dévonien inférieur et le Permo-Trias (Trias ?) ; - des sédiments paléozoïques (Dévonien à Permien) : ils sont continentaux (couches rouges) ou subcontinentaux (couches rouges avec des intercalations marines réduites) et montrent des discordances d'âge variable, là où ils sont postérieurs à l'orogenèse hercynienne, marins ailleurs; - du Trias et du Jurassique continentaux (couches rouges) avec localement des roches volcaniques basiques sauf dans des baies éphémères ouvertes vers l'W (Payandé, Morrocoyal etc), Les sédiments post-hercyniens aussi bien paléozoiques que mésozoïques sont réunis dans ce texte en un seul groupe, le Groupe Giron. Celui - ci est une unité litho et non pas chronostratigraphique. J'y ai réuni des roches dont l'âge est ici dévonien - mésozoïque, là carbonifère-mésozolque , là encore mésozoïque seulement. Ses roches ont en commun surtout le "tecto-faciès" (W,C, KRUMBEIN et L,lo SLOSS 1951), - Du Crétacé essentiellement sédimentaire, partagé entre plusieurs bassins. - Du Tertiaire continental dans la Cordillère Orientale et dans la vallée du Magdalena, marin dans les Plaines du Magdalena et à la Guajira. L'OCCIDENT ANDIN est caractérisé par : - une série d'ectinites et d'ophiolites trias supérieur - aptien, avec de rares écailles de socle hercynien entre l'Aptien et l'Albien ces roches sont plissées; - des granites syncinématiques (granitites lenticulaires et granites gneissiques d'E. GROSSE 1926 en Antioquia) - puis des diorites post-tectoniques (Diorites Andines) s'y mettent en place, cet ensemble allant constituer deux précordillères dont l'axe colncide avec celui des Cordillères Centrale et Occidentale actuelles ; - de l'Albien transgressif sur les précordillères ; - des ophiolites albien-paléocène en bordure des précordillères recoupant celles-ci, des diorites paléocène- eocène ; - du Tertiaire continental dans les vallées du Cauca et du Patia, marin puis saumâtre dans la vallée de l'Atrato, marin avec roches magrnatiques basiques dans la Cordillère de la Côte; - des microdiorites néotertiaires en massifs. - de grandes montées d'andésites (mio)-plio-pléistocènes et subactuelles. Comme toute chaîne de montagne, les Andes Colombiennes comportent aussi de nombreuses formations quaternaires : terrasses dans les vallées (en particulier dans la vallée du Magdalena), moraines dam les parties élevées celles du massif de Santa Marta notamment sont splendides, éboulis etc, Cependant,comme il s'agit de formations qui demandent des techniques d'études spécialisées, il n'en sera pas question ici.

Afin d'étudier la faisabilité du stockage des déchets radioactifs, l'Andra, (agence nationale française pour la gestion des déchets radioactifs) nous donne l'opportunité d'étudier la formation argileuse du Jurassique devant abriter le laboratoire de Meuse/Haute-Marne, à l'Est du bassin de Paris. Ces roches, datant du Callovien et du début de l'Oxfordien, sont des marnes plus ou moins grises formées d'un mélange d'argiles, de carbonate et de silt. Les échantillons, collectés régulièrement le long de la formation du Callovo-Oxfordien à partir de plusieurs forages verticaux et obliques, ont été le sujet d'une étude de minéralogie magnétique et une étude de la fabrique minérale replacée dans le cadre géographique, elle-même reliée à une étude du réseau poreux et de son anisotropie.<br /> L'étude de minéralogie nous aide à caractériser la nature des fractions para- et ferrimagnétique à l'origine de la susceptibilité et de la rémanence magnétique, qui varient en fonction de la concentration en argile/carbonate/silt, ces silts étant composés en partie de grains de magnétite détritique. Dans les niveaux les plus argileux (illites et smectites), la fraction ferrimagnétique est aussi composée de sulfures de fer authigènes, peut-être de greigite, qui acccompagnent les pyrites framboïdes omniprésentes. Cette fraction semble correspondre à la fraction de faible coercivité qui a été utilisée pour la ré-orientation des forages verticaux par rapport au Nord magnétique. La fraction de plus forte coercivité est composée des oxydes de fer détritiques, en accord avec la faible valeur de la rémanence naturelle. Ainsi, la coexistence dans la même roche sédimentaire de sulfures de fer et d'oxydes de fer doit-être reliée à des origines distinctes, plutôt qu'à des conditions variables de sédimentation ou de diagenèse. La préservation de ces espèces est attribuée à la très faible perméabilité que le sédiment a acquis après sa compaction.<br /> L'anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) reflète l'organisation principalement planaire des minéraux argileux, et éventuellement la fabrique de forme de la fraction ferrimagnétique. Comme on s'y attend, l'axe court de l'ASM (K3) est vertical (perpendiculaire au litage) avec un degré d'anisotropie de 0,3% à 5%; et un axe long (K1) qui est constant en direction, autour de N-S dans les niveaux plus argileux et autour de NW-SE dans les niveaux plus silteux. L'origine de cette linéation magnétique peut venir soit d'une compaction anisotrope en direction du dépo-centre, soit, hypothèse que nous préférons, d'une orientation des particules parallèlement à la direction des courants venant du NE (Massifs Bohémien et Rhénan) ou venant du NW (massif Londres-Brabant) pendant la compaction. <br /> La fabrique minérale est comparée à l'anisotropie de la connectivité du réseau poreux dans des lithologies représentatives de la formation. Pour documenter l'anisotropie de connectivité, nous avons réalisé des injections au mercure sous haute pression parallèlement aux axes de l'ASM. Nous avons également réalisé des mesures d'ASM après imprégnation avec un ferrofluide sous différentes pressions, dans le but d'obtenir la forme du réseau poreux. A partir de ces données, nous tentons de proposer trois modèles de pore. Dans le premier modèle, valable pour les échantillons les plus silteux, des chemins verticaux semblent contrôler la connectivité. Le second modèle, correspond aux échantillons les plus carbonatés où la plus forte connectivité, parallèle au litage, est quasiment isotrope dans le plan de litage malgré des formes de pore anisotropes. Enfin dans le troisième modèle, porté par les échantillons les plus argileux et les plus imperméables au niveau du laboratoire Andra, la connectivité est également parallèle au litage, et, dans ce plan, le grand axe de conectivité est parralèle à la linéation magnétique.<br /> En conclusion, outre la modélisation pétrophysique du réseau poreux en relation avec la micro-texture de la roche, notre approche minéralogique nous aide à confirmer, et localement à affiner, la stratigraphie séquentielle de cette partie du Jurassique qui correspond à un épisode de refroidissement entre deux épisodes plus chauds marqués par des plateformes carbonatées. Notre approche minéralogique associée aux considérations de fabrique, nous aide à proposer un scénario original de dynamique des apports sédimentaires.

Cette thèse étudie les contrôles des processus gravitaires transférant la production carbonatée des plateformes vers les bassins. Ces travaux consistent en 1) une synthèse géologique de la sédimentation gravitaire dans les systèmes carbonatés et une typologie des configurations favorables pour le transfert distal de la production grossière 2) une méthodologie de modélisation numérique innovante combinant la modélisation stratigraphique forward et le calcul de la stratigraphie mécanique. Elle évalue les mécanismes d’instabilités au cours de l’évolution d’un système. Ces travaux s’appuient sur deux cas d’analogues Plio-Quaternaire: La pente occidentale sous-le-vent du Great Bahama Bank (GBB) et le système d’Exuma Sound/San Salvador, qui constitue une voie exceptionnelle de transport distal de sables carbonatés vers la plaine abyssale. Une caractérisation commune des processus de transferts gravitaires a été établie pour ces deux zones. Des essais œdométriques et de cisaillement triaxial ont été conduits pour obtenir les paramètres géomécaniques des sédiments. La méthodologie de modélisation numérique a été appliquée à un transect 2D de la pente occidentale du GBB sur l’intervalle 1,7-0 Ma. Elle précise le mécanisme de progradation de la marge sous-le-vent, liée au développement de prismes marginaux cimentés de bas-niveaux. La modélisation de la stratigraphie mécanique souligne le contrôle des instabilités gravitaires par la géométrie des dépôts et les surpressions de fluides. Celles-ci se développent sous l’effet des charges piézométriques transitoires dans la plate-forme émergée, favorisant la déstabilisation de la marge de la plate-forme. / This PhD thesis focuses on the controls of the gravitational processes transferring the carbonate production of the platform towards the basins. This work consists in 1) a geological synthesis of the gravity-driven sedimentation in carbonate systems and a typology of favorable configurations for the distal transfer of coarse material 2) an innovative numerical modeling workflow combining the forward stratigraphic modeling and the computation of the mechanical stratigraphy. It estimates the instability mechanisms during the evolution of the system. This work is based on two Plio-Quaternary analog cases: The Great Bahama Bank (GBB) Western leeward slope and the Exuma Sound/San Salvador deep basin and major canyon system, which constitutes an exceptional conduit of distal transport of carbonate sands to the abyssal plain. A common characterization of gravitational transfer processes was established for these two zones. Oedometer and triaxial tests were conducted for the determination of geomechanical parameters of the sediments. The numerical modeling workflow was applied to a 2D transect of the western slope of the GBB over the 1.7-0 Ma interval. It precises the progradation mechanism of the leeward margin related to the development of marginal cemented lowstand wedges. The modeling of the mechanical stratigraphy underlines the control of the gravitational instabilities by the geometry of the platform and fluid overpressures. The latter develop under the effect of transient piezometric head in the emerged platform, promoting the destabilization of the platform margin.

Madagascar est un lambeau de croûte continentale archéenne à néoproterozoïque entouré de marges transformantes, obliques et divergentes : la marge oblique du bassin de Morondava à l’Ouest, bornée par la ride de Davie, et au Nord, la marge divergente du bassin de Majunga connectée au bassin de Somalie. Cette île de 1600 kilomètres de long est composée d’un plateau axial archéen-protérozoïque entre 1200 et 1800m d’altitude, bordé de tous côtés par des bassins sédimentaires. Le sommet du plateau correspond à des surfaces d’aplanissement altérées, délimitées par des escarpements plus ou moins marqués. L'altitude des hauts plateaux traduit l'existence de processus mantelliques, mais la cinétique et l'origine du relief malgache est mal comprise. Peu d'études ont étudié les domaines non orogéniques dans leur intégralité terre-mer, depuis le bassin versant en érosion jusqu'aux marges en sédimentation, et aucune d'entre elles ne porte sur Madagascar. Ce travail de thèse repose donc sur une double approche: une analyse géomorphologique des formes du relief (surfaces d'aplanissement) à terre, basée sur leur (i) cartographie, (ii) chronologie relative, (iii) relation avec les profils d'altération et (iv) datation au moyen des placages sédimentaires et du volcanisme daté qui les scellent; une analyse stratigraphique de l'intervalle post-rift des marges, basée sur l'interprétation de données de sub-surface (puits et lignes sismiques), lesquelles ont été réévaluées en âge (biostratigraphie), pour (i) identifier, dater et mesurer les déformations des marges et de leur relief en amont, (ii) mesurer les flux silicoclastiques, produits de l'érosion continentale. Un calendrier et une cartographie des déformations ont été obtenus sur les marges et mis en relation avec les différentes générations de surfaces d'aplanissement étagées caractérisant le relief malgache. Au Crétacé supérieur, une flexuration de l'île est initiée au sud, à grande longueur d'onde, autour de ~94 Ma. Cette déformation est scellée par la mise en place d'une surface d'aplanissement non déformée mise en place entre 80 et 66 Ma. Durant le Paléocène jusqu’à l'Eocène supérieur (66 à 20 Ma), Madagascar est une île relativement plate, de faible altitude, entourée de larges plateformes carbonatées. Ce relief est largement altéré avec la croissance de nombreux profils latéritiques et les influx silico-clastique dans les bassins sont alors relativement faibles. Le Miocène moyen à supérieur correspond au paroxysme de la surrection et de la déformation avec (1), le basculement de la marge ouest (Morondava), (2) une augmentation du flux de sédimentation silicoclastique depuis le Miocène moyen et (3) la mise en place d’une succession de quatre surfaces d’aplanissement correspondant à des pics d'intensité de la déformation. Le résultat de cette surrection est la morphologie en dôme de l’île de Madagascar (avec un plateau central) marquée par la forme concave de la surface crétacé supérieure altérée à l’Eocène. Le mécanisme de la surrection doit prendre en compte une déformation de très grande longueur d’onde (x 1000 km), forcément liée à la dynamique mantellique. Les relations avec les dômes d’Afrique de l’Est (Ethiopie, Afrique du Sud) sont discutées. / Madagascar is an Archean to Neoproterozoic continental crust surrounded by transform, oblique and divergent margins: the transform Morondava basin to the west, pounded by the Davie Fracture Zone, and to the north, the divergent Mahajanga Basin connected to the Somali Oceanic Basin. This 1600 km long island is a high axial plateau with elevations from 1200 to 1800m. The top of the plateau corresponds to weathered planation surfaces (etchplains), bounded by more or less high scarps. Such elevation of the high axial plateau imply mantle processes, but the age and cinetic of the uplift is still poorly known. Few studies dealt with anorogenic domains in their entirety from the catchment area, the source, to the downstream depositional system, the sink, none of which is about Madagascar. This work lies on a double approach : it is onshore based on the analysis of the macroforms (planation surfaces, etchplains, pediments) throughout their (i) mapping, (ii) relative dating, (iii) relationships with weathering profiles and (iv) dating by their intersection with preserved sediments and volcanism (lava flow and intrusions). offshore, it is based on the interpretation of a dataset of seismic lines and industrial wells, coupled with refreshed biostratigraphy, in order to (i) identify, date and measure vertical movements of the margins and upstream reliefs. Chronology and mapping of vertical movements were defined on the Morondava margin and compared with the onset of the stepped planation surfaces typical of Madagascar topography. During Upper Cretaceous, the southern part of the island is uplifted, at ~94 Ma. This deformation is sealed by the onset of an undeformed planation surface between 80 and 66 ma. From Paleocene to Upper Eocene (66 to 20 Ma), Madagascar is a flat, low elevated island, surrounded by wide carbonate platforms. The relief is highly weathered with growth of lateritic profiles and silico-clastic influx within the basin is low. During Middle to Upper Miocene is the uplift and doming paroxysm with (1), tilt of the western margin (Morondava), (2) increase of silico-clastic influx from Middle Miocene and (3 the onset of four planation surfaces associated to deformation paroxysms. The end result of this uplift is a convex up shape pattern for the end Cretaceous surface weathered during Eocene times, creating the present-day dome morphology (with a central plateau) of Madagascar. The mechanism of this uplift has to explain a very long wavelength deformation (x1000 km) necessary due to mantle dynamics. The relationships with the other East African domes (Ethiopia, East Africa, South Africa) are discussed.

La corrélation entre les différents puits disponibles des unités stratigraphiques identifiées correspond à l'une des premières étapes de la construction d'un modèle de sous-sol. Les horizons stratigraphiques construits définissent, de part leur géométrie et leur topologie, l'architecture stratigraphique du sous-sol guidant simulations géostatistiques des propriétés réservoirs et des faciès. Cependant, la faible qualité et/ou quantité des données disponibles ainsi que la complexité de la mise en oeuvre des concepts sédimentologiques utilisés pour construire un modèle de corrélation rendent cette étape incertaine. Afin de gérer et d'échantillonner ces incertitudes, une méthode stochastique de corrélation stratigraphique est proposée. Cette méthode se base sur le développement de règles de corrélation, assises sur des concepts sédimentologiques ainsi que sur les connaissances a priori de la zone étudiée. Cette méthodologie est appliquée à la corrélation de séquences stratigraphiques de la de marge carbonatée, d'âge Crétacé Supérieur, du bassin Sud-Provençale. Dans cette optique, deux règles de corrélations, basées sur la cohérence des paléoangles et sur une représentation de la paléotopographie construite a priori sont définies. L'étude de la répartition des faciès dans les différents modèles de corrélations générés indique que les incertitudes sur les corrélations stratigraphiques conduisent à envisager plusieurs scenarios de compartimentation de réservoir. Une étude liant corrélations stratigraphiques, simulations d'écoulement et géophysique est menée sur le champ de gaz de Malampaya. Dans ce cas, des unités diagénétiques sont corrélées afin de construire différents modèles statiques et dynamiques de ce réservoir. Cette étude permet de montrer un fort contrôle stratigraphique sur la répartition de l'écoulement alors que l'imagerie séismique semble moins affectée. L'étude de dépôts fluviaux deltaïques au niveau du bassin de la mer du Nord sert de base au développement de règles de corrélations intégrant des informations issues de l'imagerie séismique. Ces nouvelles règles de corrélations permettent de mieux contraindre le problème de corrélations stratigraphique lorsque les sédiments enregistrés au niveau des puits montrent une forte cyclicité. La magnétostratigraphie est une autre source d'information permettant d'étudier l'histoire du remplissage et de la déformation de bassins sédimentaires. Le développement de règles dédiées à cette discipline, et l'utilisation de celles-ci sur des séries sédimentaires himalayennes, permet d'appréhender les incertitudes sur l'âge des sédiments ainsi que sur les paléo-taux d'accumulation de sédiments / Stratigraphic correlation consists in linking boundaries of correlative units between wells or outcrops over a given study area, and is therefore one of the first steps of the characterization of the subsurface geometry, supporting geostatistical modeling of static reservoir properties. However, this early step is subject to uncertainties, since stratigraphic well correlation is constrained only by sparse observations (wells and outcrops), low resolution information coming from geophysics, regional knowledge and geological concepts. The Dynamic Time Warping (DTW) algorithm serves as a base for the development of a generic method stochastically performing stratigraphic correlation between units identified on available wells. The proposed method relies on the definition of correlation rules that are applied using the available data and some regional knowledge, according to the way stratigraphic units are defined. An application to the Cretaceous southern Provence carbonate basin has been performed using correlation rules based on paleo-angles and the theoretical architecture of the depositional environment. The computation of vertical proportions of facies on numerous models generated from the stochastic correlations of sequence stratigraphic units indicates that the uncertainties on the stratigraphic correlation impact the compartmentalization of the modeled reservoirs. The impact of stratigraphic correlation uncertainties on fluid flow behavior is assessed through the example of the Malampaya diagenetic carbonate reservoir. Diagenetic units are correlated on the basis of their wireline log signature and diagenetic types. Different models are generated from the stochastic well correlations, and the corresponding water saturation profiles are computed. They show different displacement patterns, indicating a stratigraphic control of the dynamic property, which contrasts with the synthetic seismic model constructed from the corresponding geomodel. Magnetostratigraphic correlation is another way to study sedimentary basin deposition and deformation history. Adapting the DTW algorithm to magnetostratigraphic data, we generate dating models of Himalayan deposits, for which conflicting interpretations are proposed in the literature. This allows managing the associated accumulation rates uncertainties

La mer de Marmara est la clef de voûte d’un système hydrique complexe entre la Méditerranée la mer Noire où l’équilibre des courants a souvent été rompu, lorsque le niveau global des océans passait sous celui des détroits. L’alternance de sédiments lacustres et marins témoigne de ces variations. La mer de Marmara est aussi une structure tectonique active traversée par la branche nord de la faille Nord-Anatolienne. Cette faille décrochante continentale, l’une des plus longues du monde, est régulièrement à l’origine de forts tremblements de terre. Les études scientifiques sont nombreuses à vouloir caractériser le fonctionnement actuel et passé de la faille pour préciser l’aléa sismique auquel Istanbul est exposé. Cette thèse est constituée de deux études qui s’attaquent à cette question.La première est une étude de la géométrie de la croûte basée sur l’analyse d’un modèle 3D construit par inversion de données gravimétriques corrigées de l’influence des bassins sédimentaires. Le modèle permet de quantifier le rôle des contraintes extensives et révèle le rôle de flux ductiles dans l’amincissement de la croûte inférieur étalé au-delà des limites des bassins. La deuxième étude visait à confirmer les modèles d’âges proposés actuellement en mer de Marmara par l’étude direct des sédiments à l’origine des premiers réflecteurs sismiques interprétés. Les méthodes employées vont de la géophysique à la caractérisation paléo-environnementale des dépôts en passant par le paléomagnétisme et la téphrochronologie. Les résultats ont permis de dater précisément le premier réflecteur ainsi que d’en comprendre l’origine. L’âge que nous proposons est plus jeune que ceux déterminés jusqu’alors. / The Marmara Sea is the keystone of a complex hydrological system between the Mediterranean and the Black Sea. There, the balance between inputs and outputs has been disturbed during glacial periods when the global ocean level dropped below the sill depths, isolating the Marmara Sea. The alternation of marine and lacustrine sediments reflects these variations. The Sea of Marmara is also an active tectonic structure cut by the North-Anatolian fault northern branch. The ruptures of this continental dextral transform fault, one of the longest in the world, are regularly causing massive earthquakes. Many scientific studies are aiming at characterizing the fault structure and its functioning in the hope of being able to foresee the next earthquake close to Istanbul. This thesis presents two studies tackling this subject.The first one presents an interpretation of the crust geometry based on the analysis of a 3D crustal model built from the inversion of gravity data corrected from the influence of sedimentary basins. From the model, we quantify the role of extension in the basin opening and show the existence of ductile flows, in the lower crust, that spread the thinning away from the basins. The second study purpose was to confirm or reverse the sedimentary age models available in the Marmara Sea through the direct study of the sediments constituting the first main reflector interpreted in the models. We used a broad range of methods to build a new age model for one core such as geophysics, paleo-magnetism, tephrochronology and a paleo-environmental characterization. The results give a date for the first main reflector that is younger than the one assessed by previous studies.

La haute vallée de la Valloirette creuse son lit dans "l'édifice de nappes" des Alpes occidentales classiquement composé ici, d'ouest en Est, des zones dites ultradauphinoise (flysch des Aiguilles d'Arves), subbriançonnaise et briançonnaise. Nous avons été amenés à modifier ce schéma. 1°/- Du point de vue stratigraphique : * l'ancienne zone ultradauphinoise doit être divisée en deux unités structurales : - une unité inférieure, dont on n'a, sur le versant valloirin, que le flysch tertiaire, montrant ici des niveaux conglomératiques, turbiditiques et gréseux (les schistes à blocs de la base n'affleurent pas dans la région e t l'olistostrome sommital n'est visible que dans le vallon du Goléon). Ce flysch tertiaire repose sur des terrains mésozoiques d'affinité dauphinoise et par analogie avec A. Serre (1983), nous l'appellerons dauphinoise orientale ; - une unité supérieure, constituée ici essentiellement de flysch gréseux (vers le Nord, un peu de flysch turbiditique existe à sa base tandis que vers le Sud, le flysch olistostromique montre quelques gros blocs). Cette unité prolonge vers le Sud l'unité de flysch à substratum briançonnais décrite par J. Martinez-Reyes (1979, 1980) et nommée plus récemment (A. Serre, 1983) unité Cheval Noir - Casse Massion. * La zone subbriançonnaise présente des faciès de plate-forme entre le Lias et le Jurassique moyen avec des indices d'approfondissement au sommet ou du moins de la proximité d'une mer ouverte. Ces premiers niveaux sont d'affinité dauphinoise. Dès l'Oxfordien s'individualise une épaisse séquence flyschoïde mal caractérisée du point de vue des âges et dont le domaine de sédimentation longuement discuté est probablement assez interne. Il pourrait s'agir d'un domaine "ultrabriançonnais". Une klippe de flysch à Helminthoïdes ajoute encore une petite touche interne à cet édifice. * La zone briançonnaise : la série briançonnaise est assez complète, bien développée entre le Westphalien et le Trias moyen, réduite ensuite. C'est une série typique du Briançonnais externe. 2°/- Du point de vue tectonique : Nous avons pu mettre en évidence de grandes failles verticales subméridiennes à jeu décrochant sénestre. Elles sont bien exprimées dans l'unité inférieure du flysch mais existent aussi dans l'unité supérieure ainsi que dans la zone briançonnaise. Dans le Subbriançonnais, la présence de gypse diapirique au Col du Galibier traduit l'existence d'une grande fracture Nord-Sud. Partout, on trouve les fractures de Riedel associées à ces failles importantes. Du point de vue des déformations : * La zone du flysch : les deux unités sont déformées différemment de part et d'autre d'un cisaillement plat, visible dans le Vallon des Aiguilles, dans les Gorges de l'Enfer et sous la Grande Chible, décelable ailleurs et prolongeant le contact décrit au Nord par J. Martinez-Reyes (1980) et A. Serre (1983). L'unité inférieure est peu (ou pas) déformée, tandis que l'unité supérieure présente des replis désorganisés mais assez généralement déversés vers l'Est. Un modèle synthétique pour expliquer ces déformations est proposé. * La zone subbriançonnaise : elle montre deux types de déformations : des plis d'axe subméridien à grand rayon de courbure dans les terrains du Lias au Jurassique moyen d'une part, deux familles de plis (NI20 e t N180) serrés et couchés, dans la série flyschoïde supérieure d'autre part. Cet argument structural nous permet d'envisager un décollement de la partie supérieure de la série (de l'Oxfordien au Nummulitique) au niveau de l'Oxfordien schisteux et plastique. * La zone briançonnaise : nous n'ajoutons rien au schéma classique donné pour le Briançonnais. Néanmoins, certains chevauchement de faible ampleur (vallon de la Ponsonnière, flanc occidental du massif des Sétaz) doivent pouvoir trouver leur origine dans un modèle de transpression : une faille verticale à jeu décrochant évoluant en nappe de charriage en régime compressif. 3°/- Du point de vue géodynamique : Nous proposons un modèle d'évolution de la région considérée. Pour rapprocher et empiler des unités d'origines paléogéographiques parfois très différentes, nous avons fait appel à un jeu décrochant sénestre tel que L.E. Ricou (1980) l'envisage pour toute l a "zone subbriançonnaise" et dont on a les traces sous forme de failles décrochantes sénestres e t de fractures de Riedel associées. Le régime général en compression provoque des charriages de nappes qui s'ajoutent aux décrochements en une succession de phases de déplacements Sud-Nord (décrochements) puis Est-Ouest (serrages) plus ou moins synchrones. Il en résulte un empilement tout à fait hétéroclite où nous avons sur l'autochtone relatif dauphinois une nappe d'origine briançonnaise (l'unité Cheval Noir - Casse Massion), puis un lambeau de terrains d'affinité dauphinoise, puis une unité d'origine très interne ("ultrabriançonnaise") supportant une klippe de flysch à Helminthoïdes et, enfin, le Briançonnais (cf. Quatrième partie, évolution géodynamique).