L’éon Archéen est marqué par un phénomène majeur dans l’histoire de la terre :la stabilisation de du manteau lithosphérique continental. Bien que le rôle réel de cette stabilisation en tant qu’acteur dans la géodynamique archéenne ne soit pas encore parfaitement établi, elle a joué un rôle important, par la suite, dans le développement et la préservation de la croûte continentale stabilisée sous la forme de cratons. L’isolement de cette lithosphère par rapport à l’asthénosphère convective a dû également avoir une incidence importante sur l’évolution du manteau et sur son régime thermique. Comprendre les processus qui ont formé et modifié le manteau lithosphérique sub-cratonique à l’Archéen est donc essentiel pour appréhender l’évolution géodynamique du globe terrestre. L’origine et l’histoire de ce manteau lithosphérique restent encore très controversées car bien qu’il ait été épargné depuis deux milliards d’années de toute tectonique active, les roches qui le constituent ont subi des rééquilibrages chimiques et/ou modaux suite à un ou plusieurs événements métasomatiques. Ce travail s’inscrit en grande partie dans cette problématique avec une étude détaillée des équilibres existant entre les différentes phases minéralogiques des péridotites inclues dans les kimberlites de Thaba Putsoa et de Letseng-la-Terrae (Lesotho). L’étude de ces équilibres minéralogiques nous permet de déterminer les phases qui résultent (ou ont été modifiées) d’un phénomène métasomatique, et inversement d’en apprendre sur la nature de celui-ci. Le traitement des données pétrographiques, géochimiques et thermodynamiques a établi que la partie du manteau lithosphérique archéen échantillonnée à Letseng et de Thaba Putsoa ne peut pas être considérée comme homogène et à l’équilibre. On démontre qu’au moins deux épisodes de métasomatisme aux caractéristiques chimiques distinctes ont affecté successivement ces roches. Bien que trois grandes familles de péridotites ont été décrites, l’hypothèse d’un protolithe commun de type harzburgite subcalcique a été proposée pour l’ensemble de la lithosphère archéenne profonde. Ceci implique que tous les clinopyroxènes présents dans ces péridotites soient d'origine secondaire. La question de la validité des modèles thermodynamiques reposant sur le principe d’un équilibre du clinopyroxène avec les autres minéraux se pose dès lors. Cela nous a conduits dans la seconde partie de la thèse à commencer le développement d’un nouvel outil thermodynamique se basant sur une phase minérale plus stable comme l’orthopyroxène. Pour ce faire, un nouveau protocole d'inversion a été proposé permettant la détermination d'un modèle de solution fiable pour cette phase. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'actuelle définition rhéologique du manteau sous-continental ne rend ni compte de sa faible résistance estimée sous les régions déformées, ni des processus de localisation de la déformation qui le caractérisent. Pour mieux contraindre sa rhéologie, nous avons donc utilisé la tectonique et la modélisation numérique à travers l'étude des péridotites de Ronda. L'étude structurale de ces péridotites montre que leurs déformations sont liées à une extension continentale arrière-arc, juste avant qu'elles soient intégrées dans les Bétiques internes au Miocène inférieur. Au cours de cette extension intervient la formation d'un gradient de déformation ductile et sous-continental, qui serait initié par un processus impliquant l'action dominante du fluage dryGBS pendant la réduction dynamique de taille de grains de l'olivine. La quantification numérique de ce processus ductile montre qu'il peut provoquer, à basse température (< 800 °C), une intense localisation de la déformation et une chute de résistance des péridotites intensément déformées. À plus grande échelle, ce processus est aussi capable de localiser la déformation dans le manteau sous-continental, permettant, d'après nos résultats numériques 2-D, d'initier la formation d'un rift continental étroit. La conséquence majeure de cette localisation se traduit par une intense chute de résistance du manteau au cœur du rift, comme observée dans les régions déformées. Cette rhéologie « localisante » et ces résultats nous permettent donc de proposer une nouvelle définition de la rhéologie du manteau, qui tient compte de l'évolution de sa résistance pendant la déformation de la lithosphère.