Dans la partie Nord de la zone de subduction des Petites Antilles, la convergence est fortement oblique alors qu’au Sud elle est frontale. Cette étude vise à comprendre les conséquences de l’entrée en subduction du plateau des Bahamas fortement flottant par l’étude de l'évolution du champ de contrainte dans le NE de la plaque Caraïbes, depuis l’Eocène. Ce travail montre que sur les îles les plus anciennes, l’arc volcanique s'initie à l’Eocène. La migration de l’arc vers sa position actuelle se produit durant la période Miocène inférieur – Miocène supérieur. La période Oligo-Miocène est charnière : le champ de contrainte évolue d'une extension pure parallèle à la fosse de subduction, à une extension radiale. Après une restauration de la déformation régionale, j'attribue ce changement d’état de contrainte, à l’initiation du partitionnement de la déformation dans le NE de la plaque Caraïbe qui accommode la courbure de la fosse faisant suite à l’entrée en subduction du banc des Bahamas. Dans l’archipel Guadeloupéen, les analyses structurales à terre et en mer montrent des régimes en extension pure perpendiculaire à la fosse. Les orientations des failles similaires depuis l’Eocène confirment un fort héritage structural. À l’actuel, dans le coin NE des Petites Antilles, le régime tectonique est décrochant avec une direction d’extension principale orientée NO-SE soit parallèle à la fosse. Dans l’archipel Guadeloupéen le régime tectonique est purement extensif orienté NE-SO perpendiculairement à la fosse. Cette rotation est interprétée comme résultant de l’augmentation vers le Nord de l’obliquité de la convergence du fait de la courbure de la zone de subduction. / To the north of the Lesser Antilles subduction zone, from North to South, the obliquity of the subduction is decreasing. This study is focus on the consequences of the entrance of Bahamas bank buoyant plateau into the subduction by studying stress field evolution in the NE of the Caribbean plate since Eocene. This work show that the volcanic arc activity on Anguilla bank islands begin at the Eocene. The volcanic arc migration toward his actual localisation occurs during early Miocene – late Miocene period. The Oligo-Miocene period is transitional as a switch in the stress field from pure parallel-to-the-trench to radial extension occurs. A restoration of the regional deformation shows that this switch is related to strain partitioning initiation in the upper Caribbean Plate in response to trench bending that followed the entrance of the Bahamas Bank in the subduction zone. In the Guadeloupean archipelago, kinematic analyses onshore and offshore show a pure extension with a perpendicular-to-the-trench σ3. The similar faults orientations since Eocene confirm that inherited structures control strain localisation. At present day, in NE corner of the Lesser Antilles, the NW-SE main extensional direction of strike-slip stress regime is trench-parallel. In the Guadeloupean archipelago, the pure extensive stress regime is trench-perpendicular (NE-SW). These different orientations of the stress field are interpreted to be the result of increasing trench bending to the North responsible for a northern increase of subduction obliquity

Nous présentons ici un travail qui combine des études de géochronologie, géochimie et géomorphologie sur l'île de la Martinique afin de contraindre l'évolution de l'activité volcanique de l'île. L'arc insulaire des Petites Antilles, double dans sa moitié nord, résulte de la subduction vers l'ouest de la plaque Atlantique sous la plaque Caraïbe à 2 cm/an. Grâce à sa position centrale où les deux branches nord se rejoignent, la Martinique est la seule île des Petites Antilles où l'histoire la plus complète de l'arc affleure. Nos âges K-Ar montrent que l'Arc Ancien a été actif de 25 à 21 Ma. L'Arc Intermédiaire s'est ensuite mis en place en milieu sous-marin puis subaérien entre 16 et 7 Ma. Au cours du Miocène, l'activité volcanique s'est déplacée vers l'ouest avec la mise en place de petits volcans monogéniques, alignés le long de failles, entre 3 Ma et 340 ka. Au même moment, le compartiment septentrional s'est édifié au niveau du volcan bouclier du Morne Jacob (5.5 – 1.5 Ma), du Complexe du Carbet (1 Ma – 322 ka), du Mont Conil (550 – 190 ka) et enfin de la Montagne Pelée. Nous avons mis en évidence l'étroite relation de l'évolution chimique des laves et des taux d'éruption avec les modifications de surface, ainsi que l'influence de la subduction de rides asismiques sur la migration et la répartition de l'activité volcanique à travers et le long de l'arc. En conclusion, notre compilation de 56 nouveaux âges K-Ar entre 26 Ma et 190 ka, nous permet de mieux contraindre les différentes phases volcaniques de l'île de la Martinique, et d'identifier des épisodes de forte production magmatique liés aux changements géodynamiques régionaux et/ou les événements d'effondrement de flanc.

Cette étude a pour but de contribuer aux travaux menés jusqu'ici pour déterminer la composition chimique de la surface du satellite Io. A cette fin, nous avons choisi d'allier modélisation thermochimique des gaz volcaniques ioniens et étude expérimentale spectroscopique et chimique de molécules condensées à basse température. <br />Ainsi, la modélisation thermochimique appliquée au volcanisme ionien permet de suivre le refroidissement des gaz volcaniques émis et met en évidence les séquences de condensation de certaines molécules.<br />A l'issue de cette première partie de l'étude, le monoxyde de disoufre, S2O, apparaissant comme gaz majeur émis par les volcans, est sélectionné pour une étude expérimentale détaillée. Il s'agit là de reproduire en laboratoire la condensation à basse température d'un gaz chargé de S2O et de suivre par spectroscopie infrarouge, son évolution physico-chimique et sa polymérisation, dans des conditions de température, de pression, de mélange avec SO2 et d'irradiation solaire, imitant au mieux celles qui règnent à la surface de Io. Les expériences menées permettent d'approfondir les connaissances chimiques que l'on avait jusque là de S2O et du mécanisme de sa polymérisation en oxyde de polysoufre ainsi que de la structure de ce dernier. De plus, elles conduisent à rejeter la possibilité d'attribuer la couleur rouge de certains dépôts volcaniques à la condensation de S2O à la surface de Io et amènent à penser que cette dernière est très probablement majoritairement composée de dioxyde de soufre et d'un mélange de soufre S8 et de polymère de soufre, auxquels de l'oxyde de polysoufre s'adjoint en plus faible quantité.

Dans un but de prospection pour la compagnie Buenaventura nous avons étudié et cartographié au 1/25 000 une portion de la haute Cordillère Occidentale du Pérou Central (partie septentrionale entre 10°32 'S et 10° 48'S, 150km au N de Lima) à l'Est du batholithe côtier. Ce mémoire débute par la description de la profonde vallée du rio Huaura qui offre une coupe naturelle perpendiculaire à l'axe de la Cordillère Occidentale et permet d'en recouper toutes les structures.La stratigraphie, tectonique, le volcanisme et lla métallogénie sont étudiées.

Le segment Nord-Ouest himalayen (Kohistan-Ladakh et Karakorum, NE Pakistan et NO Inde) est une zone appropriée pour étudier les étapes de la convergence de deux continents (Inde et Asie), en contexte océanique puis continental sur 110 Ma. Une approche pluridisciplinaire (géologie structurale, pétro-géochimie, thermo-barométrie, géochronologie Ar-Ar) a été utilisée. Les étapes intra-océaniques de la convergence sont étudiées via les séries d'arc du Nord-Ladakh. Cette étude permet de raccorder l'arc océanique du Kohistan à l'W, à la marge active tibétaine à l'Est. L'étude des isotopes du Sr, Nd et Pb des laves d'arc fournit des rapports isotopiques élevés rappelant l'anomalie " DUPAL ". Des laves adakitiques et riches en Nb-Ta et Ti sont également présentes. Ces données suggèrent l'interaction entre liquides issus de la fusion de la croûte subduite et le manteau, à la suite de la subduction de la ride néo-téthysienne, comme déjà proposé pour l'initiation de l'obduction de l'ophiolite d'Oman, en réponse à une inversion tectonique: la remontée de l'Inde vers le Nord. Les étapes de la convergence post-collisionnelle, après une phase de raccourcissement NE-SW entre 60 et 40 Ma, sont marquées par une partition de la déformation: Une bande E-W de dômes recoupe les structures précoces, dans un contexte de raccourcissement N-S et d'extrusion verticale, associée à un métamorphisme HT dans le faciès des granulites et à un magmatisme à affinité mantellique (25 - 5 Ma). Cette granulitisation de la croûte asiatique pourrait être liée à un apport de chaleur mantellique lié au détachement du slab indien. La faille décrochante du Karakorum sert de limite entre Karakorum et Tibet et accommode l'extrusion latérale de celui-ci. Des granulites sont exhumées dans la zone de faille probablement d'ampleur lithosphérique. Le déplacement le long de la faille semble hétérogène, avec un rejet total de 300 km basé sur la corrélation des blocs de Lhasa et du Karakorum.

Ce mémoire de thèse est constitué d'une thématique régionale et d'une thématique générale. La première thématique correspond à une étude du Rift Ouest-Européen (ROE) par l'analyse du Rift du Massif Central (RMC). Dans le Massif Central (MC), la répartition du volcanisme associé à l'extension cénozoïque permet de différencier trois épisodes: le Volcanisme Pré-rift, le Volcanisme Syn-rift et la Phase Volcanique Majeure. Le Volvanisme Pré-rift (Paléo-Eocène) est associé à une surrection du MC. Le Volcanisme Syn-rift est lié à la période d'extension Eo-Miocène à l'origine des grabens du MC. Durant cette période, la chronologie des événements plaide en faveur d'une évolution de type rift passif. La Phase Volcanique Majeure, responsable des principales provinces volcaniques, est caractérisée par deux pics de magmatisme contem.porains de périodes de surrection sans création de graben et sans sédimentation. Cette évolution est compatible avec le stade initial d'un rift actif. Cette évolution du RMC est commune à l'ensemble du ROE et la répartition du ROE concentrique' autour des Alpes suggère un lien étroit entre ces deux systèmes géologiques. La phase éo-alpine (== 65 Ma) serait responsable du flambage litho sphérique en avant des Alpes et du Volcanisme Pré-rift. A l'Eocène, la création de la racine lithosphérique alpine permet d'expliquer le rift passif contemporain au niveau du ROE, puis le "rift actif' à partir du Miocène. La thématique générale a pour but d'étudier la dynamique de l'extension par une approche analogique. Les expériences à l'échelle crustale montrent le rôle majeur de la vitesse d'extension sur les structures formées. Dimensionnées à partir du rapport de résistance entre les parties fragile et ductile, les modèles montrent que la géométrie des structures varie en fonction du nombre de discontinuités de vitesse et de la vitesse d'extension. Appliqués à la nature, ces modèles permettent d'expliquer la différence de géométrie entre le graben du Rhin et le RMC.

Les volcanites spilitiques du massif des Ecrins-Pelvoux, qui comprennent un réseau filonien traversant le socle anté-triasique et des coulées subaériennes interstratifiées dans les dolomies du Trias supérieur, marquent la période prérift de la plate-forme alpine occidentale. Dans quelques rares cas les coulées les plus tardives se prolongent jusque dans les sédiments argilo-calcaires de la marge téthysienne, active ici à partir de l'Hettangien. Toutes les variantes de la structure doléritique sont présentes dans le réseau filonien et dans les coulées les plus épaisses. Les roches effusives, habituellement plus microlitiques que les filons sont aussi plus sévèrement remplacées par une paragenèse minérale de chlorite, albite (ou feldspath potassique) et carbonate. Les dykes , en général moins altérés, montrent cependant quelques bordures et diverticules intensément recristallisés et parfois disloqués au point de prendre le faciès de véritables brèches à ciment carbonaté.

L'étude multidisciplinaire de Mayotte permet d'identifier deux systèmes volcaniques : le système volcanique du Sud constitué de laves définissant une série continue fortement sous-saturée représentant la phase post-érosionelle du volcan ; le système volcanique Septentrional constitué de laves définissant une lignée évolutive moyennement sous-saturée s'expliquant par un plus fort degré de fusion que la précédente et réprésentant une phase de construction du bouclier et une phase post-érosionelle. L'étude des rapports isotopiques du Strontium et du Néodyme et des éléments traces révèle des contradictions dans le modèle d'évolution d'un volcan de point chaud classique (ex : Hawaï). L'extension d'ampleur pluri-kilométrique relevée au Nord de l'île pourrait engendrer une fusion par décompression lors de l'amincissement litosphérique et ainsi expliquer le fort taux de fusion des laves récentes du Nord-Est de signature isotopique caractéristique de lithosphère océanique.

Le plateau Amsterdam-St. Paul (ASP) est un plateau océanique issu de l'interaction entre le point chaud éponyme et la dorsale sud-est Indienne. Il est prolongé au nord-est par la chaîne des Poètes Disparus (CDP pour Chain of the Dead Poets), une chaine volcanique liée à l'activité intraplaque du point chaud. L'étude du plateau et de la chaîne révèle que la composition du point chaud ASP nécessite la présence dans le manteau source de croute océanique chargée de sédiments pélagiques recyclée via subduction il y a 1,5Ga. Le panache ASP s'exprime en surface de manière discontinue, par le biais de pulses, et à la faveur de zone de faiblesses telles que les dorsales, les zones de fractures et les zones de déformation diffuse. De ce fait, la construction de la chaîne est directement liée (1) aux pulses du panache et (2) à la déformation diffuse engendrée par le mouvement des plaques Capricorne et Australie. Des datations K-Ar révèlent que cette chaine est constituée de deux générations de volcans : (1) une ancienne génération datée à ~9Ma et constituée d'édifices de taille importante, ayant probablement eu une phase émergée et (2) une jeune génération, âgée de moins de 2Ma, et constituée d'édifices plus petits, formés par la migration de matériel issu du panache sous le plateau ASP lors du dernier pulse et à l'épanchement en surface à la faveur de zones de faiblesse. L'orientation de la chaîne et des édifices qui la composent indique que le maximum de divergence entre les plaques Capricorne et Australie se produit selon une orientation N155°. En outre, le panache présente un mouvement propre de l'ordre de 1-2 cm/an vers le sud-ouest qui a contribué à son rapprochement de la dorsale. Ce mouvement à l'encontre des flux asthénosphériques implique un ancrage du panache, confirmant son origine profonde. Les compositions élémentaires et isotopiques (Sr-Nd-Pb-Hf) des laves émises sur le plateau ASP révèlent l'interaction entre le panache, le manteau supérieur Indien et l'influence de l'anomalie DUPAL. Le manteau supérieur Indien sous le plateau ASP est hétérogène et consiste en un manteau appauvri contaminé par des lambeaux de croute continentale inférieure, composés de granulites à grenat et plagioclase, probablement délaminée pendant la fracturation du méga-continent Gondwana. Les résultats de cette étude affermissent donc le modèle proposé de recyclage dans le manteau supérieur de granulites comme origine de l'anomalie DUPAL. La présence de ces trois pôles (point chaud, manteau supérieur et croute continentale inférieure), ainsi que leurs mélanges en proportions variables, entrainent une grande variabilité de compositions dans les laves du plateau. L'apparente homogénéité de l'île d'Amsterdam, l'un des sommets émergés du plateau, se révèle donc être un biais lié à la présence de réservoirs magmatiques intermédiaires dans sa structure.

L'étude porte sur le Paléogène marin externe entre Provence et Suisse et sur quelques flyschs subbriançonnais de l'Embrunnais-Ubaye. La nanno et la micropaléontologie, la palynologie sont utilisées pour dater les formations, le benthos pour caractériser les niveaux écologiques. L'analyse des déformations permet de reconstituer la dynamique du bassin et d'y reconnaître une importante tectonique synsédimentaire remobilisant des accidents hérités. La mise en place d'unités allochtones sur la bordure E de la plaque européenne, le déplacement de ces dernières vers l'W déterminent : - 1, en avant de front, dans l'avant pays, l'apparition d'une douve dont la subsidence provoque la transgression nummulitique ; - 2, sur leur front, l'élaboration d'un prisme d'accrétion en milieu marin profond ; - 3, à l'extrados de la ployure de la plaque européenne, l'apparition du volcanisme calco-alcalin paléogène des Alpes (ponctuel et de plus en plus récent vers l'extérieur de l'orogène). La contraction alpine de l'Oligocène inférieur entraîne une inversion structurale au niveau de la flexure existant au Priabonien terminal dans le bassin marin. Sur la plate-forme continentale éocène s'installe alors un Sillon périalpin subsident, limité à l'W par la zone fracturée des rivages les plus occidentaux de la mer paléogène (Front nummulitique). Cette nouvelle douve, en milieu marin puis occidental, piège à sédiments remaniés, voit dans les Alpes du Sud, se développer sur sa bordure E un véritable prisme d'accrétion en milieu subaérien. Bloquée à l'Oligocène supérieur dans les Alpes du Sud, la progression de la douve vers l'extérieur de l'orogène continue dans les Alpes du Nord. Cette subsidence touche au Chattien supérieur la bordure E du Jura et entraînera plus tard, dans cette région, la transgression marine miocène. En définitive, le bassin paléogène des Alpes est induit par le rejeu d'accidents préexistants déterminé par des évènements précoces qui se déroulent sur la partie E de la plaque européenne, conséquence directe de la collision de plaques en cours. Il se calque sur les limites crustales : dans les Alpes du Sud il est directement superposé au Bloc crustal de la Durance. Ces mêmes lignes structurales, une fois de plus, au cours des mouvements alpins moi-pliocène, lors de l'individualisation de nouvelles unités structurales (par exemple le Poinçon d'Aspres-Rouaine dans les Alpes du Sud).