Le principal objet de cette thèse est de montrer que le karst est un vecteur pertinent d'informations morpho géniques. Pour utiliser à bon escient ce vecteur, il est nécessaire d'avoir une bonne connaissance des paramètres intervenant dans la formation et la structuration des vides endokarstiques et sur les processus de sédimentation carbonatée (spéléothème et travertin). Ces paramètres sont abordés, dans le Livre l, au travers de l'approche systémique. Cette approche apparaîtt la plus appropriée pour, d'une part, aborder les notions de structure, de flux et d'évolution du système karstique et, d'autre part, pour définir des stratégies méthodologiques cohérentes. Sur la base de cette approche, deux domaines géographiques ont été traités: le Vercors (Livre II) et la Transversale de Ronda (Livre III). L'intérêt de travailler sur deux entités différentes est double: il permet de s'affranchir des spécificités locales qui ont, parfois, pour effet de parasiter les essais morphogéniques ; le second intérêt est de pouvoir déterminer les différentes réponses du karst aux événements d'ordre tectonique, eustatique et/ou climatique. L'étude du karst, comme vecteur d'informations, a permis de définir la part d'événements dans l'évolution morphologique de ces deux domaines, comme la crise messinienne, le soulèvement pliocène et les oscillations climatiques pléistocènes, dont les effets n'étaient pas toujours perceptibles à partir des seules données superficielles. De ce travail, il ressort que les paléodrains constituent l'une des entrées les plus pertinentes car ils permettent de saisir l'existence de structures de substitution induites par des événements paléogéographiques de "premier ordre".

Une plate-forme carbonatée urgonienne s'est développée au Barrémien et à l'Aptien sur la marge passive septentrionale de la Téthys entre les Pyrénées et les Alpes suisses. La partie de cette plate-forme qui est localisée entre la Chartreuse et le Vercors septentrional (chaînes subalpines françaises) a fait l'objet d'études sédimentologiques, stratigraphiques et micropaléontologiques. L'étude sédimentologique détaillée des sédiments, de leur contenu faunique et de leurs relations, a permis de proposer le modèle d'une plate-forme qui, au maximum de son extension, était constituée des six ensembles suivants : - le talus externe, placé dans l'étage circalittoral et caractérisé par des sédiments argilo-carbonatés, vaseux et sableux fins, abritant une faune vasicole de Spatangidés, Lamellibranches fouisseurs et petits Foraminifères à test arénacé ; - la bordure de la plate-forme, zone très agitée située dans l'étage infralittoral et caractérisée par ses dépôts oolitiques, ses biohermes à Cnidaires et ses sédiments sableux grossiers dans lesquels se développait une microfaune de Foraminifères de grande taille (Orbitolinidés; coniques, Reophax ?; - le domaine interne de la plate-forme correspondait à des milieux plus abrités de l'étage infralittoral dans lesquels des sédiments calcaires sableux, moyennement grossiers, parfois envasés, toujours micritisés par les algues endolithes, abritaient des Rudistes et des Miliolidés ; - les chenaux, zones déprimées recoupant la plate-forme, drainaient des sédiments argilo-calcaires sablo-vaseux et renfermaient une microfaune extrêmement riche et diversifiée dominée par des Foraminifères à tests complexes (Orbitolinidés surtout) ; - le domaine marginolittoral correspondait aux plages, caractérisées par des sédiments calcaires sableux grossiers montrant de nombreuses figures sédimentaires (Keystone-vugs, ciment asymétrique, etc *** ) et aux marais maritimes de l'étage médiolittoral ou supralittoral dans lesquels se déposaient des vases calcaires presque azoîques renfermant presque exclusivement un seul genre de Foraminifère (Pseudotriloculina); - les zones émergées identifiées grâce aux phénomènes de dissolution précoce des sédiments. L'étude stratigraphique a permis de reconstituer l'évolution paléogéographique de cette plate-forme qui, apparue à la base du Barrémien supérieur, s'étendit progressivement au cours du Barrémien supérieur et du Bédoulien, malgré des périodes de crise - la première au sommet du Barrémien supérieur (épisode des calcaires marneux de la Rivière) et la seconde à la base du Bédoulien (épisode des couches inférieures à Orbitolines). Chacune de ces crises, traduite par l'arrivée de sédiments argileux, a perturbé le développement de la sédimentation carbonatée de la plate-forme. Au Bédoulien supérieur, une dernière crise plus importante que la précédente est responsable de l'interruption définitive de toute sédimentation carbonatée de plateforme dans la région étudiée. Cet épisode correspond au dépôt transgressif des marnes de la couche supérieure à Orbitolines. L'étude micropaléontologique comporte la description et la figuration de 213 espèces de Foraminifères benthiques dont 35 espèces et 4 genres sont nouveaux. La répartition quantitative et qualitative de ces Foraminifères dans les différents ensembles de la plate-forme a été examinée. Dans certains cas, cette répartition parait s'expliquer par l'influence dominante d'un facteur écologique (luminosité, température, salinité, apports détritiques, nature du substrat, etc *** ). La répartition stratigraphique des Orbitolinidés montre qu'il est possible d'utiliser ces organismes pour caractériser les sous-étages Barrémien inférieur, Barrémien supérieur et Bédoulien. En effet, chacun d'entre eux correspond à une période pendant laquelle les populations d'Orbitolinidés restent stables alors que les limites des sous-étages correspondent au contraire à des périodes plus ou moins longues pendant lesquelles les populations se renouvellent assez massivement.

Ce travail la description stratigraphique et tectonique du nord du massif du Vercors : région de'Autrans-Méaudre,Jplateau du Chateau julien.

On précisera d'abord des conditions dans lesquelles apparaît tel ou tel type de fracture. On analysera ensuite les rapports existant entre les grands décrochements d'une région et la fracturation plus fine que l'on rencontre à leurs abords; puis on s'intéressera aux formes et aux mouvements des blocs découpés par ces fractures. Après avoir établi quelques modèles théoriques on tentera de les appliquer à l'étude des fracturations qui affectent d'une part un grand synclinal de la Chartreuse orientale et d'autre part un vaste plateau du Vercors sud oriental. Cette étude comportera deux étapes ; on recensera d' abord les fractures majeures puis, des mesures de terrain nous permettrons d'apprécier la fracturation plus fine de ces massifs. Ces derniers sont caractérisés par une tectonique simple: des plis à grand rayon de courbure, tronçonnés par des décrochements qui les prennent en écharpe . Le traitement des données ainsi acquises sera fait par filtrage optique pour l'interprétation photogéologique et par un programme original de traitement statistique pour les mesures de terrain permettant de reconnaitre automatiquement la forme des blocs découpés par les fractures. Puis en schématisant et en interprétant les résultats ainsi obtenus on essayera de conclure par un historique de l'évolution des déformations dans la région en tentant de reconstituer le rôle qu'a pu jouer le socle dans la tectonique de cette région. On devra pour cela se placer dans un cadre plus large que celui des massifs subalpins externes.

A partir de l'étude de cas naturels de zones transverses dans l'avant-pays alpin et de modèles analogiques, on montre que le développement des zones de transfert dans les chaines plissées est directement lié à une variation longitudinale des paramètres impliquant le niveau de décollement basal. Pour une série sédimentaire mécaniquement isotrope et pourvue d'un niveau de décollement basal à comportement fragile, ces facteurs sont : (1) l'épaisseur de la couverture et (2) la résistance au cisaillement à la base. Pour une chaine dont le décollement est assuré par un niveau de détachement ductile, la présence d'hétérogénéités obliques (variations brutales d'épaisseur ou interruptions latérales, . étranglements, rides ... ) au sein de cette couche ductile favorise la formation et l'orientation des chevauchements dans la couverture fragile sus-jacente. Les fronts latéraux nord et sud de l'arc du Jura se localisent à l'aplomb d'une limite d'extension du niveau de décollement triasique: au sud, il s'agit d'une variation latérale de faciès alors qu'au nord il s'agit d'une interruption brutale par faille normale. Ces deux secteurs montrent une déformation finie associant régime compressif et régime décrochant, caractérisée par une rotation importante des axes de raccourcissement qui tendent à s'orienter perpendiculairement à la zone transverse. Cette déformation transpressive peut s'exprimer de deux façons: soit elle affecte l'ensemble de la zone transverse de manière diffuse (cas du Jura septentrional), soit il y a ségrégation entre les composantes de cisaillement pur et de cisaillement simple (cas du Jura méridional). Le massif du Vercors occidental correspond il une zone transverse induite par l'épaississement du nord vers le sud de la couverture allochtone, qui s'accompagne de la réapparition du sel massif triasique à la base. Ces variations longitudinales conduisent au développement de plis en échelon au front de la chaine et à l'augmentation de la longueur d'onde des écailles imbriquées. La diminution vers le sud de la résistance mécanique il la base se traduit par une inversion progressive de la vergence de la chaine.

Les instabilités rocheuses constituent l'un des risques naturels le plus souvent rencontre dans les grands reliefs alpins et restent malgré tout un domaine encore mal connu des Sciences de la Terre. Compte tenu de leurs caractéristiques, l'amélioration de nos connaissances dans les domaine de la stabilité des massifs rocheux passe par l'instrumentation et la surveillance de ces instabilités. L'objet de cette thèse a ainsi tout d'abord consisté à mettre au point un dispositif instrumental multi-capteurs, constituant une base solide pour l'acquisition en continu de paramètres pertinents pour les suivi temporel de la stabilité des massifs rocheux. Ce dispositif permet en effet de mesurer et stocker en continu et de façon autonome pendant de longues durées (plusieurs mois) des données hautes fréquences (jusqu'à 1 kHz) et lentes issues de différents types de capteurs. Par ailleurs, il peut être télémétré de façon à suivre à distance l'évolution du site surveille ainsi que les fonctionnement de l'instrumentation. La station de mesure mise au point permet également de faire un pré-traitement des données et a été agrémentée d'algorithmes de surveillance permettant de combiner différents critères pour une première gestion d'alerte. Le travail réalisé a en outre permis de mettre au point un système de transmission par réseau maillé et un système de supervision distant orienté client-serveur. En juin 2008, ce système de surveillance permet de suivre une quinzaine de sites instables en France. Dans les cadre de cette thèse, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'évolution des déformations subies par une écaille rocheuse instable, sur les site de Chamousset (Sud-Est Vercors), jusqu'à environ une semaine avant son éboulement. L'observation de différents paramètres (déformation, météorologie, écoute sismique) et leur suivi temporel pendant environ 3 mois ont ainsi permis de mettre en évidence : une accélération nette mais modérée du déplacement horizontal du sommet de l'écaille, fortement liée aux épisodes de gel-dégel; de très nombreux nano-séismes, dus à la rupture progressive de l'écaille et dont certains présentent une fréquence dominante très basse (5 a 10 Hz), probablement dominée par la résonance de l'écaille;des modes spectraux s'individualisant à des fréquences supérieures à 10-15 Hz sur l'écaille et ayant tendance à augmenter en moyenne avec les temps; l'occurrence de crises sismiques qui ne dégénèrent pas vers l'instabilité. Compte tenu de sa dynamique, l'expérimentation réalisée sur ce site a permis de progresser dans la connaissance des processus mis en jeu et notamment de mettre en évidence de nouveaux paramètres dignes d'intérêt pour l'étude de ce type d'instabilités et donc de préciser les spécifications des caractéristiques instrumentales à atteindre.

pas de résumé

Zugl.: Diss.