Cette thèse a pour objet l'étude géologique, pétrochimique et métallogénique de la région située entre Zara et Susehri, dans la province de SIVAS, en Turquie, ainsi que l'étude géochronologique du massif syénitique de Kose Dag.

Les connaissances actuelles sur le comportement hydrogéologique des édifices volcano-détritique sont encore limitées et cela limite la bonne gestion des ressources en eau. Depuis une décennie, sur les flancs du volcan Merapi, à Java Centre, en Indonésie, une pression croissante se fait sur la ressource en eau avec l'intensification des pratiques agricoles irriguées, la croissance de la population et les utilisations industrielles de l'eau. Le manque de connaissances sur les processus du cycle de l'eau par les consommateurs déclenche des conflits d'usage et le partage de l'eau devient une question centrale. Une compréhension plus précise du cycle de l'eau dans sa globalité dans ce genre de contexte est donc un point fondamental qui a besoin d'être amélioré.Ce travail a été axé sur la caractérisation des ressources en eaux souterraines à travers l’étude de la géométrie et des propriétés hydrodynamiques des systèmes aquifères /aquitards multi-couches à l'échelle d’un bassin versant expérimental sur le flanc Est du volcan Merapi. Pour couvrir tous les processus impliqués dans la circulation des eaux souterraines, une approche multi-disciplinaire a été choisi.Une nouvelle approche géologique et géomorphologique a été réalisé afin de caractériser la structure interne et l'architecture de dépôt sur le flanc Est du Merapi. Sur la base de ces résultats, un modèle conceptuel géologique et géomorphologique a été construit et révèle des formations détritiques chenalisées et connectées depuis les hautes altitudes jusqu’aux vallées, créant des chemins préférentiels pour les eaux souterraines.La caractérisation du climat avec l'estimation des termes du bilan hydrique et la description des principaux processus hydrologiques sont décrits par le suivi de deux années hydrologiques (2011-2012 et 2012-2013 ). Le climat tropical de cette région se caractérise par une période de mousson (Novembre à Mai ) et une saison sèche (Juin à Octobre ). Le bilan hydrologique est caractérisé par 40 % des précipitations sont perdus par évapotranspiration, 10 % s'écoulent et la moitié restante s'infiltre à travers l'édifice volcano-détritique et recharge les aquifères multicouches.Le fonctionnement hydrogéologique d'un environnement volcano-détritique complexe a pu être appréhendé à l’aide d’un suivi hydrogéologique, hydrochimique et géochimiques sur les sources et des puits peu profonds. Deux ceintures de sources ont été identifiées: la première est caractérisée par des sources de dépression alignées le long d'une ligne topographique tandis qu'une faille normale est probablement à l'origine de la seconde. L’utilisation de la température de l’eau de source comme traceur de l’altitude de recharge a permis l’identification de plusieurs systèmes aquifères multi-couches. Les propriétés hydrauliques de ces aquifères ont été établi à partir des l'analyses des essais hydrauliques. Le premier système aquifère est situé proche de la surface et possède une faible conductivité hydraulique. En revanche, un second système aquifère a été identifié en profondeur et possède une forte perméabilité. Le traceur “température” met en évidence un effet de mélange entre le premier et le deuxième aquifère au niveau des sources de basses altitudes . Ce phénomène est confirmé par les résultats des analyses isotopiques.L'application d'un modèle numérique couplant la circulation des flux, le transfert de masse ou le transfert de chaleur confirme le modèle conceptuel hydrogéologique et permet de quantifier la ressource en eau. / The current knowledge on the hydrogeological behavior of the volcano-detritic edifices is still sparse and these lacks limit the attempting of water resource management. Since a decade, on the flanks of Merapi volcano, in Central Java, Indonesia, an increasing pressure is done on the water resource with the intensification of the irrigated agriculture practices, the growth of population and the water industrial uses. The lack of knowledge about the water cycle processes by the consumers triggers water use conflicts and the water sharing becomes a central issue. A most accurate understanding of the water cycle in its globality in this kind of context is hence a fundamental point that need to be improved.This work has been focused on the characterization of groundwater resource thought the identification of the extent, the geometry and hydrodynamic properties of the aquifers/aquitards multi-layered system at the experimental catchment scale on the Eastern flank of Merapi volcano. To cover all the processes involved into the groundwater circulation, a multi-disciplinary approach has been chosen.A new geological and geomorphological approach is performed to characterize the internal structure and the deposit architecture on this zone of the Eastern flank of the Merapi. Based on these results, a geological and geomorphological conceptual model has been built and insists on the channelized detritic formations connected from the upper parts to the low lands through the volcanic edifice and that create preferential groundwater path ways.The climate characterization with the estimation of the water balance terms and the description of main hydrological processes are described with the monitoring of two hydrological years (2011-2012 and 2012- 2013). The tropical climate of this region is characterized by seasonal monsoon (November to May) and dry season (June to October). The global water balance can be distributed as follow: 40% of rainfall are lost by evapotranspiration, 10% runs off and the remaining half infiltrates through the volcano-detritic edifice to recharge the multi-layered aquifers.The hydrogeological functioning of a complex volcano-detritic environment is explained through the implementation of hydrogeological, hydrochemical and geochemical monitoring on inventoried springs and wells. Two spring belts are described, the first one is characterized by depression spring along a topographic line while a normal fault is probably at the origin of the second one. The identification of a multi-layered aquifer systems has been done based on the determination of the spring water temperature as a relevant tracers of the recharge elevation and the groundwater circulations. The hydraulic properties of these aquifers have been investigated from the analysis of hydraulic tests. Results show a low permeable aquifer close to the surface with a local recharge while a second aquifer system with high permeability and regional recharge is located deeper. The tracer temperature shows a mixing effect between the first and the second aquifers in the springs at low elevation. This phenomenon is confirmed by the isotope analysis.The application of a coupled numerical model between flow circulation, first mass transfer and second heat transfer confirms the hydrogeological conceptual model of volcano-sedimentary edifice and allows to quantify the water resource.

Cette thèse traite des problèmes stratigraphiques, pétrographiques et structuraux posés par la région couverte par la feuille géologique de Khorramabad (Zagros, Iran occidentale). Cette région est divisée en deux domaines qui différent par une grande partie de leur histoire géologique et qui sont séparés par une zone d'accidents tectoniques majeurs. Le domaine sédimentaire : Il constitue les montagnes du Zagros et couvre la moitié sud ouest de la feuille ; il appartient à la plaque arabe. On a pu y distinguer également deux zones : - Le Zagros externe (partie sud ouest) montre de puissantes séries de Sédiments à caractère peu profond, sans discordance depuis le Paléozoïque (atteint par forages)) jusqu'au pliocène. - la Crushed zone (partie nord est) a des séries continentales ou de plateforme sans discordance depuis le Cambrien jusqu'au Crétacé supérieur. Le domaine métamorphique : Il couvre toute la partie nord est de la feuille et appartient à la plaque iranienne.

Il est possible de dégager les grands traits de l'histoire géologique de notre région, correspondant à la bordure nord est du massif des Ecrins -Pelvoux (Combeynot-Eychauda) et de les présenter schématiquement comme suit: - au Dévono-Dinantien, la destruction d'un relief proche (socle antéhercynien) alimente une importante sédimentation de type Culm. Ces sédiments sont: - des grauwackes - des arkoses - des grès psammitiques et pélitiques - de rares conglomérats. Ces formations sont très intriquées; on passe de l'une à l'autre par variation progressive de faciès. Elles sont souvent très grossières, traduisant un dépôt dans un bassin de subsidence peu profond. Un puissant volcanisme acide alimente cette sédimentation très détritique. Celui-ci se caractérise par des émissions de rhyolites qui se mettent en place dans ces sédiments. Ces émissions sont formées: - de rhyolites massives - de tufs rhyolitiques. Ces derniers peu consolidés, se mêlent à des sédiments arkosiques. Ce volcanisme est de type spilite-kératophyre. Il est caractéristique de la chaîne hercynienne en Europe occidentale. Cependant, la seule fraction acide de ce volcanisme s'observe dans le massif de Combeynot, sa fraction basique correspond à la série verte de Belledonne. Au cours de l'orogenèse hercynienne, ce complexe volcano - sédimentaire est marqué par les événements suivants: 1/ Métamorphisme extrêmement léger Sous-faciès à quartz - albite - biotite - muscovite - chlorite du faciès schiste vert à faible pression et faible température. Les roches acquièrent une foliation, mais leur structure primitive est peu affectée: la rhyolite possède une légère schistosité les tufs rhyolitiques mêlés aux arkoses se transforment en porphyroides arkosiques les arkoses et grès psammitiques prennent un faux aspect de "gneiss" très métamorphiques les grauwackes sont peu modifiées. Au cours du métamorphisme l'ensemble du complexe est plissé. 2/ Intrusion d'un batholite granitique (type Pelvoux) dans ce complexe Ce granite est remarquable par : - son âge viséen supérieur (330 -31 0 MA) - son caractère hypovolcanique - sa faible activité hydrothermale 3/ Surrection du massif marquée par une tectonique cassante, à dalles isoclinales, découpées par un jeu de failles, comme dans les autres massifs cristallins externes. Cela donne un style "horst et graben". L'érosion va rapidement transformer ce premier relief hercynien en pénéplaine sur laquelle se déposera le Trias. L'orogenèse alpine, enfin, marque profondément la région : - les vieilles structures hercyniennes sont rajeunies - le métamorphisme est pratiquement inexistant: sa seule manifestation est une activité hydrothermale déposant de la chlorite dans les diaclases - le massif atteint son altitude maximale - la bordure nord est du massif des Ecrins-Pelvoux subit un écaillage complexe provoqué par une tectonique tangentielle en nappes de charriàge, tandis que le massif de Combeynot, sous le "coup de butoir » des nappes, tend à chevaucher le synclinal d'Arsine. Ainsi par ses différents caractères - dépôt de formations sédimentaires dévono- d'inantiennes - volcanisme effusif acide la région du massif de Combeynot et du vallon de l'Eychauda s'apparentent aux séries volcano-sédimentaires hercyniennes qui constitutent les autres massifs cristallins externes.

Stratigraphie et pétrographie des éléments du socle et de la couverture de la région du Canavese. Les roches ultrabasiques de Baldissero et du Piemonte sont replacées dans la série du socle. L'accent est mis sur les ressemblances entre le socle du Canavese et celui des Alpes méridionales. Des terrains du secondaire et plio-quaternaire constituent la couverture. Les schistes de Bio et de Levone se distinguent par leur caractère métamorphique de la série fondamentale lombarde. Ils pourraient appartenir à l'unité des schistes lustres. Etude tectonique de la région; présence de phases de fracturation de cisaillements. Mise en place du massif ultrabasique. La zone du Canavese apparait comme un élément distal du sillon lombard dans une position tectonique particulière.

Le Permien et le Trias (ca. 300 à 200 Ma) sont caractérisés par une réorganisation globale de la dynamique des enveloppes externes de la Terre et en particulier de la biosphère qui traverse l'une de ses plus grandes crises à la transition entre le Permien le Trias. L'évaluation du rôle du domaine Est Téthysien (actuelle Asie du Sud Est) dans les perturbations des enveloppes externes est mal établie en raison d'une mauvaise compréhension de son évolution paléogéographique au Permien et au Trias. Des éléments nouveaux sur la paléogéographie et l'évolution géodynamique du domaine Est Téthysien ont été déduits d'analyses sédimentologiques, géochronologiques et géochimiques réalisées dans les bassins sédimentaires de Luang Prabang (Laos), Sam Nua et Song Da (Nord du Vietnam). Ces études ont montré qu'un ensemble continental majeur du domaine Est Téthysien, le bloc Indochinois, est bordé par deux zones de subduction au Permien supérieur et au Trias inférieur, puis entre en collision avec le bloc Chine du Sud au Trias moyen tandis que le fonctionnement de l'autre zone de subduction, au niveau du Bassin de Luang Prabang, se poursuit jusqu'au Trias supérieur. Les arcs magmatiques liés à la présence des zones de subductions représentaient alors probablement des reliefs topographiques importants dans une zone située à faible latitude. La présence d'un écosystème continental relativement diversifié au Trias inférieur dans le Bassin de Luang Prabang suggère que ces reliefs aient pu constituer des zones refuges favorables au maintient et/ou au renouvellement de la biosphère lors de la crise biologique permo-triasique. / The Permian and the Triassic (ca. 300 to 200 Ma) are characterized by a global change that has impacted the hydrosphere, the atmosphere and especially the biosphere that has underwent one of its biggest crisis at the permian-triassic boundary. Assessing the role of the East Tethyan domain (present day South East Asia) in the reorganization of the biosphere is hampered by a poor understanding of its paleogeographic evolution. Examination of the Luang Prabang Basin (Laos) Sam Nua and Song Da Basin (Vietnam) using sedimentological, geochronological and geochemical analysis brings new information about the geodynamic evolution of the Indochina bloc. These studies revealed the existence of two subduction zones bordering the Indochina bloc during the Late Permian and the Early Triassic, followed by a collision with the Indochina bloc during the Middle Triassic while the other subduction zone was still active up to the Late Triasic. The magmatic arcs related to the subduction zones might have representedimportant topographic heights in an area located at a low latitude. The occurrence of a rather diversified continental ecosystem in the Luang Prabang Basin during the Lower Triassic suggests that these topographic heights could have formed a refuge zone suitable to the maintaining and/or the recovery of the biosphere during or slightly after the Permian-triassic biotic crisis.