Ce mémoire présente une approche pluridisciplinaire, pétrologique, tectonique,<br />géochronologique par traces de fission, et géophysique, de l'évolution géodynamique de la zone<br />Piémontaise des Alpes occidentales (géotraverse Pelvoux-Dora Maira du programme GéoFrance<br />3D). La zone Piémontaise correspond à la juxtaposition de deux domaines tectonométamorphiques<br />métamorphiques majeurs:<br />-Les Schistes lustrés du Queyras présentent des chemins "pression-température" diversifiés mais<br />compatibles avec une évolution progressive dans les conditions du faciès des schistes bleus.<br />L'ensemble de ces unités a été enfoui à des profondeurs de 20 à 35 km avec des paléo-gradients<br />thermiques de 25 à 30°C/km.<br />-Les unités éclogitiques, correspondant au massif ophiolitique du Monviso et au complexe de<br />croûte continentale de Dora Maira, présentent des conditions métamorphiques hétérogènes avec<br />de fortes sautes en pression témoignant de profondeurs d'enfouissement supérieures à 50 km dans<br />un environnement thermique faible de 4 à 6°C/km.<br />Ces deux types de domaines sont interprétés comme différents niveaux d'une zone de subduction<br />intra-océanique, où les Schistes lustrés du Queyras, à forte composante sédimentaire et détritisme<br />océanique, sont assimilables à un prisme d'accrétion crustal tandis que les ensembles<br />éclogitiques correspondent à une portion d'un prisme profond constitué de péridotites hydratées,<br />associées à des morceaux de croûte océanique échantillonnés à différentes profondeur, le long du<br />plan de Benioff.<br />L'exhumation des schistes bleus et des éclogites s'effectue de façon diachrone, plus précoce pour<br />les schistes bleus que pour les éclogites, par des mécanismes différents, propres à la dynamique<br />interne de chacun des deux prismes, alors que la subduction est encore active. Ce n'est qu'à partir<br />de 30 Ma que l'édifice actuel de la zone Piémontaise est constitué et qu'il est mis en surface dans<br />un contexte strictement collisionnel sous l'effet combiné de l'érosion et de l'extension. Cette<br />extension syn-convergence débute dans les conditions du faciès des schistes verts et correspond<br />dans les domaines éclogitiques à une extension multi-directionnelle, localement cisaillante à<br />vergence Ouest, qui reflète l'exhumation par dénudation tectonique de l'ensemble des unités<br />éclogitiques. Par contre dans les Schistes lustrés du Queyras, les structures syn-schistes verts ont<br />été basculées vers l'Ouest de plusieurs dizaines de degrés au cours de l'exhumation. Le régime en<br />extension de la zone Piémontaise s'initie clairement alors que la chaîne est en raccourcissement<br />global, synchrone des grandes structures chevauchantes et de l'écaillage de la croûte européenne,<br />et se poursuit encore aujourd'hui alors que le système alpin est toujours en convergence.<br />La géométrie actuelle d'échelle crustale des zones internes se caractérise par la présence d'un coin<br />de manteau en position superficielle sous le massif de Dora Maira. Ce morceau de manteau<br />apulien, froid et rigide, a joué tout au long de la collision continentale, le rôle d'un indenteur<br />produisant l'écaillage de la marge européenne sous les zones internes. Ce poinçon mantellique,<br />est découpé en deux parties par l'intermédiaire d'un système de failles inverses verticalisées en<br />surface. Le découpage de ce butoir est à l'origine du partitionnement de la déformation récente à<br />actuelle des Alpes occidentales. L'extension syn-convergence dans la zone Piémontaise est la<br />conséquence du poinçonnement vertical généré par le racourcissement NW / SE enregistré à<br />l'échelle des plaques.<br />Mots clés: Alpes occidentales, zone Piémontaise, métamorphisme HP-BT, subduction intraocéanique,<br />exhumation, extension syn-convergence, indenteur mantellique.

Afin de comprendre l'évolution, la géométrie et le mécanisme des déformations récentes (<10 Ma) du socle européen depuis le massif cristallin externe de l'Argentera jusque sur la marge nord-Ligure, des analyses thermochronologiques par traces de fission (apatites/zircons), géomorphologiques et des interprétations de profils sismiques ont été réalisées.<br />Une dénudation du massif est enregistrée vers 22 Ma, certainement en relation avec la structuration de l'arc de Castellane au Miocène moyen-supérieur, qui se poursuit localement vers 6 Ma par dénudation le long de la faille du « Camp des Fourches ». Plus globalement un soulèvement à 0,8 mm/a (30°C/km) est enregistré à 3,5 Ma et suivi tardivement par un mouvement inverse le long de la faille de Bersézio/Veillos à 1 mm/a. Malgré une forte emprunte d'érosion glaciaire présente sur le massif, l'analyse géomorphologique conforte ces derniers résultats. A partir d'un modèle d'évolution de processus de surface, le taux d'érosion associé est estimé localement à 1 mm/a et semble aujourd'hui plus important sur le bassin versant oriental du massif.<br />D'après l'analyse de 70 profils sismique-réflexion, la déformation de la marge nord-Ligure serait liée à la propagation d'un chevauchement aveugle jusque dans les formations salifères messiniennes du bassin.<br />Cette déformation récente compressive de l'avant-pays alpin est guidée par une tectonique de socle le long de structures héritées et fait suite à l'exhumation des roches THP dans les zones internes.

Dans les Alpes occidentales, la plupart des modèles évolutifs envisagent que les nappes, formées de croûte océanique et de croûte continentale européenne et apulienne, ont été progressivement exhumées à la faveur d'une ou plusieurs phases tectoniques tangentielles syn-schistes bleus à vergence Ouest ou Nord-ouest, synthétiques de la subduction. Le problème abordé dans ce mémoire est celui de la dynamique d'exhumation de ces unités de nappes, métamorphisées à haute pression, que nous avons étudiées dans un secteur du domaine briançonnais - les Alpes Graies méridionales, en insistant surtout, au départ, sur la traduction structurale et métamorphique des derniers stades de leur exhumation. Cette étude est centrée sur les dômes de socles Briançonnais d'Ambin et de Vanoise Sud, qui apparaissent en fenêtres tectoniques sous les couverture océaniques des Schistes Lustrés. Les approches utilisées sont celles de la cartographie structurale, de l'analyse pétrographique des microstructures, de la thermobarométrie appliquée aux assemblages minéraux d'âge alpin, et de la géochronologie (Rb-Sr et Ar-Ar sur les phengites des zones de cisaillement). Les principaux résultats de cette étude montrent : - Qu'une phase tectonique syn-schistes bleus à vergence Nord à Nord-Ouest est préservée. Mal exprimée dans les superstructures, elle est prédominante au cœur des dômes. Nous définissons ainsi un premier épisode D1 associé au pic de pression et de température (association grenat-jadéite - 15Kb, 500°C). - C'est une phase cisaillante post-HP à vergence Est, l'épisode D2, qui est responsable de la structuration majeure des massifs d'Ambin et de Vanoise Sud, tant dans les unités de socle que dans les unités de couverture. La déformation correspondant à cet épisode est syn-métamorphe depuis le faciès des Schistes Bleus de bas grade (association glaucophane-chloritoïde : 7 à 9 Kb, 480°C) jusqu'au faciès des Schistes Verts (association chlorite-albite : 3 à 5 Kb, 300°C). A une échelle plus régionale, nous montrons que les zones de cisaillement D2 post HP à vergence Est (décrites dans les massifs d'Ambin et Vanoise Sud), Ouest (décrites à l'Ouest des massifs du Gran Paradiso et de Dora Maïra) ainsi que les cisaillements à vergence conjuguée (décrits dans l'ensellement des Schistes Lustrés situé entre ces massifs) s'inscrivent globalement dans un mécanisme de déformation par amincissement, qui contribuent à une part importante de l'exhumation des roches Alpines de HP-BT. Dans le scénario proposé, l'amincissement D2 survient à la limite Eocène supérieur - Oligocène inférieur, à la suite d'une perturbation thermique et mécanique affectant la lithosphère européenne : slab-breakoff ? Cet épisode d'amincissement D2 marque donc une frontière géodynamique majeure entre l'histoire ductile des domaines internes (dynamique précoce de type subduction liée à l'exhumation des unités HP) et l'histoire de la collision post-oligocène qui prédomine dans les domaines externes (dynamique tardive de type collision associée au fonctionnement des bassins molassiques d'avant chaîne).

Les glissements-coulées sont des processus complexes de déstabilisation de versants, car ils se développent suivant deux modes distincts : glissement avec évolution régressive vers l'amont, coulée boueuse et écoulement vers l'aval. Dans les matériaux concernés, une phase argileuse prédomine généralement. La fragilité de la texture doit être notée, ainsi que sa sensibilité aux apports d'eau souvent à l'origine du déclenchement de la rupture.<br />Ce travail s'est appuyé sur les glissements de la Valette et de Poche dans la région de Barcelonnette (Alpes-de-Haute-Provence). Le contexte géologique, hydrogéologique et géomécanique a été étudié considérant plus spécialement le fonctionnement hydrologique et hydrogéologique d'un versant instable.<br />Les études de terrain, prenant appui sur la modélisation, ont permis de définir des scénarios d'évolution et de mettre en évidence les conditions de réactivation de ces pentes instables.

Au travers d'exemples concrets de plantes menacées choisies dans la flore des Alpes françaises, ce travail présente l'application de trois approches classiquement utilisées en biologie de la conservation : l'étude de la diversité génétique, l'étude des performances reproductives et du système de reproduction et l'étude de la dynamique de populations.<br />Dans un premier temps, nous avons mis en évidence l'utilité des marqueurs moléculaires pour résoudre les ambiguïtés taxonomiques et vérifier le statut d'unité de conservation de Potentilla delphinensis Gren. & Godron. Cette approche a aussi permis d'établir une stratégie de renforcement des populations de Dracocephalum austriacum L.<br />Dans un deuxième temps, nous avons montré que les performances reproductives et le système reproducteur sont de bons indicateurs de la viabilité des populations (Androsace septentrionalis L. et Cypripedium calceolus L.).<br />Dans un troisième temps, nous avons montré la pertinence des modèles matriciels et des analyses de viabilité de populations pour comprendre le fonctionnement d'une espèce et évaluer sa vulnérabilité (Cypripedium calceolus L. et Astragalus alopecurus Pallas).<br />La combinaison des différentes approches sur Dracocephalum austriacum L. indique que les aspects génétiques et démographiques sont indissociables pour prédire la viabilité des populations. <br />L'ensemble de ces résultats a permis de dégager des recommandations théoriques et méthodologiques sur l'application des approches démographiques aux plantes menacées. Des conseils pragmatiques sont proposés aux organismes oeuvrant à la protection de la flore.

La neige recouvre jusqu'à 50 % des surfaces émergées de l'hémisphère Nord en hiver. Une telle importance de la glace à la surface de la terre suggère un fort potentiel d'interaction avec l'atmosphère. De telles interactions ont été mises en évidence ces dernières années, et impliquent des processus complexes, comme la catalyse de réactions hétérogènes ou l'échange de gaz traces réactifs adsorbés à la surface des cristaux de neige, la diffusion en phase solide, les cycles de sublimation/condensation de glace qui entraÎnent des solutés. Leur compréhension et leur quantification requièrent la connaissance de divers paramètres physiques dont la surface spécifique (SS) de la neige, définie comme la surface accessible aux gaz par unité de masse. L'importance de ce paramètre et le peu de données existant dans la littérature a incité à effectuer ce travail sur l'étude de la SS de la neige et son évolution dans le manteau neigeux. La SS a été déterminée par adsorption de méthane à la température de l'azote liquide (77 K). Afin de comprendre les processus responsables de l'évolution de la SS, des macrophotographies et des images obtenues par microscopie électronique à balayage ont été utilisées. L'ensemble de nos résultats (176 mesures de SS) obtenus dans les Alpes et l'Arctique a montré que la SS de la neige est très variable: elle est comprise entre 1540 et 400 cm2/g pour les neiges fraîches et peut descendre jusqu'à 100 cm2/g pour des vieilles neiges. L'étude de l'évolution de la SS indique une décroissance avec le temps qui est due aux transformations morphologiques liées au métamorphisme de la neige. Celles-ci sont essentiellement caractérisées par un arrondissement et un grossissement des cristaux, et par la sublimation des petites structures. La vitesse de décroissance de la SS a également été étudiée à différentes températures. Nos résultats ont montré que la température et le vent sont les deux principaux facteurs qui déterminent la cinétique de décroissance de la SS. A Alert, (Arctique canadien), l'étude détaillée de la microphysique du manteau neigeux a permis de mesurer directement la capacité d'adsorption de gaz traces réactifs par le manteau neigeux. Sa surface totale a été mesurée entre 1160 et 3710 m2/m2. Nous avons ainsi démontré que le manteau neigeux pouvait séquestrer une *grande partie des espèces présentes dans le système (neige + couche limite). Les meSures de SS ont également été utilisées pour déterminer les processus d'incorporation du formaldéhyde dans la neige.

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".

Le sujet de ce travail est l'étude du Paléogène marin de la zone alpine externe. Son objet : rechercher par l'analyse détaillée des unités lithostratigraphiques externe. Son objet : rechercher par l'analyse détaillée des unités lithostratigraphiques formelles, des données et des schémas paléogéographiques cohérents qui permettent de préciser l'évolution tectono-sédimentaire de la marge interne de la plaque européenne au cours de la période paléogène. La principale méthode d'investigation utilisée est la thermoluminescence (TL), en association avec des méthodes d'étude plus classiques empruntant à la biostratigraphie, à la pétrographie et à l'analyse structurale. Quatre parties constituent le présent mémoire. La première partie est d'ordre méthodologique. Successivement , sont précisés: la phénoménologie de la thermoluminescence, les modalités d application de la méthode d'analyse dans le domaine des Sciences de la Terre, les différentes techniques expérimentales utilisées, le choix des paramètres TL et leur traitement statistique. La seconde partie traite des relations entre la thermoluminescence et le métamorphisme mésoalpin. Ce métamorphisme, qui affecte irrégulièrement les matériaux paléogènes et leur substratum, est générateur d'une thermoluminescence de néogenèse dont les caractères spécifiques sont appréhendés grâce à l'analyse des filons de quartz syn- à tardimétamorphes post-priaboniens. Les effets de ce métamorphIsme sont variables et sélectifs à l'échelle des Alpes occidentales,limités dans la zone alpine externe, plus importants dans le domaine interne - notamment dans le Briançonnais - où ils peuvent entraîner l'effacement partiel ou total des caractères thermoluminescents originels du quartz et introduire une part d'incertitude non négligeable dans le raisonnement et les conclusions d'ordre paléogéographique. La troisième partie est consacrée à l'étude régionale des formations détritiques paléogènes de la zone alpine externe affleurant dans les Alpes maritimes s .l., dans le Champsaur et dans le Dévoluy, dans le Pays des Arves et en Haute-Savoie. L'emploi de diagrammes bidimensionnels et de cartes isofactes prenant en compte les paramètres de thermoluminescence les plus performants permet de défInir les principales provinces distributives de matériaux terrigènes, de faire la part des apports d'origine externe et interne lors des différents stades de remplissage des bassins et sous-bassins paléogènes dont l'évolution paléogéographique et structurale est également précisée par l'établissement de cartes de paléofaciès et par l'analyse de la déformation des matériaux à toutes les échelles. Le modèle géodynamique proposé en conclusion, dans la dernière partie du mémoire, lie intimement la sédimentation et la déformation progressive des flyschs crétacés allochtones et des flyschs paléogènes d'avant-pays dans les Alpes occidentales. Il considère l'ensemble de ces flyschs comme un continuum de formations synorogéniques déposées dans des bassins convergents installés par subsidence "forcée' à l'avant de chevauchements crustaux actifs engendrés par la collision Europe-Afrique à partir de l'Albien terminal, le remplissage des bassins sédimentaires étant d'abord assuré par des reliefs bordiers externes rajeunis par le développement de bombements lithosphériques, puis par les parties internes de l'orogène intégrant progressivement ces mêmes flyschs dans leurs superstructures.

Dans les -Alpes occidentales la collision a superposé, de bas en haut, unités européennes, océaniques et apuliennes. L'objectif de l'étude est (1) de préciser la cinématique des étapes précoces de la collision (événement éoalpin) et (2) de définir l'histoire de l'épaississement dans la partie interne de l'arc alpin. L'unité choisie est la zone Sesia-Lanzo, qui représente la partie distale de la marge apulienne. Après une description des unités, l'évolution P-T-t des trois unités majeures de la zone Sesia-Lanzo ("gneiss minuti", seconde zone diorito-kinzigitique (IIDK) et "micaschistes éclogitiques") est étudiée. Ces trois unités ont subi des histoires tectonométamorphiques différentes. La construction d'un multisystème KFMASH s'appliquant aux métapélites de haute pression montre une condordance entre les relations de \phases prédites et les associations observées. L'étude des relations de phases dans les métapélites de haute pression nous permet de mettre en évidence de faibles différences de conditions du métamorphisme éciogitique entre la IIDK et les "micaschistes éclogitiques". Les conditions P-T sont de l'ordre de 16 kbar, 550-600 DC dans la partie interne des "micasr:histes éclogitiques" et d'environ 14 kbar, 500 DC dans la IIDK. L'analyse de la déformation dans la zone Sesia-Lanzo fait l'objet d'une étude détaillée. Deux déformations alpines majeures sont identifiées. La première se déroule dans les conditions du faciès éclogite. Elle est forte et globalement homogène dans l'unité des "micaschistes éclogitiques". L'orientation des linéations d'étirement fini synéclogitiques est en moyenne N150. Cette déformation est associee à la mise en place de la IIDK sur les "micaschistes éclogitiques" du SE vers le NW. La deuxième déformation se déroule dans les conditions du faciès schiste vert. Elle est intense dans l'unité des "gneiss minuti". La deuxième déformation est associée au chevauchement vers l'ouest de l'ensemble IIDK + "micaschistes éclogitiques" sur les "gneiss minuti". La zone Sesia-Lanzo est donc le résultat de deux empilements. Au cours de l'événement éoalpin, la IIDK chevauche l'uni té des "micaschistes éclogitiques". L.es "gneiss minuti" sont probablement situés au-dessus de la IIDK. Lors du deuxième événement, l'édifice précédent est découpé. L'ensemble IIDK + "micaschistes éclogitiques" est charrié sur les "gneiss minuti". Les observations effectuées dans la zone Sesia-Lanzo sont ensuite confrontées aux données disponibles dans la partie interne des Alpes occidentales. Un schéma d'évolution tectonique est proposé pour les Alpes occidentales. La cinématique de la collision au cours de l'événement éoalpin est discutée.

Très tôt, le Val d'Aoste a interessé les industries minières, par le nombre des indices minéralisés qui présentent, dans leurs variétés, un cadre métallogénique d'un grand intérêt . Les méthodes récentes d'investigation permettent de compléter, et de mettre à jour les inventaires des ressources du sous-sol, dressés dès le XIXe siècle, en fonction des connaissances actuelles sur ces sujets. Parmi ces méthodes, la prospection en lits vifs, géochimique multi-élémentaire (stream-sediment), associée à une prospection alluvionnaire plus classique (batée), donne une bonne image de la répartition des secteurs minéralisés, ou ceux plus favorables à des recherches plus rapprochées. Le relief escarpé de la région valdôtaine, et les grandes variations lithologiques des différentes structures géologiques et tectoniques, posent de nombreux problèmes d'hétérogénéités des échantillons, pour la détermination de secteurs anomaux. Cependant, grâce aux traitements statistiques multi-variés, de la cartographie automatique de leurs résultats, et par comparaison avec les connaissances géologiques de la région, nous avons pu définir des seuils d'anomalies, permettant d'isoler des secteurs mêtallogêniquement plus favorables aux recherches minières. A partir de ces résultats, complétés par quelques reconnais sances ponctuelles sur le terrain, des recherches plus spécifi ques à chaque secteur anomal peuvent être proposées pour une exploitation éventuelle.