La déformation de la partie supérieure de la lithosphère continentale s'exprime à travers la nucléation, la croissance et la coalescence de failles. A l'échelle de l'affleurement (échelle locale), ces failles traduisent une localisation de la déformation. Cependant, à une échelle globale (échelle du système), elles peuvent traduire une déformation plus distribuée. Ce transfert d'échelle (de l'échelle locale à l'échelle globale) dépend fortement des mécanismes de déformation impliqués. La lithosphère est un milieu au sein duquel coexistent différents mécanismes de déformation (la rupture fragile et le fluage ductile par exemple). Comprendre son comportement mécanique nécessite de prendre en compte cette variation rhéologique. Dans ce but, nous avons réalisé des modèles analogiques qui respectent la stratification fragile-ductile et qui sont dimensionnés par rapport à la gravité. Ces modèles sont construit en superposant un niveau de sable (localisant la déformation) sur un niveau de silicone (qui distribue la déformation). Le comportement mécanique de ces modèles est décrit à l'aide d'un nombre adimensionnel déterminé expérimentalement (r). Selon la valeur de r, deux modes de déformation peuvent être individualisés, chacun caractérisés par une géométrie des réseaux de failles différente (distribution des longueurs et organisation spatiale). Lorsque r est inférieur à 0,5, la déformation est distribuée sur l'ensemble de l'expérience. Le réseau de failles se caractérise par une distribution de longueurs qui suit une loi exponentielle dont la longueur caractéristique /0 est égale à l'épaisseur du niveau fragile. Les failles sont réparties uniformément dans l'espace et la dimension fractale de ce réseau est égale à 2. Lorsque r est supérieur à 0,5 la déformation est localisée le long de deux bandes de cisaillement auxquelles est associé un réseau complexe de failles. Une analyse très fine du champ de déformation a montré l'existence de fluctuations spatiales et temporelle de l'intensité de la déformation (liées aux fonctionnement des failles) et une organisation spatiale qui évolue au cours du temps. Avant la localisation, la dimension fractale est égale à 2, ce qui traduit la nature décorrélée du champ de déformation. Après la localisation, la dimension fractale devient égale à 1,9. La distribution des longueurs de failles suit une loi gamma. Cette loi est une fonction . mixte entre une loi exponentielle et une loi de puissance qui se caractérise à l'aide d'une longueur caractéristique 10 et d'un exposant a. La longueur /0 augmente fortement selon la valeur de r. L'exp'osant a est toujours proche de 2 indépendamment de la valeur der. La dimension fractale des failles est égale à 1,8, traduisant la nature corrélée de la fracturation et la localisation. Cette approche expérimentale a permis 'de relier la géométrie des réseaux de failles à la mécanique du système et donc de préciser le mode de croissance de ces réseaux. La transition entre les ces deux modes de déformation est brutale et intervient pour un rapport de résistance r critique. Elle peut être assimilée dans sa nature à une transition de phase. Cette transition est effective lorsque la longueur caractéristique /0 devient plus grande que l'épaisseur finie du niveau fragile. Elle s'interprète comme le passage d'une croissance des failles suivant les directions verticales et horizontales, à une croissance dans la direction horizontale. Ces différents résultats, concernant la dépendance r sur la distribution des longueurs de failles et sur l'organisation spatiale des réseaux de failles permettent de préciser le mode de déformation de la lithosphère continentale. Une estimation de r montre que celui-ci est proche de la valeur critique, la déformation pouvant donc être localisante ou non localisante. Une analyse plus précise du réseau de failles en Afars (Ethiopie) suggère une déformation plutôt localisante.

Le relief des continents est contrôlé principalement par la tectonique, l'eustatisme et le climat par le biais de l'incision fluviatile. Un des problèmes majeur de la géomorphologie est de caractériser la façon dont les rivières s'adaptent aux variations de ces paramètres, afin de pouvoir comprendre comment les reliefs évoluent au cours du temps. Le Massif Armoricain est un socle granitique et métamorphique d'altitudes modérées dont la topographie est marquée par un ensemble de plateaux, incisés. L'âge du début de cette incision a été contraint de deux manières : nous montrons que les formations sédimentaires Mio-Pliocène ("sables rouges") sont les témoins d'un premier réseau hydrographique dont les vallées ont été comblées au Pliocène terminal. Les réseaux ) hydrographiques actuels sont sécants et donc indépendants de ce premier réseau. L'âge du début de l'incision et de la formation du relief armoricain peut ainsi être estimé au Gromérien (environ 0,7 Ma) à partir de l'âge des hautes terrasses. L'étude de l'incision du relief, à partir de données de terrains (terrasses, altérations) et de Modèles Numériques de Terrain (MNT) a été un moyen de discuter de l'influence des paramètres de contrôle tectonique, eustatique et climatique sur le fonctionnement des réseaux hydrographiques en érosion. . 1 Dans un tel domaine de socle, la déformation est le paramètre de premier ordre qui 1 contrôle l'évolution du relief. En particulier, nous montrons l'existence de différences spatiales d'incision fluviatile qui ne s'expliquent que par une déformation du Massif 1 Armoricain durant le Pléistocène. A cette évolution se surimpose- un fort contrôle climatique lié à la position en domaine périglaciaire de la région étudiée durant le Quaternaire. Il opère par le biais d'une forte non-linéarité du flux de matière liée aux périodes de déglaciation et est responsable de la formation des terrasses. A l'opposé, les variations eustatiques à haute fréquence qui caractérisent cette période semblent sans effets sur l'incision de la topographie. Enfin, le Massif Armoricain étant -- un domaine de socle, hétérogène par définition, il existe un contrôle == lithologique sur les modalités de l'incision; dans les cas extrêmes, les lithologies résistantes (grès, granites) peuvent bloquer la propagation des variations du niveau de base et permettre la conservation de palée-topographies, non-incisées. Finalement, l' étude du relief nous a permis de discuter de la déformation du Massif Armoricain durant le Pléistocène selon un schéma de flambage lithosphérique et de proposer un modèle d'évolution des fleuves en domaine de socle, en régime périglaciaire et en contexte de déformation de faible amplitude et de grande longueu'r d' onde.

Le but de cette thèse est de caractériser l'évoiution tectono-métamorphique d'un segment de croûte continentale drchéenne (> 2.5 Ga). L'objet étudié est le craton de Oharwar (Inde du Sud) qui présente, du Nord vers le Sud, une transition continue de niveaux structuraux de plus en plus profonds. Cette région n'est affectée par aucune déformation post-archéenne. Nous montrons que les champs de déformation mis en évidence résultent de l'interférence entre le développement d'instabilités gravitaires diapiriques et un raccourcissement régional. Toutes les structures d'échelle crustale résultantes (diapirs et décrochements) sont générées au cours d'un seul et même événement que nous avons daté aux environs de 2.5 Ga. Elles sont contemporaines (i) d'un épisode de formation de croûte continentale juvénile (batholite du Closepet), (ii) d'un métamorphisme régional parfois intense (migmatisation, granulitisation). La cartographie des champs de déformation nous permet d'infirmer la présence de structures chevauchantes ou d'un empilement caractéristique des zones de collision continentale modernes. L'étude pétrographique révèle que seules certaines zones diapiriques dont la * subsidence a été la plus rapide ont enregistré une évolution prograde avec une augmentation de pression de 3 à 7-8 kbar. De plus, ces régions montlent une hétérogénéité dans la composition de la phase fluide qui semble être associée à une différence de perméabilité induite par la nature et l'orientatiôn des textures des roches métamorphiques. En conclusion, la croûte continentale archéenne du craton de Dharwar ne montre pas de structure tectonique susceptible d'avoir généré un épaississement crusta: important. Sa déformation est due principalement à des forces de volume (diapirisme) et, dans une moindre mesure, à des forces de surface (décrochements). Le développement d'instabilités gravitaires diapiriques, parce qu'il affecte des volumes de croûte considérables et qu'il ne peut être rapporté à aucune évidence structurale d'épaississement crustal, constitue une particularité de la tectonique de l'Archéen.

L'Islande constitue la partie émergée d'un plateau basaltique qui s'est formé par interférence entre la dorsale médio-Atlantique et un point chaud dans l'Atlantique Nord. Une calotte glaciaire s'est installée à plusieurs reprises durant le Quaternaire sur ce plateau. L'étude de la structure et de la morphologie de l'Islande permet donc de préciser les interactions entre trois processus géodynamiques : extension lithosphérique liée à l'accrétion océanique, anomalie thermique liée au point chaud et dynamique glaciaire. Une analyse structurale montre que l'Islande est formée de plusieurs systèmes de type roll-over successifs et décalés dans l'espace. Des expériences analogiques indiquent que cette structure, très différente de celle d'une dorsale ordinaire, reflète l'influence sur le processus d'extension de l'apport magmatique excédentaire dû au point chaud. Une analyse géomorphologique de terrain et sur images SPOT permet de préciser les interactions entre l'activité tectono-volcanique et la dynamique glaciaire. La dernière calotte glaciaire était drainée par des courants de glace, dont la localisation était contrôlée par les anomalies géothermiques de la Zone Volcanique Active (ZVA). Dans les régions occupées par les courants de glace, une grande partie des produits volcaniques syn-glaciaires ont été évacués par l'écoulement rapide de la glace. Entre les courants de glace, des édifices volcaniques synglaciaires ont été préservés. Certains sont situés à l'extérieur de la ZVA actuelle. Cette anomalie peut refléter une modification de la largeur de la ZVA sous l'effet de la surcharge glaciaire. Des expériences analogiques suggèrent qu'elle est plus probablement liée au processus d'extension particulier de l'Islande, induit par le point chaud, et caractérisé par une mobilité latérale de la ZVA.

Etude géologique: stratigraphie , tectonique du segment sud du Vercors allant de St Nazaire en Royans à Chabeuil soit les " monts du Matin"

La teneur en C02 de l'atmosphère actuelle et son évolution au cours des temps géologiques dépend du cycle du carbone. Une bonne compréhension de ce cycle bio-gébchimique complexe passe par la connaissance du contenu des différents réservoirs (externes ou internes) impliqués et des flux entre eux. En particulier, pour rendre compte des concentrations universelles de carbone sur la terre, il faut considérer qu'il existe du carbone en quantité importante dans le manteau terrestre. Dans celui-ci, le carbone peut se trouver piégé sous différentes formes, et entre autres, dans les carbonates. Afin de tester cette hypothèse, nous avons étudié la stabilité et le comportement physico-chimique des carbonates dans les conditions de pression et de température du manteau supérieur et inférieur. Ces conditions, de 1 à 50 GPa, pour des températures comprises entre 1000 et 3000 K ont été obtenues à l'aide de cellules à enclumes de diamant. La spectroscopie Raman à haute pression ou haute température a permis de suivre in situ les modifications structurales de l'aragonite, de la calcite, de la dolomite et de la magnésite. Des synthèses expérimentales en cellule à enclumes de diamant chauffée par laser ont été réalisées. L'observation par microscopie électronique analytique en transmission des produits trempés a permis de montrer que les carbonates sont des phases stables dans les conditions du manteau. Le carbonate stable en présence de silicates du manteau est un carbonate magnésien ; il existerait dans le manteau en tant que phase individuelle de structure très probablement analogue à celle de la magnésite stable à basse pression / basse température, ou dans une solution solide de type MgO-MgC03' En conclusion, on peut estimer que les carbonates, et en particulier la magnésite, sont de potentielles phases hôtes du carbone dans la quasi totalité du manteau terrestre.

Comment caractériser et modéliser les paramètres qui contrôlent les mouvements verticaux, le flux thermique, la cinématique et la géométrie des failles néoformées durant les épisodes de rifting continental ? Pour répondre à cette question, un code explicite thermomécanique 2D a été utilisé. Dérivé de l'algorithme Flac, il permet de prendre en compte des comportements rhéologiques complexes (visco- élasto-plastique) et s'avère très efficace pour modéliser les déformations non-linéaires à courtes et moyennes échelles de temps et d'espace. Cependant, pour traiter des écoulements incompressibles, ce type de code devient moins performant. Pour palier à ce problème, un code éléments finis (FEM, 2/3D) thermomécaniquement couplé, a été développé. L'impact de la prise en compte de rhéologie viscoélastique et d'une surface libre sur la topographie à l'aplomb d'un panache mantellique a ainsi pu être quantifié. Un algorithme implicite permettant d'inclure une rhéologie visco-élasto-plastique consistante dans le code FEM 2D est en cours de développement. Par ailleurs, des expériences analogiques ont été menées en parallèle des études numériques 2D dans le but de valider l'approximation de déformation plane et de comprendre les implications tridimensionnelles de la présence d'hétérogénéités dans le socle pré-rift. Tous ces outils ont permis de mettre en évidence, comment, à différentes échelles, la présence de plusieurs couches de lithologies différentes, peut entraîner des accélérations locales de la subsidence, l'asymétrie des structures ou des inversions du sens de migration des dépôts-centres. En terme d'application, le golfe de Corinthe, un rift continental actif qui découpe la chaîne des Hellénides a reçu une attention particulière. La comparaison de modèles numériques 2D (Flac) et analogiques 3D a montré que l'évolution structurale d'est en ouest et la cinématique des failles du golfe peuvent être expliquées par la présence de la nappe des Phyllades dans les séries anté-rift du golfe.

L'étude pétrographique du complexe métamorphique du NE de l'Iran, continuité de l'Alborz est l'objet de ce travail . La région étudiée fait partie de l'Alborz oriental. Elle est bordée an N et au NE par la zone du Kopetdagh, orientée sensiblement E-W et limitée à son tour, sur son bord septentrional, par le plateau de Touran, qui appartient au domaine hercynien.

L'étude de la famille des PULCHELLIIDAE DOUVILLÉ, 1890 emend. est basée sur la récolte de plus de 1500 spécimens dont près d'un millier ont été récoltés banc par banc et sont répertoriés dans notre collection. Après avoir indiqué sommairement les caractéristiques paléogéographiques et les localisations des sites étudiés, sur le terrain ou par des collections anciennes, nous établissons le cadre biostratigraphique au sein duquel se situe notre étude. L'étude biostratigraphique est abordée par la discussion des critères fondamentaux qui permettent de sélectionner les espècesindex. La quasi-totalité des espèces-index choisies ont été révisées et elles sont donc facilement identifiables. Nous discutons de deux critères peu considérés jusqu'à présent par les auteurs: la variation de fréquence des espèces-index entre le bassin et la plateforme, et l'écart stratigraphique potentiel ou réel existant entre l'apparition épibolienne et l'apparition réelle d'une espèce-index. Nous justifions largement nos choix des espèces-index, ainsi que les rejets de certaines espèces choisies comme index zonales par d'autres auteurs ou par le Lower Cretaceous Ammonite Working Group (L.C.A.W.G.) ; cette partie justificative n'existe pas ou tient très peu de place dans tous les travaux antérieurs.

Le thème principal de ce travail de thèse se rapporte à l'étude micropaléontologique et sédimentologique des dépôts émersifs de la plate-forme jurassienne (S.-E. de la France et Suisse occidentale) entre le Jurassique moyen et le Crétacé inférieur (faciès purbeckiens et wealdiens). Grâce aux données complémentaires de coupes sélectionnées dans le N.-E. de l'Espagne (Maestrazgo) et le S.-E. de la France (Basse-Provence), une biozonation continentale principalement basée sur les Charophytes et un nouveau schéma phylogénétique des Clavatoracées (Charophytes) sont établis pour le Jurassique supérieur - Crétacé de l'Europe occidentale. D'autre part, le polymorphisme des gyrogonites des Porocharacées et des Characées (Charophytes) est mis en évidence avec une révision taxonomique. D'après une comparaison entre les données fossiles du Jurassique-Crétacé avec le matériel récolté dans des environnements similaires de l'Actuel, ce polymorphisme résulte des variations de certains paramètres écologiques (salinité, pH, luminosité, température) influençant la croissance des thalles et des fructifications des Charophytes. L'analyse micropaléontologique et sédimentologique des dépôts émersifs mésozoïques de la plate-forme jurassienne permet en outre de déceler l'activité d'une tectonique synsédimentaire d'origine tardi-hercynienne au Crétacé inférieur (phase néocimmérienne) et de reconnaître un climat subtropical à alternances saisonnières de périodes sèches et humides dans l'intervalle Jurassique moyen - Crétacé inférieur. La présence très particulière dans le Jura de rares restes de Dinosauriens (Allosaurus) et de certaines Characées (Aclistochara bransoni) autorise également à postuler durant le Jurassique supérieur et le Crétacé basal des échanges biologiques entre la marge nord-téthysienne (Eurasie) et l'Amérique du Nord. Plus précisément, d'autres éléments de corrélation (Ostracodes, Charophytes, Dinokystes, Ammonites) originaires respectivement des domaines téthysien ou boréal démontrent la réalité de connexions avec la plate-forme jurassienne au Crétacé basal (Berriasien-Valanginien / Volgien-Ryazanien). Dans ses conclusions, ce travail présente une interprétation séquentielle des dépôts margino-littoraux du Jurassique-Crétacé de la plate-forme jurassienne et évalue l'influence des cycles climatiques glacio-eustatiques ou de la dérive des continents dans la mise en place des faciès d'émersion laguno-lacustres sur les marges continentales et les aires cratoniques. Enfin, la lignée phylogénétique des Hemiglobator-Globator (Clavatoracées, Charophytes) est prise comme exemple significatif pour une réflexion sur la théorie néo-darwiniste de l'Evolution et le créationnisme, apparemment contradictoires mais en fait complémentaires.