La première partie de ce travail s'attache à définir les frontières et la cinématique plio-quaternaire du Bloc Sud Mexcain (BSM), une microplaque tectonique découplée de l'Amérique du Nord au niveau de l'Axe Volcanique Trans-Mexicain (AVTM). L'analyse de profils sismiques, l'analyse d'images satellites ainsi que des observations de terrain montrent que le bassin de Veracruz et le volcanisme post-5Ma du Massif de Los Tuxtlas sont affectés par un grand décrochement sénestre. Cette faille est toujours active comme en témoignent la sismicité modérée ainsi que les marqueurs quaternaires (cônes, terrasses alluviales et volcanisme) affectés par la déformation. Le décrochement plio-quaternaire de la région de Veracruz est important car il établit la jonction entre le système transtensif senestre qui affecte l'AVTM et les décrochements également sénestres qui affectent la région des Chiapas au sud. Ces trois zones, sismiquement actives, accommodent une rotation antihoraire du BSM par rapport à l'Amérique du Nord. Le modèle cinématique proposé ici prédit une rotation du BSM par rapport à l'Amérique du Nord de 0.45°/Ma avec un pôle localisé à 24.2°N et 91.8°W. La seconde partie de ce travail se focalise sur l'évolution tectonique du Mexique central. Des données structurales ainsi qu'une étude paléomagnétique réalisée sur des unités volcaniques oligocènes permettent de mieux contraindre la cinématique des failles du système Tepehuanes-Zimapán (SFTZ), orienté N130°, à proximité des villes de San Luis Potosí et Guanajuato. Les données structurales collectées ainsi que les directions paléomagnétiques moyennes, indiquant des rotations antihoraires de ~10°, montrent que ce système était caractérisé par un mouvement transtensif sénestre. Cette déformation intra-arc oligocène est similaire à celle qui affecte l'AVTM actuel. Il est possible que le SFTZ ait constitué la limite nord du BSM durant l'Oligocène inférieur. Cette limite aurait migré en même temps que l'arc volcanique durant l'Oligocène supérieur et le Miocène pour atteindre sa position actuelle.

Cette thèse s'intéresse à la dynamique des prismes orogéniques à travers l'étude du cas Himalayen. J'ai utilisé une approche pluri-disciplinaire combinant modélisation numérique, cartographie de terrain, analyse structurale et microstructurale, thermochronologie Ar-Ar et détermination des pics de température métamorphique par RSCM (Raman Spectroscopy of Carbonaceous Material).La modélisation numérique m'a permis d'apporter des contraintes sur les paramètres contrôlant la géométrie actuelle de la chaine. A la suite de cette étude, je propose que les variations latérales observées le long de la chaîne Himalayenne soient générées par la combinaison de deux mécanismes : 1) l'advection asynchrone d'une rampe crustale sous le Moyen Pays Himalayen le long de différents segments, qui entraine la présence et le déplacement de la transition topographique le long de la chaîne; 2) des variations dans le contraste rhéologique entre le plateau du Tibet et la croûte continentale Indienne, qui controlent la formation des klippes et influence la largeur de la chaîne.Le travail de terrain a permis d'apporter des données sur une zone jusqu'alors peu documentée de l'Ouest Népalais. Les observations réalisées, ainsi que les analyses effectuées sur les échantillons rapportés de cette campagne de terrain, m'ont amené à proposer une nouvelle coupe géologique pour cette zone. L'existence du “lesser Himalayan Duplex”, jusqu'alors utilisé pour expliquer cette zone, est ainsi discuté ainsi que la géométrie et la signification du “Ramgarh Thrust”.Par ailleurs, un code de modélisation numérique a été développé afin d'étudier les mécanismes thermiques ayant lieu dans la croûte continentale en cours de migmatisation. Ce modèle, appliqué au massif métamorphique de El Oro en Equateur, nous a amené à mettre en évidence l'existence de mécanismes de convection crustale, lors de la migmatisation, dans cette région. Cette étude méthodologiquement proche de celle réalisée sur le prisme orogénique himalayen, apporte des contraintes sur la formation et la dynamique des plateaux continentaux. / This PhD focuses on the dynamics of orogenic wedges using the Himalayas as a case study. I used a multi-disciplinary approach combining numerical modeling, field mapping, structural and microstructural analysis, Ar-Ar thermochronology and metamorphic peak temperature estimation by RSCM (Raman Spectroscopy of Carbonaceous Material) to provide geometrical and timing constraints on the development and evolution of an upper-crustal scale nappe system.Numerical modeling provided the intuition on the parameters that control the current geometry of the belt. According to this study, I propose that along-strike variations observed along the Himalayan Belt are generated by two parallel mechanisms: 1) The asynchronous underthrusting of a crustal ramp beneath the Lesser Hiamalaya, responsible for the presence and displacement of the topographic transition observed along the belt; and 2) variations in the rheological contrast between the Tibetan Plateau and the colliding Indian continental crust, controlling the formation of klippes and the range width.The fieldwork campaign allowed us to bring new data on an area so far poorly documented: the far western Nepal. Field observations as well as analyses performed on samples collected during the field campaign led us to propose a new geological cross section for this area. The existence of the lesser Himalayan duplex, used so far to explain the structure of the belt in the Karnali River area (Western Nepal), is discussed as well as the geometry and tectonic significance of the Ragmarh thrust.In a parallel study, a numerical code has been developed in order to study the thermal behavior of a partially melted continental crust. This model, applied to the El Oro massif in Equator, led us to show the likely presence of crustal convection during partial melting for this area, in the Triassic. This study is similar to the one on the Himalayan orogenic wedge from a methodological point of view and brings new constraints on the formation and kinematics of continental plateau.

La chaîne alpine est un domaine à croûte épaissie pour lequel le déplacement imposé aux limites est absorbé alternativement par deux mécanismes de raccourcissement. Le premier correspond au glissement d'écailles crustales sur des discontinuités (déformation localisée) exprimé d'une part par des translations transversales à la chaîne (chevauchements), d'autre part, et de manière synchrone, par des rotations antihoraires (décrochevauchements longitudinaux). Le second correspond à une déformation interne généralisée des écailles et de l'avant-pays lorsque les glissements se bloquent. Le mécanisme de glissement, démontré par la structure discontinue de la croûte (superposition d'écailles contenant de la croûte inférieure et éventuellement du manteau supérieur), absorbe la plus grande partie du raccourcissement. L'évolution cinématique se décompose en trois grandes périodes : - Jusqu'à 37-38 Ma (Eocène) la croûte austro-alpine chevauche la marge européenne. - De 37-38 Ma à 21-22 Ma (Oligocène - Aquitanien) un chevauchement de la croûte pennique (avec le corps d'lvrea) sur la croûte delphino-helvétlque et un décrochevauchementdextre (rotation antihoraire de 18°) de l'austro-alpin par rapport au pennique, absorbent 150 à 200 km de raccourcissement. - De 21-22 Ma à l'Actuel (Miocène - Quaternaire), le chevauchement crustal des massifs cristallins externes et un décrochevauchement dextre (rotation antihoraire de 26-27°) du Pennique par rapport au Delphino-helvétique absorbent autour de 150 km de raccourcissement. Il se vérifie que ce modèle s'applique également aux déformations actuelles et permet d'intégrer aussi bIen les données sur la sismicité (mécanismes au foyer) que sur les mouvements verticaux (surrection actuelle). Le mécanisme de déformation interne est associe aux périodes qui font la transition (c'est à dire autour de 37-38 Ma et autour de 21-22 Ma) entre les périodes où les glissements dominent. Ces périodes dont la durée exacte reste à préciser sont à rapprocher des "phases tectoniques" classiques dont l'importance, en termes de raccourcissement crustal, apparaît ainsi bien moindre que dans l'approche traditionnelle.

Lorsque des plutons granitiques se mettent en place dans une croate en cours de raccourcissement ils créent des hétérogéneités thermiques et rhéologiques et deviennent des sites de localisation préfèrentielle de la déformation crustale, La déforfmation enregistrée au niveau de ces plutons traduit l'interférence entre le champ de déformation régional et un champ de déformation local lié à l'intrusion des plutons, En analysant les répercussions de cette interférence SI.H le champ de déformation finie dans un ensemble pluton-encaissant, on peut estimer le contexte tectonique de mise en place des plutons et reconstituer la géométrie et la cinématique de la déformation crustale associée, L'utilisation des plutons granitiquescomme marqueurs de la déformation crustale a été testée à l'échelle d'un segment de chaine hercynienne, la méseta marocaine qui constitue le prolongement Sud de la chaine hercynienne Ouest Européenne, La déformation majeure de ce domaine, d'âge tardi carbonifère s'accompagne de la mise en place, dans l'intervalle :32\)- 270 ~a, de granitoides divisés en :3 groupes (mixtes I-S, crustaux S, alcalins), Le caractère syntectonique de la mise en place de ces granites est mis en évidence (1) par la distribution, la forme et l' orientation des plutons, (2) par le développement, de structures tectoniques superposées le Iong de gradients d'intensité de déformation finie en direction des plutons, (3) par l'existence d'un métamorphisme de contact syntectoniquJe (HT, BP), d'intensité croissante vers les plutons, (4) par' la compatibilité entre les trajectoires principales de déformation interne (S1,Le1) et les trajectoires principales de la déformation régionale, (S) par la présence de points triples de schistosi té, (6) par l'évolution des processus d'orthogneissification traduisant une diminution de la température de la déformation interne lors de l'avancement de la cristallisation du pluton, L'intégration à l'échelle du segment de chaine des différents états de déformation enregistrés au niveau des plutons permet de reconstituer le champ de déformation finie postviséen qui est caractérisé par un raccourcissement régional NW-SE avec une extension subhorizontale NE-SW, Les relations entre déformation et déplacement autour des plutons granitiques montrent la prédominance de mouvements subhorizontaux le Iong de décrochements ductiles organisés en deux familles ENE dextre dominante et subméridienne senestre, Ces déplacements horizontaux sont localement perturbés pour devenir décrochevauchants à chevauchants vers le NW ou le SE, Ils sont situés au niveau de fractures crustales existant déjà dans le soubassement précambrien et réactivées préférentiellement dans les zones amollies thermiquement par les plutons, La formation entre 320 et 280 MA de magmas calco-alcalins "crustaux" est compatible avec un processus de subduction continentale syn à post collision, Ces magmas se mettent en place le long de fractures crustales réactivées en décrochements et décrochevauchements, Le fonctionnement tardi tectonique de cisaillements lithosphèriques non rectilignes permet l'ascension des granites alcalins tardifs (270 MA), L'lmportance des mouvements transcurrents enregistrés par les plutons syntectoniques hercyniens permet de penser que la chaine hercynienne du maroc est une chaine en décrochement, Elle est localisée au niveau d'une importante zone de coulissage intracontinental dextre traduisant un découplage Afrique-Europe avec déplacement de l'Afrique vers l'ouest, Cette zone de coulissage est corrélable avec les grands décrochements hercyniens de l'Europe de l'Ouest.