Les dômes de lave sont associés à des éruptions volcaniques violentes et des indices d’explosivité élevés. L’observation et la surveillance de dômes actifs (e.g. St. Helens, Unzen, Montserrat) ont mis en évidence des modes de croissance caractérisés par des phases d’extrusion, d’explosion et des phénomènes d’effondrement, impliquant une structure interne souvent complexe de ces édifices volcaniques. L’étude du Puy de Dôme (Massif Central français), un dôme trachytique âgé de 11 000 ans, grâce à l’apport de l’imagerie géophysique et à la modélisation des données, ainsi qu’à une analyse morpho-structurale détaillée, a permis d’établir un modèle précis de la structure interne du dôme et a fourni de nouvelles contraintes concernant sa croissance et son évolution. L’analyse du Modèle Numérique de Terrain haute résolution (0,5 m) a permis d’identifier différentes unités sur le dôme, morphologiquement distinctes, et associées à des dynamismes éruptifs différents, ainsi que des structures volcano-tectoniques remarquables sur les édifices volcaniques voisins (Petit Puy de Dôme et Puy des Grosmanaux). Différentes méthodes géophysiques (tomographie des résistivités électriques – ERT -, gravimétrie et magnétisme) ont été mises en oeuvre afin d’étudier la structure interne du dôme, et de caractériser la nature des mécanismes à l’origine des zones de déformations identifiées dans l’environnement du Puy de Dôme. L’utilisation de plusieurs méthodes a permis d’étudier des paramètres physiques différents mais complémentaires, bien que l’interprétation globale des résultats géophysiques ait parfois été délicate dans le cas d’un édifice volcanique aussi complexe. Les modèles géophysiques 2D et 3D obtenus montrent que le Puy de Dôme repose sur des édifices volcaniques préexistants, un ensemble de volcans stromboliens dont la présence et/ou l’extension exacte étaient partiellement méconnues jusqu’alors. La structure interne de l’édifice, très hétérogène, est constituée d’une partie centrale très massive, entourée d’une ceinture de brèches d’effondrement, la zone sommitale du conduit étant affectée de nombreuses évidences d’une forte altération hydrothermale, caractéristique des dômes volcaniques. La partie supérieure du dôme est définie par une carapace de roches consolidées, de quelques dizaines de mètres d’épaisseur au maximum, alors que la base de l’édifice forme un talus constitué des dépôts d’effondrements gravitaires et d’écoulements pyroclastiques associés à la croissance du dôme. Enfin, les données gravimétriques et magnétiques ont permis la mise en évidence de la présence d’intrusions sous les édifices du Petit Puy de Dôme et du Puy des Grosmanaux. La géométrie de ces intrusions, déterminées grâce à différentes approches de modélisation, ainsi que la nature des roches qui les composent indiquent des processus de mise en place complexes. / Volcanic domes are associated to violent volcanic eruptions and high explosivity indexes. Observation and monitoring of active domes (e.g. St. Helens, Unzen, Montserrat) underlined growth patterns characterized by extrusion phases, explosions and collapse events, involving the complex inner structure of these volcanic edifices. The study of the Puy de Dôme volcano (French Massif Central), a 11,000 years old trachytic lava dome, through geophysical imaging and data modelling, as well as a detailed morpho-structural analysis, allowed to build a precise model of the inner structure of the dome and provided new constraints about its growth and its evolution. The analysis of the high resolution Digital Terrain Model (0.5 m) allowed to identify distinct morphological units on the dome, as well as volcano-tectonic structures on the neighboring volcanic edifices (Petit Puy de Dôme and Puy des Grosmanaux). Different geophysical methods (Electrical Resistivity Tomography – ERT -, gravity and magnetism) have been implemented in order to study the inner structure of the dome and to characterize the initiating mechanisms of the deformations areas identified in the Puy de Dôme vicinity. The use of several methods allowed to study different, but complementary physical parameters, although the overall interpretation of the geophysical results is sometimes difficult in the case of a volcanic edifice so complex. The 2D and 3D geophysical models obtained indicate that the Puy de Dôme is based on preexisting volcanic edifices, a cluster of strombolian volcanoes whose the presence and/or the exact extension were partially unknown until now. The internal structure of the edifice, highly heterogeneous, is composed of a massive central part, encompassed of collapse breccia, and its summit part highlights evidences of a strong hydrothermal alteration, characteristic feature of volcanic domes. The upper part of the dome is defined by a carapace of consolidated rocks, a few meters thick, whereas the base of the edifice forms a talus composed of collapses and pyroclastic flows deposits associated to the dome growth. Finally, gravity and magnetic data pointed out the presence of intrusions beneath the Petit Puy de Dôme and the Puy des Grosmanaux edifices. The geometry of these intrusions, determined through different modelling approaches, and the nature of the rocks that composed them, indicate complex emplacement processes.

L'évolution du flux de matière, de l'architecture et de la rhéologie d'un prisme d'accrétion orogénique au cours du temps est abordée à l'aide d'une étude géologique multiméthode. Le dôme d'Orlica-Śnieżnik dans les Sudètes est situé au front d'un butoir rigide. La formation de ce dôme est expliquée par l'influx de croûte continentale felsique issue de la marge passive subductée jusqu'à 50-60km de profondeur dans un prisme d'accrétion d'échelle crustale. La racine ainsi formée comprend une croûte inférieure felsique avec quelques lentilles basiques partiellement fondues en profondeur et séparées de la croûte moyenne (metasédiments, metavolcanites) par une couche rigide d'orthogneiss peu déformée. Cette infrastructure rhéologiquement hétérogène résultant du remplissage du prisme est fortement remaniée au front du butoir par des plissements plurikilométriques de longueurs d'onde variables. Ceux-ci permettent des échanges verticaux aboutissant à l'exhumation des différents niveaux crustaux de l'infrastructure. La croissance du dôme par plissement au front du butoir s'achève par le décoiffement de la suprastructure associé à un amincissement ductile localisé et à un remplissage des bassins syn-orogéniques adjacents. Cette étude montre bien la formation et l'évolution conjuguée des différents niveaux crustaux en particulier lors de l'enfouissement le long de la zone de subduction au sein du prisme. Ici, la déformation dans les orthogneiss est très localisée et permet le transport passif de larges portions de roches peu déformées et rigides. Ceci est expliqué par un changement dans le mécanisme de recristallisation des roches quartzo feldspathiques d'un fluage- dislocation intense vers un glissement aux joints de grains. Ce changement est initié par la croissance de phases interstitielles dans les agrégats monominéraux. Ce type d'évolution dans un gradient prograde éclogitique est aussi observé dans les migmatites formant le cœur des anticlinaux proches du butoir. Ils permettent l'adoucissement rhéologique nécessaire au fluage dans le prisme d'accrétion crustal.

Le Merapi est un volcan qui a une actvité quasi-continue, L'explosion est normalement accompagnée par une série de nuées ardentes,edites merapienncs. La chronologie d'activité volcanique varie d'une activité à l'autre, il est donc difficile de trouver le niveau d'activité sismique critique pour ce volcan, En principe, il y a 2 types d'activité: avec et sans séismes volcanotectoniques de types VTA et VTB. Les données de séismes de types VTA et VTB récoltées au courant de l'année 1991 qui ont servi à cette etude, ont fait l'objet d'un traitement de routine (dépouillement, localisation de l'hypocentre, ... ), Ce traitement nous a conduit à remarquer que les séismes de type VTA et ceux de VTB sont séparés par une zone asismique à environ 1.5 km de profondeur. Ce résultat et ceIui de l'analyse pétrographique (Berthommier et al., 1992) conduisent à l'hypothèse de l'existence d'une poche magmatique à cette profondeur. Parmi les séismes de type VTB, nous avons trouvé certains de forme similaire, que l'on appelle doublets ou multiplets. En analysant la variation du délai le long du sismogramme, en utilisant la méthode inter-spectrale de la fenêtre mobile, nous avons constaté que la vitesse sismique a augmenté d'environ 1, 7 % de janvier à septembre 1991. Cette valeur est de l'ordre de dix fois celle observée sur la région tectonique. L'augmentation de vitesse est générée par la croissance de la pression du magma avant l'éruption. La surveillance de la formation du dôme de 1994 a montré que, au bout d'un moment, le processus s'arrête. Nous supposons que ceci est dû à l'équilibre qui s'établit entre la pression du magma à l'extrémité du conduit et la pression lithostatique que génère le dôme, lui-même. Si cel équilibre quasi-stable est interrompu,l'explosion se produit comme celle du 22 novembre 1994.

La présence de nuages influence la capacité oxydante de la troposphère, mais aussi le bilan radiatif de la planète notamment à travers les processus liés à la chimie multiphase qui restent mal connus. Le but de ce travail était d'améliorer notre compréhension des processus physico-chimiques au sein des nuages. Pour cela, nous avons développé un modèle numérique de chimie multiphase couplé à un modèle de microphysique (Berry et Reinhardt, 1974), fondé sur le modèle de chimie gazeuse de Madronich et Calvert (1990), le mécanisme réactionnel développé par Jacob (1986), une compilation exhaustive des données de la littérature et des collaborations avec des cinéticiens. Afin d'effectuer le lien nécessaire à la compréhension de la chimie multiphase entre les données de laboratoire et les données de terrain, le modèle dans sa version non couplée a été appliqué dans le cadre d'un événement nuageux échantillonné au Puy de Dôme (Voisin et coll., 2000). Ces résultats montrent en général la capacité du modèle à reproduire les comportements observés et sa capacité d'analyse de la réactivité du système chimique nuageux (Leriche et coll., 2000a). Notamment, une nouvelle voie réactionnelle d'oxydation du S(IV) par l'acide pernitrique en acide fort a été mise en évidence. Finalement, le modèle couplé chimie/microphysique a été appliqué au même événement nuageux sur la base d'un scénario académique afin de quantifier l'influence de la formation de la pluie sur le régime chimique précédemment étudié. Les résultats principaux obtenus (Leriche et coll., 2000b) montrent que la présence de nuages exerce deux effets différents sur la chimie troposphérique : un effet direct de lessivage des espèces chimiques par transfert de masse, solubilité et réactivité, et un effet indirect lié aux transferts microphysiques de l'eau nuageuse en eau précipitante et à la redistribution d'espèces réactives entre l'air interstitiel, l'eau nuageuse et l'eau précipitante.

L'étude présentée est une contribution à l'analyse du problème de l'extension tardi-orogénique dans les chaînes de montagne, qui intéresse depuis une quinzaine d'années de nombreux spécialistes de la lithosphère continentale. Des études slsmotectoniques, stratigraphiques, et j'analyse des populations de failles ont montré que le domaine continental égéen (Grèce) est largement affecté par une extension de type "arrière-arc" depuis au moins 13 Ma. U est reconnu que cette extension se superpose aux structures de l'orogénèse hellénique mésozoïquecénozoïque. Parmi les structures classiquement attribuées à la tectonique en chevauchement précoce, on distingue en particulier l'ensemble des déformations ductiles observées dans deux groupes d'unités à métamorphisme HP/ST traversant le domaine égéen. Le but de ce travail est de déterminer si, comme soupçonné depuis une dizaine d'années, une partie au moins de cette déformation ductile est le résultat d'une tectonique extensive et de préciser l'étendue, la cinématique et le contexte géodynamique de cette extension. Notre étude a consisté en une analyse 1 structurale du centre de l'Egée (îles des Cyclades et d'Eubée, domaine HP interne), examinant en particulier !a relation entre déformations ductile et fragile depuis l'affleurement jusqu'à l'échelle régionale. Les résultats de ce travail so nt les suivants: L'extension apparaît responsable de la plus grande partie de la déformation ductile au sein des unités HP ayant largement subi les effets d'un second épisode métamorphique dans le faciès schiste vert ou de plus haute température. Sur chaque île étudiée, une déformation progressive en extension est- reconnue, liée au développement d'une zone de détachement majeure se prolongeant jusqu'à environ 18-25 km de profondeur. Un déplacement important le long de la zone de détachement rend compte du refroidissement et de l'exhumation rapides de la croûte inférieure ductile qui vient former* localement un dôme métamorphique, ou "metamorphic core complex". Au moins deux -probablement trois- zones de détachement majeures sont identifiées à l'échelle du domaine centre-égéen, subparallèles et inclinées au nord, orientées NW-SE dans le nord-ouest des Cyclades et E-W dans le sud-est. Les inclinaisons initiales q\3 ces zones de détachement sont estimées entre 30 et 45°. La géométrie actuelle du système extensif implique que les détachements et les dômes métamorphiques associés interfèrent les uns aV9C les autres. Les données structurales sont en faveur d'un modele cinématique caractérisé par le développement séquentiel de zones de détachement synthétiqJes, dans une direction opposée. à la pente des détachements. L'extension par détachements identifiée dans la région centre-égéenne est précoce (Oligocène-Miocène inférieur, âge minimal: 22-19 Ma) et liée à.un contexte "arrière-arc" tardi-orogénique et post-épaississement. L'âge minima: de l'extension étant significativement plus ancien que l'âge de la collision entre Arabie et Eurasie ( 13 Ma), on en déduit que l'initiation de l'extension égéenne ne peut pô-S resulter de l'extrusion latérale de l'Anatolie depuis le front de la collision arabique vers l'Egée, ainsi qu'il est communément admis. Le contexte géodynamique permettant l'initiation de l'extension est probablement le développement de l'arc de subduction sud:~ hellénique tel qu'il existe encore actuellement.

La formation des Terres Noires, épaisse de près de 2000 m, représente le terme le plus argileux de la série jurassique du miogéosyncllnal dauphinois des Alpes françaises. Un niveau repère daté du Callovien basal, sépare les Terres Noires en deux membres. Le Membre inférieur s'est déposé dans un bassin très compartimenté alors qu'au moment du dépôt du Membre supérieur, la structure était beaucoup plus simple. La lithologie est caractérisée par l ' alternance d'assises argileuses et d'assises à plaquettes calcaires, d'allure flyschoîde. Les éléments terrigènes grossiers, tels les olistolites, localisés aux abords des dorsales, ne représentent qu'une très faible partie du total des sédiments. Les argiles provenaient de terres émergées situées au Nord-Est, dans une partie du domaine alpin actuellement disparue sous les nappes de charriage. Les particules argileuses, en suivant des couloirs structuraux, gagnaient la partie profonde et distale du bassin. Les particules calcaires bio-détritiques provenaient des plateformes et des hauts-fonds à l'intérieur ou autour du bassin. D'après les paléosalinités, reconstituées en utilisant les variations du bore, la mer était ouverte vers l'Est. La salinité croissait vers le Sud-Ouest, jusqu'à atteindre des conditions de sursalure manifestes. La partie centrale des bassins, indépendamment de la salinité, présentait des conditions particuliérement réductrices, favorables à la fixation de certains éléments-traces chalcophiles. Au cours de l 'évolution diagénétique on observe une croissance de la cristallinité de l'illite et une transformation de la matière organique. Il y a trois gradients de diagenèse. L'un dû au simple enfouissement, le second lié au métamorphisme alpin et un troisième, correspondant à une anomalie géothermique, le long d 'une grande et ancienne dislocation qui limite le bassin vers l'Ouest. Références bibliographiques précises (en cas de publication) :

Les carottes de glace sont un fantastique outil d'étude du climat de notre planète. Récemment, le projet européen EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) a permis d'extraire une carotte au Dôme Concordia en Antarctique (75◦06′ S; 123◦21′E). Les premières études montrent que les 740000 dernières années de notre histoire climatique y sont enregistrées. Dans ce manuscrit est présentée une étude de l'évolution de la microstructure (réseau de joints de grain) le long de la carotte de Dôme Concordia. Dans une premiére partie, nous nous concentrons sur l'évolution de la taille moyenne des grains qui présente de fortes variations synchrones avec les transitions climatiques. L'analyse des paramètres de la distribution de taille ainsi que les corrélations entre taille de grain moyenne et contenu en impuretès montrent que les particules de poussière ralentissent considérablement la croissance normale au cours des périodes Glaciaires, expliquant ainsi les variations observées. Le développement puis l'utilisation d'un modèle en champ moyen d'évolution de la taille de grain confirme quantitativement ce résultat et nous permet d'examiner le rôle des bulles, des clathrates et de la recristallisation par rotation sur la taille moyenne des grains. La géométrie de la microstructure est également le révélateur de la déformation subie par les couches de glace. Utilisant une technique d'analyse initialement développée pour l'étude du champ de déformation dans les mousses et adaptée au cas de la glace, il est apparu que nos mesures sont en contradiction avec deux des hypothèses généralement admises sur l'écoulement de la glace à un dôme : (i) le cisaillement n'est pas nul et sa valeur augmente avec la profondeur, (ii) la déformation verticale n'est pas homogène (certaines couches s'amincissent plus rapidement que leurs voisines). Les modèles de datation classiquement utilisés en glaciologie utilisent ces hypothèses, ce qui soulève quelques questions quant à leur validité. Nous nous sommes alors interrogès sur l'impact des hétérogénéités de déformation verticale sur la datation et tout particulièrement sur l'estimation de la durée d'évènements brefs.

La victoire de 1918 est analysée à l'échelle du département du Puy-de-Dôme jusqu'en 1924, quand la Conférence de Londres tente de régler la question des réparations. Elle est une victoire de la nation plus que de la République. Elle est porteuse d'immenses attentes très vite déçues. Les temporalités de la sortie de guerre insistent sur la remobilisation de l'opinion au début de 1918, puis, après la victoire, sur la démobilisation très lente et inégale de l'opinion, remobilisée à nouveau en 1923 au moment de l'occupation de la Ruhr. La sortie de guerre est ritualisée par d'intenses pratiques festives et commémoratives : fêtes de la victoire, du retour des combattants, réinhumations, cérémonies de la Toussaint, inaugurations de monuments aux morts. La victoire a provoqué une formidable liesse mais elle est devenue une victoire triste associée au deuil et aux sacrifices. Elle fait obstacle à une démobilisation culturelle toutefois engagée. Le sens de la victoire est devenu conflictuel.

Les dômes métamorphiques extensifs associés à des zones de détachement ont été identifiés dans le Basin & Range (U.S.A.) à la fin des années 70. Ces structures résultent de l'extension d'un domaine crustal épaissi et thermiquement relaxé, autrement dit d'une extension post-orogénique. Les détachements présents en surface sont considérés comme des failles normales ou des zones de cisaillement à faible pendage séparant le dôme métamorphique d'une unité de croûte supérieure cassante. En profondeur, ces dômes se caractérisent par une géométrie planaire du Moho. Pour comprendre les relations entre l'exhumation du dôme, la formation d'un détachement et la géométrie planaire du Moho, des modèles numériques et analogiques ont été réalisés en se basant sur l'idée simple d'une extension post-orogénique, comme condition générale favorable à la formation des dômes métamorphiques. Le développement des dômes se caractérise par deux étapes majeures : une instabilité en striction de la croûte supérieure fragile et l'amplification du dôme, accommodée par l'écoulement de la croûte ductile en profondeur. Le processus d'exhumation et d'écoulement en profondeur s'étend sur de larges distances (de l'ordre de la centaine de km), impliquant une extension régionale. L'analyse de la déformation des dômes montre que les détachements ne sont pas créés en tant que tels dès le début de l'extension, mais qu'ils résultent d'un processus de localisation de la déformation, lors de l'amplification du dôme. Il est donc proposé que les détachements ne soient donc pas la cause mais plutôt la conséquence de l'exhumation des dômes métamorphiques. La détermination de l'épaisseur crustale à partir des données gravimétriques du domaine égéen a permis d'analyser les effets du comportement de la croûte ductile sur un exemple concret. Trois provinces se distinguent en termes d'épaisseur crustale : le Nord Egée, la Mer de Crête et les Cyclades avec une moyenne de 25 km à l'échelle régionale. Depuis l'Oligo-Miocène, l'extension du domaine égéen résulte d'un effondrement gravitaire post-orogénique, dû au retrait vers le sud de la zone de subduction sud-hellénique. Cette extension est responsable d'un amincissement proche de 100% de la croûte continentale, par écoulement de la croûte ductile à grande échelle, et de la formation des dômes métamorphiques observés en particulier dans les Cyclades. L'extrusion récente de l'Anatolie, depuis 5 Ma, a modifié le style de déformation dans le Nord Egée, tandis qu'en Mer de Crête, l'extension semble toujours principalement contrôlée par la migration de la zone de subduction. Entre ces deux zones d'extension récente, le domaine des Cyclades se comporte comme un bloc rigide.

Un modèle d'écoulement de la glace est développé en tenant compte du couplage vitesse-température. Ce modèle permet l'étude des réactions d'une calotte polaire aux variations du climat et est appliqués à la ligne de courant "Ridge B - Vostok - Glacier Byrd". (Antarctique de l'Est). Les processus à prendre en compte, les équations de base ainsi qu'une étude bibliographique sont présentés au chapitre (1). Au chapitre (II) dans le but d'interpréter les forages glaciaires, nous développons un outil dans lequel les vitesses d'écoulement sont déduites de la géométrie de la nappe de glace et de l'alimentation par précipitation. A partir du champ de vitesse ainsi calculé, le champ de température est obtenu en résolvant l'équation de la chaleur dépendant du temps avec des conditions aux limites qui tiennent compte de la fusion éventuelle à la base de la calotte de glace ainsi que de la température dans le socle rocheux. Cet outil est utilisé (chapitre III) pour calculer l'âge de la glace dans le carottage de Vostok. Il apparait que la principale incertitude sur la chronologie vient de la mauvaise connaissance de l'accumulation de glace en amont du forage. Le modèle de température permet également d'interpréter le profil de température mesuré à Vostok et d'en tirer des informations sur le flux géothermique et sur l'accumulation. Le modèle thermo-mécanique (chapitre IV) simule l'évolution de l'épaisseur de glace au cours du temps. Les vitesses d'écoulement sont intégrées numériquement et couplées aux température à chaque pas de temps. Un modèle d'ice-shelf est également développé et les déplacements de la ligne d'échouage sont calculés en fonction de la dynamique de la calotte glaciaire et de celle de l'ice-shelf. Des études de sensibilité sont effectuées pour les divers paramètres du modèle. Les variations d'altitude à Vostok pour le dernier cycle climatique sont obtenues et ne dépassent pas 100 m.