L'objet de cette étude, les Préalpes médianes, comprend les deux lobes montagneux situés de part et d'autre de la vallée du Rhône, au nord des Alpes. Les roches sédimentaires qui les composent sont pour la plupart des calcaires associés à des marnes et des argiles. Elles proviennent de la marge nord d'un océan disparu appelé Téthys et se sont déposées sur un microcontinent - le "Briançonnais" - depuis la période du Trias, il y a 245 millions d'années, jusqu'à l'ère tertiaire, il y a quelque 40 millions d'années. Ces terrains ont été pris, au début du Tertiaire, dans la collision entre la plaque apulo-adriatique et la plaque européenne. De cette collision entre continents est sortie la chaîne des Alpes. Cette étude a permis de préciser la répartition dans le temps et dans l'espace des unités lithostratigraphiques du Jurassique inférieur. L'approche multidisciplinaire (sédimentologie, stratigraphie et géologie structurale) donne la possibilité de faire la distinction entre déformations paléotectoniques lors du dépôt des sédiments et structures dues à la collision alpine. Elle a permis d' établir les faits suivants: [i] La zone de lacunes des Préalpes médianes plastiques, si elle existe effectivement dans l'espace, est déplacée dans le temps. Elle est le résultat d'une érosion au Callovo-Oxfordien. [ii] Les lignes isopiques sont parallèles les unes aux autres d'une extrêmité à l'autre de la nappe. [iii] Le domaine de sédimentation des Préalpes médianes est une mer épicontinentale dont la physiographie du fond est plane. [iv] La "brèche dolomitique" (auct.) du Sinémurien n'est pas une brèche, mais le résultat de la dolomitisation et de l'altération d'entroques; de même les Quartzites décrites sont des entroques silicifiées . [v] De nouvelles coupes géologiques sont proposées. Elle tiennent compte des longueurs déterminées sur un nouveau profil palinspastique. [vi] L'analyse de l'histoire de la subsidence montre un lien direct entre l'enregistrement sédimentaire dans le bassin des Préalpes médianes et des phénomènes tectoniques dans son soubassement. Ces phénomènes sont les conséquences d'événements thermiques dans la lithosphère qui préludent à l'ouverture de la Téthys alpine . Dès lors, l'aire de sédimentation des Préalpes médianes devient le bassin frangeant de cet océan. L'étude géodynamique intègre les données préalpines, en les comparant à d'autres séries briançonnaises, dans les modèles les plus récents de la tectonique des plaques.

La zone briançonnaise est issue d'un domaine de la marge passive de la Téthys ligure, qui a émergé au Jurassique. Elle est actuellement située au cœur de l'arc alpin entre la zone externe et les autres zones internes. L'évolution particulière de ce domaine pose le problème de sa localisation paléogéographique au sein de la marge passive. En effet, les séries briançonnaises des Alpes occidentales (Sud et du Pelvoux) montrent les traces de déformations anté-alpines antérieures ou postérieures au rifting jurassique de la Téthys ligure. L'analyse des marqueurs structuraux (failles normales, filons, hard-ground, ...) contenus dans la sédimentation associée aux études classiques de sédimentologie, stratigraphie et de micropaléontologie permettent d'établir une chronologie précise des évènements extensifs, de caractériser ces paléostructures et de mettre au jour l'évolution du domaine briançonnais tout au long du Mésozoïque et du Cénozoïque. Des variations d'épaisseurs de l'unité lithologique des « Calcaires rubanés » du Ladinien inférieur impliquent une subsidence différentielle d'origine tectonique (période antérift). Des phénomènes de dissociation trouvés à la limite Ladinien-Carnien pourraient correspondre à des ébranlements sismiques contemporains d'une structure syn-rift précoce de la plate-forme triasique. A partir de l'analyse diagénétique d'échantillons prélevés au niveau de la surface d'émersion, il semble que la lacune débute au Sinémurien supérieur sur l'aire de Peyre-Haute. Le rifting téthysien comprendrait 2 phases : au Carnien et au Sinémurien (surrection). En Briançonnais, 2 aires de subsidence distinctes discernables sur des courbes de subsidence ont donc été mises en évidence pour cette période. L'effondrement « post-rift » de la pate-forme briançonnaise au Bathonien supérieur est suivi par une nouvelle structuration au Callovien-Oxfordien créant de nouvelles failles [Claudel et al., 1997]. Les périodes d'activité tectonique du Crétacé sont surtout marquées par des réactivations de failles : à l'Aptien-Albien et au Turonien supérieur. Les brèches du Campanien-Maastrichtien pourraient s'être déposées en contexte de convergence. L'analyse structurale montre l'existence de chevauchements hors-séquences au sein de l'édifice de nappes briançonnaises : la direction de chevauchement des charriages éocènes seraient obliques (vers le nord ?) par rapport aux charriages vers l'ouest oligocènes. La 1ère mise en place de nappes (Peyre-Haute et Prorel) est superficielle et marquée par des olistostromes (Eychauda, Queyrelets). L'analyse paléomagnétique préliminaire [Thomas et al., soumis] suggère une rotation anti-horaire d'une quarantaine de degrés postérieure à toutes les phases de plissements post-nappes de l'ensemble de la zone briançonnaise étudiée. Le dépliage des unités tectoniques, prenant en compte la rotation et les transports vers le nord, a permis de proposer une reconstitution paléogéographique régionale qui replace le domaine briançonnais au sein du Sud Est de la France dans le prolongement est de la Provence jusqu'au Jurassique supérieur. Replacées dans le contexte géodynamique globale, ces structurations successives croisées au niveau du domaine briançonnais pourraient résulter d'interférences entre les cycles de rifting-ouverture océanique suivants décalés dans l'espace et dans le temps [Claudel & Dumont, soumis] : système Halstatt-Méliata au Ladinien inférieur ; système Atlantique Central-Téthys ligure au Carnien-Lias ; système Atlantique Nord-Golfe de Gascogne-domaine valaisan au Callovien-Oxfordien. La plate-forme triasique enregistrerait tout d'abord l'écho du rifting de l'océan Halstatt au Ladinien, puis subit le 1er stade du rifting téthysien dès le Ladinien supéruer-Carnien. La phase principale survenant au Lias se traduit en domaine briançonnais par une surrection ; ce qui permet d'admettre que ce domaine constituait l'épaulement du rift téthysien [Stampfi, 1993]. Après l'ouverture initiale de l'océan Téthysien ligure, le rifting valaisan oblique par rapport à la ride médio-téthysienne continue de structurer le domaine briançonnais situé dès lors à l'intersection de 2 zones de rupture crustale. Le Wombat plateau au large de l'Australie a subit une évolution de ce type et fournit une image analogue à celle proposée pour le domaine briançonnais au Mésozoïque.

Cette thèse présente après une introduction génèrale, trois parties principales: une étude sédimentologique, une étude géochimique et une partie consacrée à la reconstitution des milieux et des taux de sédimentation, de la subsidence, de la profondeur et de la morphologie du fond marin et donc de la paléogéographie du domaine briançonnais. les deux derniers chapitres traitent, l'un, de l'évolution du domaine briançonnais dans le cadre des évènements ayant affecté la téthys occidentale et l'Atlantique central, et l'autre, de deux modèles de sédimentation qui ont semblé s'imposer à l'issue de l'étude.