Les déformations de la marge orientale Nord du Golfe d'Aden sont tout d'abord étudiées dans cette thèse à partir de données acquises lors d'une mission de terrain et d'une campagne en Mer (Encens Sheba). Les données de terrain montrent que les failles sont fortement segmentées et leurs orientations très dispersées (de N60°E à N120°E pour les failles majeures). Afin de comprendre ces caractéristiques, des modèles analogiques ont été réalisés pour mieux cerner les mécanismes intervenant dans la création de ces réseaux de failles: l'influence de niveaux ductiles, la réactivation de failles héritées et les conditions aux limites responsables de l'extension. L'influence des niveaux visqueux sur la croissance des réseaux de failles normales est étudiée à partir de modèles analogiques et numériques. La présence des niveaux visqueux ainsi que leur résistance contrôlent la géométrie des failles majeures. Une faible résistance du niveau visqueux induit des grandes failles plus espacées, limitant des blocs peu déformés. Les seules petites failles qui s'initient sont alors localisées à proximité des grandes failles et ont des directions très dispersées. Pour rendre compte de la géométrie du réseau de failles du Golfe d'Aden, il est nécessaire de prendre en compte l'obliquité de la direction d'extension sur le rift et les réseaux de failles héritées. Des modèles analogiques de réactivation oblique ont été réalisés. Ils rendent bien compte des géométries observées dans le Golfe d'Aden, comme dans d'autres rifts tels que le Golfe de Suez, le rift du Lac Tanganyika ou le Viking Graben. Ces phénomènes de réactivation ont lieu sur les bords du rift où une direction d'extension tardive (N160°E) est enregistrée sur le terrain. Afin de mieux définir les conditions aux limites conduisant à la formation des réseaux de failles observés à terre et en mer, il est nécessaire de comprendre les mécanismes responsables de la formation du Golfe d'Aden. Pour ce faire, des modèles analogiques du système lithosphère-manteau supérieur explorent le rôle de la subduction de la Téthys au Nord. La collision de l'Afrique-Arabie intervient de manière précoce au Nord-Ouest tandis que la subduction est encore active à l'Est. Dans les modèles, ce phénomène provoque les déformations intraplaques dans le Nord-Est de l'Afrique, dont la géométrie, en présence d'une faiblesse représentant le point chaud des Afars, est très similaire à celle des rifts Afro-Arabes. Dans cette configuration, une zone d'extension oblique (similaire au Golfe d'Aden) est générée, sans faiblesse lithosphérique préexistante ni propagation du rifting. Ce résultat implique un modèle particulier de rifting oblique qui peut expliquer la présence de l'extension N160°E, tardive sur les bords du rift, perpendiculaire au rift qui se localise suivant la direction du golfe actuel.

Nous modélisons les processus de glissement instable, en tenant compte de la géométrie souvent complexe des systèmes de failles et des lois de frottement observées en laboratoire. Nous assimilons les failles à des interfaces de discontinuité dans un milieu élastique parfait, la croûte, et utilisons une loi de frottement dépendant du glissement déduite d'expériences qui montrent que la résistance du matériau diminue du seuil statique au seuil dynamique, proportionnellement au glissement.Nous proposons deux méthodes numériques. La première a pour but de simuler l'évolution temporelle spontanée d'un réseau de faille, soumis initialement à un champ de contraintes donné et auquel nous appliquons une perturbation initiale en vitesse. Elle utilise un schéma de type Newmark en temps, et une discrétisation spatiale en éléments finis avec décomposition de domaines. Elle se révèle capable de capturer efficacement les instabilités du glissement, et en particulier la phase d'initiation, qui précède la propagation de la rupture dynamique et qui se caractérise par une forme auto-similaire et une croissance exponentielle du glissement au cours du temps. Des expériences numériques montrent que l'interaction, sur des segments de faille présentant un recouvrement significatif, se manifeste par l'existence de " zones d'ombre " dans lesquelles les contraintes sont déchargées et le glissement inhibé. En cas de recouvrement important de deux segments de faille, on observe une dissymétrie des profils de glissement, correspondant à la disparition de la singularité de contraintes à l'une des pointes de faille.Le deuxième schéma numérique réalise l'analyse spectrale non linéaire du problème de l'initiation " pseudo-linearisé " autour de la position d'équilibre dans laquelle le système de failles est initialement au seuil de résistance statique. La non-linéarité du problème provient de la prise en compte des zones d'ombre dont on ne connaît pas la géométrie a priori. Cette analyse permet de trouver le mode qui porte la signature de l'initiation, c'est-à-dire la forme auto-similaire remarquée plus haut. La version statique de cette analyse modale fournit un critère de stabilité des réseaux de failles, c'est-à-dire la valeur limite du taux d'affaiblissement au-delà de laquelle un épisode de glissement donnera lieu à un évènement sismique.Nous faisons l'hypothèse que le mode non linéaire statique, qui caractérise un comportement en affaiblissement à la limite de la stabilité, peut être utilisé pour décrire le glissement cumulé à l'échelle tectonique sur un réseau de failles normales particulier en Afar, dont nous connaissons les glissements mesurés en surface. Nous montrons qu'un choix judicieux du profil d'affaiblissement " équivalent " à l'échelle tectonique permet un bon accord entre le glissement observé et le mode statique. Nous en tirons des conclusions en termes d'interaction, mais aussi depropagation et/ou branchement des segments de failles. Enfin, nous décrivons deux autres applications :l'influence de la fracturation secondaire (endommagement) sur la forme du glissement les paramètres géométriques favorables à l'apparition d'une zone de relai entre deux segments de faille se propageant l'un vers l'autre.

L'évolution tectonique du nord du Chili est contrôlée par la convergence des plaques Nazca et Amérique du Sud. Ce processus entraîne des déformations élastiques qui s'accumulent à proximité de la zone de contact inter-plaque. Celles-ci sont en grande partie relâchées à l'occasion des méga-séismes de subduction, dont la période de retour est légèrement supérieure au siècle. Cependant, une partie de la déformation due à la convergence est transférée de façon permanente au sein de la Plaque Sud-Américaine. Une des manifestations les plus notables de ces déformations permanentes est l'existence de failles dans la croûte continentale. Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l'activité sismique des failles superficielles de la Région d'Antofagasta, vers 23°30'S, dans l'avant-arc côtier des Andes, dans une partie hyper-aride du désert d'Atacama. Nous étudions en détail la Faille de Mejillones, située dans la Péninsule de Mejillones au nord de la ville d'Antofagasta, ainsi que la Faille du Salar del Carmen située à l'est de cette ville. La première partie du manuscrit concerne l'influence de l'activité récente de la Faille de Mejillones sur la configuration géomorphologique de la partie nord de la Péninsule. Par la suite, nous étudions la paléosismologie de ces deux failles. Enfin, nous discutons les relations entre l'activité de ces failles superficielles et le cycle des séismes de subduction, à l'aide de modèles calculant les changements de contraintes de Coulomb générés par les séismes interplaques.

La déformation de la partie fragile de la croûte se manifeste dans de nombreux cas par l'apparition de cassures ou failles à grande échelle associées en réseaux (plusieurs familles de failles de directions différentes). Ces derniers individualisent un certain nombre de blocs que l'on peut considérer comme autant d'éléments rigides. Pour un réseau de failles quelconque donné, si la géométrie des éléments supposés rigides mais aussi leurs déplacements le long des failles (sens et rejets) sont connus, il existe une solution géométrique unique au problème de restauration c'est-àdire la recherche des positions des blocs les uns par rapport aux autres avant la déformation. Les études cartographiques et de terrain permettent certes d'obtenir une géométrie des réseaux de failles et le jeu de ces dernières, mais très rarement de connaitre l'ensemble des rejets. Cependant, dans un certain nombre de contextes tectoniques les glissements le long des failles s'accompagnent de rotations des blocs autour d'axes: verticaux pour une déformation dans le plan horizontal, ou horizontaux dans le cas de blocs basculés. Dans ce cas, angles de rotation et rejets sont liés géométriquement et les angles peuvent être connus grâce au paléomagnétisme. Le propos de ce mémoire est le développement d'une méthodologie de restauration d'un ensemble de blocs, à partir des données structurales et paléomagnétiques. Cette méthodologie a permis la mise au point, sur micro-ordinateur, d'un programme automatique, incrémentai et itératif, de calculs des positions relatives des blocs. Ce programme comprend deux principes de calcul (rotation et translation), qui sont appliqués à chaque incrément, les blocs étant considérés rigides. A la fin d'un incrément, quand la stabilité du réseau est atteinte, un principe de calcul de déformation périphérique permet d'accomoder les incompatibilités géométriques locales (vides et recouvrements) persistantes . Pour tester la validité et les limites de la méthode, nous l'avons appliquée à un modèle analogique en sable déformé par cisaillement simple, dont on connaissait les stades anté et finidéformation. Nous avons entrepris ensuite une étude paléomagnétique, dans la Province de Tibériade, afin de voir sur le terrain s'il existait un gradient de rotation entre le centre d'un domaine et sa bordure, comme il est observé dans les modèles analogiques. Enfin une application de la méthode de restauration à l'ensemble de la fracturation du Nord d'Israêl et du Sud Liban, a été effectuée

Ce travail de thèse a pour objectifs d'analyser la tectonique active et son héritage structural<br />dans l'Alborz Central - chaîne de montagne active située au Nord de l'Iran et bordant le bassin Sud-<br />Caspien - et de caractériser l'aléa sismique dans la région de Téhéran, située sur le front Sud de<br />cette chaîne, où vivent quinze millions d'habitants. Les méthodes d'analyse misent en oeuvre sont<br />celles de l'étude morphotectonique et de la paléosismologie (images satellitaires, photos aériennes,<br />Modèles Numériques de terrains, géomorphologie, géologie du quaternaire, tranchées). Après un<br />rappel du cadre géologique et structural, une nouvelle synthèse paléogéographique à l'échelle de<br />l'Alborz – resitué dans le contexte de convergence entre l'Arabie et l'Eurasie - est proposée à partir de<br />l'analyse des structures et de leur réactivation au cours du temps. L'analyse de la cinématique des<br />failles actives, en particulier dans la zone interne de l'Alborz Central, permet de proposer un nouveau<br />modèle géodynamique de la région Sud-Caspienne. Un premier bilan de l'alea sismique (source,<br />vitesse, magnitude, intervalle de récurrence) est dressé pour la région de Téhéran.

Afin d'appréhender in-situ le couplage entre les pressions de fluides et la mécanique des failles, un laboratoire géodynamique a été installé dans le Rift de Corinthe. L'élément majeur de ce projet européen est un forage recoupant la faille d'Aigion, qui a rejoué lors d'un séisme de magnitude 6.2 en 1995, et son instrumentation permanente qui permet le suivi en continu de la pression de fluide autour de la faille. Nous avons d'abord caractérisé l'environnement hydrogéologique par la conjonction de méthodes relevant de la thermique et de l'hydrogéologie. Il devient alors possible d'interpréter les multiples anomalies hydrauliques perçues par nos capteurs de haute précision. Leur abondance témoigne de l'activité de la faille.

Mémoire (M.Sc.A.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1986. / 4 cartes géographiques sur feuillets pliés, en pochette. CaQCU Bibliogr.: p. 58-61. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Mémoire (M.Sc.T)--Université du Québec à Chicoutimi, 1996. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M.Sc.T.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1996. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (D.Ress.Min.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2001. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU