L'objectif principal de cette thèse est d'acquérir de nouvelles connaissances sur la structure tectonique et la lithosphérique de la région des Carpates et du bassin pannonien. Nous avons appliqué trois méthodes différentes: modélisation 1D,modélisation 2D géophysique intégrée et inversion 3D pour atteindre cet objectif. Ces méthodes sont similaires concernant les bases de données utilisées, mais diffèrent par le traitement et l'interprétation de données. Au début, nous avons appliqué la modélisation automatique 1D pour obtenir un premier aperçu de la région étudiée. Deuxièmement, nous avons appliqué la modélisation 2D intégré de la lithosphère qui combine l'interprétation du flux de chaleur,du géoïde, de la gravité et des données topographiques de la région des Carpates et du bassin pannonien et des régions avoisinantes. Cette approche est capable de contraindre des structures lithosphériques compliquées de la région étudiée mieux que l'interprétation de chaque donnée indépendamment. Nous présentons quatre modèles intégrés 2Dde la lithosphère dans la région des Carpates et du bassin pannonien et des régions avoisinantes. Enfin, sur la base de l'algorithme d'inversion 3D, nous présentons les modèles géophysiques de la lithosphère dans la région des Carpates et du bassin pannonien. L'algorithme calcule la structure de la densité lithosphèrique par l'inversion conjointe de la gravité, géoïde et données topographiques basé sur une approche bayésienne. Les modèles sont basés sur différents ensembles de données d'entrée et ils sont contraints par différentes données a priori. Sur la base de notre modélisation, nous ne pouvons pas confirmer l'amincissement extrême (moins de 70 km)de la lithosphère du bassin pannonien proposé par d'autres auteurs. D'autre part, les résultats montrent la tendance à l'augmentation de l'épaisseur lithosphérique de Carpates d'occidentales vers de Carpates de l'est ce que confirme les théories antérieures sur la propagation du processus de subduction. Nous avons obtenu des résultats controversés dans la région des Carpates du sud.Les résultats basés sur l'inversion 3D montrent une lithosphère extrêmement mince dans ce domaine mais les résultats basés sur la modélisation 2D intégrée ne supportent pas cet amincissement. Cependant, les deux méthodes indiquent qu'il est plausible que la plateforme Moésienne soit courbée et chevauchée sous les Carpates du sud. Dans le modèle 3D, le bord sud-est du bassin Pannonien montre une lithosphère inattendue et étonnamment mince. Puisque la zone est assez grande, nous pouvons exclure un effet de flexion, par conséquent, cette région pourrait être potentiellement intéressante pour une recherche plus approfondie. / The main aim of this thesis is to gain new knowledge about the lithospherical structure and tectonics of the Carpathian–Pannonian Basin region. We applied three different methods: 1Dautomatic modelling, 2D integrated geophysical modelling and 3D inversion to achieve this goal.These methods are similar concerning the used databases but differ by used processing andinterpretation. At first we apply 1D automatic modelling to get a very first overview of thestudied region. Secondly, we apply 2D integrated modelling of the lithosphere which combines the interpretation of surface heat flow, geoid, gravity, and topography data in the Carpathian–Pannonian Basin region and surrounding areas. This approach is able to constrain the complicated lithospheric structures of the studied region better than interpreting each data set onits own. We present four 2D integrated models of the lithosphere in the Carpathian–PannonianBasin region and surrounding areas. Finally, based on the 3D Inversion algorithm, we present the geophysical models of the lithosphere in the Carpathian–Pannonian region. The algorithm returns the density structure of the lithosphere from joint inversion of free air gravity, geoid andtopography data based on a Bayesian approach. The models are based on different input data sets and constrained by different a priori data. Based on our modelling we cannot confirm theextreme thinning (less than 70 km) of the Pannonian Basin lithosphere proposed by other authors.On the other hand, the results show the increasing trend of the lithospherical thickness of theCarpathian Arc from the Western Carpathians toward the Eastern Carpathians which confirms theprevious theories about the propagation of subduction process. We got some controversial resultsin the area of the Southern Carpathians. The results based on 3D inversion show extremely thinlithosphere in the area; on the other hand, the results based on 2D integrated modelling do notsupport such thinning. However both methods indicate that it is probable that the MoesianPlatform is bend and underthrusted underneath the Southern Carpathians. The south-eastern edge of the Pannonian Basin based on 3D inversion shows unexpected and surprisingly thinlithosphere. Since the area is quite large, we could exclude an effect of flexure, therefore this area might be potentially interesting for further investigation. / Hlavnou myšlienkou tejto práce bolo rozšírenie poznatkov o štruktúre a tektonike karpatsko–panónskej oblasti. Na výskum študovanej oblasti sme použili tri rôzne metódy, 1D automatickémodelovanie, 2D integrované geofyzikálne modelovanie a 3D inverziu. Tieto metódy sú podobnév zmysle použitých vstupných databáz, ale líšia sa spôsobom spracovania a interpretácie. Akoprvé sme aplikovali 1D automatické modelovanie, ktoré slúžilo ako prvý náhľad na študovanéúzemie. Ako druhé sme použili 2D integrované geofyzikálne modelovanie litosféry, ktorékombinuje interpretáciu povrchového toku, geoidu, tiažových anomálií a topografie v karpatsko–panónskej oblasti a okolitých tektonických jednotkách. Tento prístup k interpretácii je schopnývymedziť komplikované štrúktúry v litosfére lepšie, ako interpretácia každého jednéhogeofyzikálneho poľa samostatne. V tejto práci predstavíme štyri 2D integrované modely litosféryv karpatsko–panónskej oblasti a okolitých jednotiek. Ako posledné, predstavíme geofyzikálnemodely litosféry študovanej oblasti na základe modelovania použitím 3D inverzie. Algoritmus jeschopný vypočítať hustotnú distribúciu v litosfére na základe Bayesianského prístupu zospoločnej inverzie tiažovej anomálie na voľný vzduch, geoidu a topografie. Tieto modely súvypočítavané na základe rôznych vstupných datových setov a a priori informácií. Na základenášho modelovania nemôžeme potvrdiť extrémne stenčenie (menej ako 70 km) litosférypanónskej panvy. Na druhej strane naše výsledky poukazujú na narastajúci trend litosférickéhohrubnutia Karpatského oblúka od Západných Karpát smerom do Východných, čo potvrdzujepredchádzajúce teórie o postupnom procese subdukcie. V oblasti Južných Karpát sme dosiahliprotichodné výsledky. Výsledky získané na základe 3D inverzie poukazujú na extrémne stenčenúlitosféru na druhej strane 2D integrované modelovania takéto extrémne stenčenie v danej oblastinepodporuje. Napriek tomu je pravdepodobnejšie, že moezíjska platforma je ohnutá a podsunutápod Južné Karpaty. Ďalšia zaujímavá vec sa ukazuje v juhovýchodnej oblasti panónskej panvy,kde výsledky 3D inverzie odhaľujú taktiež výrazné stenčenie litosféry. Táto oblasť môže byťpotenciálne zaujímavá a bolo by vhodné ďalej pokračovať vo výskume danej oblasti.

Les causes de l’activité sismique à l’intérieur des plaques tectoniques sont encore mal comprises, que ce soit l’origine des contraintes responsables des séismes ou leur relation avec la variation dans le temps et dans l’espace de l’activité sismique.<p>Les contraintes à l’intérieur des plaques résultent de l’action de forces de longueurs d’onde différentes, qui se superposent et s’additionnent. En utilisant une nouvelle méthode (Camelbeeck et al. 2013), déterminant les contraintes générées localement (échelle de 10 à 100 km), nous estimons l’importance relative de cette composante locale du champ de contrainte. En comparant ces contraintes locales avec les contraintes déduites des mécanismes au foyer des tremblements de terre en Europe occidentale, nous suggérons que celles-ci semblent jouer un rôle non-négligeable dans l’occurrence de l’activité sismique. C’est le cas dans des régions où les contraintes locales étaient déjà reconnues, mais également dans des régions précédemment identifiées comme dominées par les contraintes à plus grandes longueurs d’onde.<p>Le champ de contrainte généré localement est constant à l’échelle de temps des catalogues sismiques, ce qui ne permet pas d’expliquer l’occurrence dans le temps des séismes. Il est cependant modifié par les variations des contraintes locales générées par l’activité séismique elle-même, ce qui explique les séquences de répliques des séismes de Roermond (13/04/1992, Mw=5.4) et d’Alsdorf (22/07/2002, Mw= 4.7) dans le graben de la Roer. Nous y suggérons également l’importance de ces variations à une échelle de temps plus longue (millier d’années) à partir des données de paléoséismologie.<p>Pour mieux comprendre les relations spatio-temporelles des séismes, nous avons également analysé dans quelle mesure l’occurrence de l’activité sismique dans le graben de la Roer est un processus de Poisson, ou si l’activité future est localisée à proximité des séismes du passé, ou située dans des régions dénuées de séismes à ce jour. L’emploi des méthodes linéaires classiques et de méthodes non-linéaires dans cette région mais aussi dans les îles britanniques et dans le sud de la Norvège montrent que les séismes du passé ne peuvent expliquer les taux d’activité sismique actuellement mesurés. Une partie de l’activité sismique correspond ainsi à une activité de background, indépendante de l’occurrence des séismes du passé. La méthode des multifractales permet aussi de caractériser régionalement l’importance, la variété et continuité des processus responsables de l’activité sismique sans pour autant en identifier les causes. <p>Notre travail nous a permis d’identifier l’importance relative de certaines causes de l’activité sismique, par exemple l’importance des variations locales des contraintes générées par l’activité séismique elle-même, mais n’a pas permis par exemple d’identifier l’origine de l’activité de background, clairement mise en évidence par l’analyse multifractale./<p><p> / Doctorat en sciences, Spécialisation géologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans ce travail nous avons abordé l'évolution spatiale et temporelle du système d'interaction entre le point chaud de Tristan da Cunha et la dorsale de l'Atlantique Sud. Le point chaud de Tristan da Cunha et les structures associées du fond océanique (à savoir la chaîne volcanique de Walvis dans la plaque africaine et l'élévation du Rio Grande dans la plaque sud-américaine) sont parmi les plus importantes de l'océan l'Atlantique Sud. Cependant, ce système est moins étudié que les systèmes présents dans l'Atlantique Nord (par exemple Açores et Islande), et leur origine et évolution restent sujets à débat. La compilation des données de sondage bathymétrique hébergées auprès du Centre National de Données Géophysique (National Geophysical Data Center - NGDC), et les données de bathymétrie dérivées de l'altimétrie de satellites furent utilisées pour l'élaboration d'un modèle numérique de terrain (MNT) de l'ensemble de l'Atlantique Sud. Les données d'anomalie à l'air libre dérivées de l'altimétrie de satellites et les données d'épaisseurs sédimentaires furent utilisées pour le calcul de l'anomalie de Bouguer réduite au manteau (Mantle Bouguer Anomaly - MBA) et avec les données des isochrones du fond océanique furent calculées l'anomalie résiduelle de Bouguer réduite au manteau (Residual Mantle Bouguer Anomaly - RMBA), la bathymétrie résiduelle et des nouveaux pôles du mouvement relatif entre les plaques de l'Amérique du Sud et Afrique. Les données de géoïde dérivées de l'altimétrie de satellites et le Modèle Gravitationnel de la Terre (Earth Gravitational Model - EGM2008) furent utilisés pour la séparation des différentes composantes dans le signal du géoïde, grâce à des filtres retenant différents ordres et degrés d'harmoniques sphériques. À partir des reconstructions cinématiques basées sur les nouveaux pôles calculés dans ce travail, et en se basant surl'hypothèse communément admise que l'île volcanique de Tristan da Cunha se situe à l'aplomb dela position actuelle du point chaud, la chronologie des phases de mise en place des structures volcaniques a pu être précisée. Ceci a mis en évidence l'existence de plusieurs sauts d'axes et des variations périodiques de l'apport magmatique à l'axe entrainant une alternance entre périodes de construction et de rupture du plateau axial. La comparaison détaillée de la position estimée pour le point chaud de Tristan da Cunha et de la localisation des structures volcaniques de la chaine Walvis dont les âges sont connus a souligné que la formation de la chaîne Walvis ne peut pas être expliquée dans sa totalité par un modèle d'évolution faisant appel à une interaction entre la dorsale de l'Atlantique Sud et un point chaud dont la position actuelle serait l'île de Tristan da Cunha. Ensuite, nous avons évalué l'évolution temporelle de l'influence du point chaud à l'axe de la dorsale, sur aux variations de la bathymétrie résiduelle (BR) et de l'anomalie résiduelle de Bouguer réduite au manteau (RMBA), et avec l'analyse des variations du taux d'ouverture et de la distance point chaud-dorsale. Les valeurs des anomalies de RMBA et BR, lors des premières étapes d'ouverture de l'Atlantique Sud, sont plus fortes sur la plaque africaine que sur la plaque sud-américaine. Cela suggère que la position du point chaud a été sous la plaque africaine depuis le début de l'ouverture. En synthèse, on observe trois différentes périodes dans le système d'interaction entre le point chaud de Tristan da Cunha et la dorsale de l'Atlantique Sud. Une période de rapprochement de la dorsale vers le point chaud entre 115 Ma et 100 Ma, lors de laquelle on remarque l'influence du point chaud sur la dorsale sur une distance d'au moins 150 km. Ensuite, entre 95 Ma et 60 Ma, on observe que la dorsale est à l'aplomb ou très proche (< 50 km) du point chaud. Et depuis 60 Ma, un éloignement graduel et progressif de la dorsale par rapport à la position du point chaud est observé. On a pu montrer que lors des périodes de rapprochement et de proximité de la dorsale au point chaud, les variations périodiques d'apport magmatique observées sont liées aux variations du flux de panache. A partir de l'analyse de l'évolution des structures volcaniques, en association avec les données d'anomalie à l'air libre et de géochimie, les structures volcaniques ont pu être divisées en deux groupes. Un groupe formé par la bordure nord-ouest de la chaîne Walvis et appelé première phase, cohérent avec l'évolution des structures dans un contexte de transition d'une mise en place à l'axe vers une situation intraplaque, en accord avec les trois étapes (rapprochement, fixation à l'aplomb et éloignement) décrites ci-dessus. L'autre groupe, formé par la bordure sud-est de la chaîne Walvis et appelé deuxième phase, montre une signature gravimétrique caractéristique d'une mise en place intraplaque, y compris pour les structures à l'âge desquelles la dorsale est à l'aplomb du point chaud. Les deux groupes possèdent signatures géochimiques différentes en termes de rapports Zr/Nb et d'abondance en Ti. Ensuite, à partir de l'analyse comparative des différents degrés d'harmoniques sphériques du géoïde et des nouveaux résultats de tomographie sismique disponibles dans la littérature, nous avons pu montrer l'existence d'une association en profondeur entre les panaches responsables des structures volcaniques de l'élévation du Rio Grande et de la chaîne Walvis et le superpanache africain. L'identification de trois anomalies mantéliques proches des îles de Gough et RSA semblent en faire une meilleure alternative d'emplacement que l'île de Tristan da Cunha, qui est l'hypothèse communément acceptée aujourd'hui.