Un des principaux débats en Sciences de la Terre Externe concerne l'importance relative de la tectonique et du climat dans l'érosion des reliefs et donc dans les flux sédimentaires terrigènes préservés dans les bassins avals. Dans cette thèse, nous avons développé une méthode basée sur l'intégration de coupes géologiques dans un modèle 3D afin de quantifier ce flux, avec une résolution temporelle de quelques Ma, à l'échelle d'un continent sur une longue période de temps (x100 Ma), et ce en tenant compte des incertitudes. Sur l'ensemble de la marge ouest-africaine, l'évolution de ces volumes, une fois pondérés par le pourcentage de sédiments terrigènes, au cours du temps suggère que le flux sédimentaire terrigène est contrôlé par la tectonique, durant les phases de rift avec l'érosion des épaulements, et lors de surrection du domaine amont des marges durant l'évolution post-rift. Le climat, à la faveur d'augmentation des précipitations, ne semble que forcer les effets de surrection.

La mise en place de laves et d'ignimbrites rhyolitiques de nature hyperalcaline marque le début de la rupture du bloc continental qui a précédé l'ouverture du Golfe de Californie. Ces roches affleurent à l'est du grand volcan bouclier quaternaire du Pinacate ainsi que dans la région d'Hermosillo. Les données de terrain, couplées à des déterminations géochronologiques 40Ar/39Ar, à une étude minéralogique fine, aux données chimiques et isotopiques (Sr, Nd et Pb) ont permis d'établir l'âge Miocène moyen du volcanisme hyperalcalin et de préciser les conditions de genèse et d'évolution de ce magmatisme. Les données isotopiques marquées par une grande variabilité des rapports en strontium, soulignent une contamination par la croûte précambrienne. Les modélisations effectuées sont en accord avec une origine des liquides acides hyperalcalins par cristallisation fractionnée à partir de basaltes transitionnels, dans des réservoirs superficiels, avec une contamination de l'ordre de 10 %. Des évidences de mélanges magmatiques montrent que ces liquides n'ont pas évolué en système fermé. Les affleurements de la région du Pinacate constituent le prolongement méridional des manifestations miocènes de même nature situées sur la bordure du craton nord-américain, depuis le Nevada jusqu'à la Californie. Le volcanisme du Sonora central est l'équivalent des formations qui affleurent dans la région de Puertecitos, en Basse Californie. Ces deux ensembles sont situés là aussi sur une limite lithosphérique majeure entre le craton nord-américain et les terrains accrétés des Guerrero terranes. Ce volcanisme est lié à des remontées de matériel asthénosphérique (slab window ?) qui ont favorisé les phénomènes d'amincissement lithosphérique et de production de magmas basaltiques de type transitionnel.

Cette thèse a pour objet l'étude de la structure , de la déformgtion et de l'histoire P-T alpines de l'unité pennique du Grand Paradis (Alpes occidentales), qui représente sur la transversale du Val d'Aoste la partie distale de la paléomarge européenne. La premlere pgrtie est consacrée à l'analyse de la structure et de la déformation des unités penniques de la région de Cogne (Val d'Aoste, Italie). La structure générale des zones internes des Alpes N-occidentales est rappelée et réexaminée. Cette discussion montre l'existence de deux unités indépendantes au sein de la "Nappe de la Dent-Blanche" et permet de préciser l'empilement initial des nappes (de bas en haut : Nappe du Grand Paradis-Mont Rose, unités océaniques de la Zone de Zermatt, Nappe de l ' Emil i us) . ' La str uc tu r e et l a dé form ati on des de ux uni t és basal es de ce t empi l ement sont ens uite détaillées. Après avoir décrit la constitution lithologique et l a structure antéalpine de ces unités, la géométrie de l'empilement de nappes est r appelée : les unités océaniques chevauchent l'unité du Grand Paradis , e lle - me~e c harriée sur l'Unité du Money, à affinité brançonnaise. La déformation est caractérisée, en particulier dans l'unité du Gra nd Paradis , par son hétérogénéité. Dans les deux unités, la déformation majeure , intense et non-coaxiale a lieu en conditions rétromorphiques (faciès dmphibolite à albite-épidote soit environ 500°C, 6-8 kbar) : elle est associée à l a construction de l'empilement de nappes, c'est-à-dire à un déplacement de ces un i t és d'E en W selon une direction N 90-100. L'histoire P-T de l'Unité du Grand Paradis est établie dans la deu xi ème partie où sont décrites les métabasites éclogitiques . protolithes des la distinction gl obale, les Après avoir rappelé le contexte structural et la nature des éclogites, les observations texturales et minéralogiques permettent de trois types d'éclogites : celles-ci diffèrent par leur composition paragenèses récentes et leur histoire réactionnelle. Sur ces bases, il est possible d'établir l'évolution des conditions P- T à laquelle ces roches ont été soumises: cette histoire P-T est e ssentiellement caractérisée par une décompression isotherme, les assemblages éclogit iques ayant cristallisé aux environs de 500°C, 12-16 kbar. Une approche du comportement de la phase fluide lors des processus réactionnels est enfin tentée : la préservation des paragenèses éclogitiques au coeur des lentilles basiques s'explique par la répartition spatiale et temporelle des processus de tamponnage/infiltr ation. Ces données structurales et pétrologiques permettent en conclusi 8n une discussion de l'histoire de la collision dans les Alpes oc~identales (3ème partie); Cette discussion est menée sous la forme d'une comparaison des histoires tectonomét amorphiques des parties distales des aeux paléomarges européenne (Nappe du Grand Paradis) et austroalpine (Nappe ~e l'Emilius : micaschistes éclogitiques en Zone Sesia Lanzo). La confrontation de l'histoire tectonométamorphique de ces deux unités avec les données géochronologiques et les modèles thermiques montre que la collision alpine a eu lieu en deux étapes majeures la première, éoalpine, au Crétacé et la ' deuxième, alpine s.s., à la limite Eocène-Oligocène .

L'évolution tardive du Domaine Sud Armoricain (segment de la chaîne Varisque Ouest Européenne), se traduit par un effondrement gravitaire de la croûte préalablement épaissie dans un contexte tectonique extensif. Cette extension s'accompagne, dans tout le domaine, d'une fusion partielle de la croûte moyenne à inférieure et de l'exhumation des roches métamorphiques issues de niveaux crustaux profonds. L'approche pluridisciplinaire conduite dans cette étude permet de proposer un calendrier précis de la fusion crustale et d'étudier les mécanismes de la déformation responsable de l'exhumation de la croûte moyenne à inférieure. Une des démarches adoptées associe l'identification structurale et cinématique précise des témoins de l'étirement et leur datation multiméthodes (U-Th/Pb sur monazite, et A/Ar sur micas). Dans la partie occidentale du Domaine Sud Armoricain, cette approche permet ainsi de documenter un continuum de déformation extensive durant plus de 20 Ma, qui accompagne en partie l'exhumation des roches de haut grade qui elle, se développe entre 325 Ma et 300 Ma. L'étude géophysique, combinant ASM et gravimétrie, permet en outre de caractériser la structure interne et la géométrie en profondeur du complexe granitique de Carnac, dont la mise en place apparaît être le témoin du stade le plus précoce de ce continuum. La fusion partielle des migmatites et la mise en place des plutons granitiques, interprétées à la fois comme le moteur et la conséquence de l'étirement et de l'exhumation, est estimée entre 335 Ma et 320 Ma. Cette anatexie généralisée apparaît synchrone à l'échelle de tout le domaine, ce qui permet un regard nouveau sur les stades tardi-orogéniques du Domaine Sud Armoricain. L'étude de la déformation extensive et de l'exhumation dans les portions occidentale et orientale, met en évidence des contrastes de style tectonique, suggérant une exhumation plus importante des parties orientales du Domaine Sud Armoricain.

Cette thèse traite des problèmes stratigraphiques, pétrographiques et structuraux posés par la région couverte par la feuille géologique de Khorramabad (Zagros, Iran occidentale). Cette région est divisée en deux domaines qui différent par une grande partie de leur histoire géologique et qui sont séparés par une zone d'accidents tectoniques majeurs. Le domaine sédimentaire : Il constitue les montagnes du Zagros et couvre la moitié sud ouest de la feuille ; il appartient à la plaque arabe. On a pu y distinguer également deux zones : - Le Zagros externe (partie sud ouest) montre de puissantes séries de Sédiments à caractère peu profond, sans discordance depuis le Paléozoïque (atteint par forages)) jusqu'au pliocène. - la Crushed zone (partie nord est) a des séries continentales ou de plateforme sans discordance depuis le Cambrien jusqu'au Crétacé supérieur. Le domaine métamorphique : Il couvre toute la partie nord est de la feuille et appartient à la plaque iranienne.

Cette thèse comporte deux parties principales, intitulées respectivement Stratigraphie et Tectonique, la seconde étant volumétriquement et thématiquement la plus importante. 1/ Dans la partie Stratigraphie sont décrites les caractéristiques des terrains d'âge triasique, liasique, jurassique moyen, callovo-oxfordien et nummulitique. De nombreux affleurements y sont étudiés : des trouvailles paléontologiques permettent de préciser, voire de changer l'âge d'attribution de certains faciès, notamment de celui des "schistes jurassiques" qui s'avèrent être souvent oxfordiens. Les diverses modalités locales de la reprise de sédimentation du Nummulitique sont analysées et les causes de leur variabilité sont explorées. 2/ Dans la partie tectonique l'auteur commence par analyser, en deux brefs chapitres, consacrés respectivement aux failles et aux plis, les données antérieurement publiées sur ces types d'accidents tectoniques en les confrontant avec ses propres observations. Il critique notamment diverses vues d'auteurs antérieurs qui se basaient sur des indices tirés du relief pour en tirer des conclusions sur le rôle prédominant, selon eux, des failles verticales. Dans un troisième chapitre, de loin le plus important, intitulé "les synclinaux sédimentaires et la structure en écailles" l'auteur développe ensuite ses propres vues et ses interprétations. Il y expose les observations qui le portent à considérer que les terrains sédimentaires ne se contentent pas de garnir une surface du socle cristallin, supposée peu inclinée et dénivelée par les failles sub-verticales. Au contraire ces terrains sont souvent engagés dans d'étroites pincées descendant plus ou moins profondément, et avec des pendages plus ou moins forts, dans la profondeur du socle cristallin du massif et recouverts par de lames de socle cristallin chevauchantes, qualifiées d'"écailles". Pour ce faire il passe en revue, selon un plan géographique, les principaux secteurs sur lesquels ont porté ses recherches en détaillant les données nouvelles qu'il y a mises en évidence. l comporte deux parties principales, intitulées respectivement Stratigraphie et Tectonique, la seconde étant volumétriquement et thématiquement la plus importante. 1/ Dans la partie Stratigraphie sont décrites les caractéristiques des terrains d'âge triasique, liasique, jurassique moyen, callovo-oxfordien et nummulitique. De nombreux affleurements y sont étudiés : des trouvailles paléontologiques permettent de préciser, voire de changer l'âge d'attribution de certains faciès, notamment de celui des "schistes jurassiques" qui s'avèrent être souvent oxfordiens. Les diverses modalités locales de la reprise de sédimentation du Nummulitique sont analysées et les causes de leur variabilité sont explorées. 2/ Dans la partie tectonique l'auteur commence par analyser, en deux brefs chapitres, consacrés respectivement aux failles et aux plis, les données antérieurement publiées sur ces types d'accidents tectoniques en les confrontant avec ses propres observations. Il critique notamment diverses vues d'auteurs antérieurs qui se basaient sur des indices tirés du relief pour en tirer des conclusions sur le rôle prédominant, selon eux, des failles verticales. Dans un troisième chapitre, de loin le plus important, intitulé "les synclinaux sédimentaires et la structure en écailles" l'auteur développe ensuite ses propres vues et ses interprétations. Il y expose les observations qui le portent à considérer que les terrains sédimentaires ne se contentent pas de garnir une surface du socle cristallin, supposée peu inclinée et dénivelée par les failles sub-verticales. Au contraire ces terrains sont souvent engagés dans d'étroites pincées descendant plus ou moins profondément, et avec des pendages plus ou moins forts, dans la profondeur du socle cristallin du massif et recouverts par de lames de socle cristallin chevauchantes, qualifiées d'"écailles". Pour ce faire il passe en revue, selon un plan géographique, les principaux secteurs sur lesquels ont porté ses recherches en détaillant les données nouvelles qu'il y a mises en évidence.

L'analyse des chevauchements à vergence opposée du secteur de la Sainte-Victoire (Provence) a permis de définir les modalités d'amortissement de systèmes chevauchants, principalement dans l'avant pays des chaînes de collision. Cette analyse s'est appuyée sur un grand nombre de données géologiques et géophysiques, et en particulier sur des données issues de profils sismiques réalisés pour cette étude. La construction de coupes géologiques équilibrées a permis d'intégrer au mieux l'ensemble des données de surface et de profondeur et de proposer un modèle géométrique et une cinématique cohérente. Le problème de la détermination des facteurs qui conditionnent l'apparition de l'une ou l'autre des vergences a ensuite été abordé par une approche mécanique (calcul de l'énergie minimale dissipée dans la déformation) et cinématique (comparaison avec des modèles analogiques). Les valeurs des paramètres mécaniques ont pu être calculées sur l'exemple d'inversion de vergence observée sur les coupes équilibrées. Il a été montré que dans le cas d'une série décollée sur un palier légèrement montant, un pro-chevauchement est plus économique, en terme d'énergie dépensée, qu'un rétro-chevauchement. Mais un basculement progressif vers l'arrière de l'ensemble socle/couverture qui affecte le pendage des rampes, conduit à faciliter le développement de rétro-chevauchement ; ce type de flexion progressive de l'avant-pays est classiquement observé dans les chaînes de collision. Ces rétro-chevauchements peuvent être aussi facilités par des gradients de vitesse de déplacement entre le bas et le haut de la série (rôle déterminant des conditions aux limites et de la cinématique des systèmes chevauchants .).

Il est possible de dégager les grands traits de l'histoire géologique de notre région, correspondant à la bordure nord est du massif des Ecrins -Pelvoux (Combeynot-Eychauda) et de les présenter schématiquement comme suit: - au Dévono-Dinantien, la destruction d'un relief proche (socle antéhercynien) alimente une importante sédimentation de type Culm. Ces sédiments sont: - des grauwackes - des arkoses - des grès psammitiques et pélitiques - de rares conglomérats. Ces formations sont très intriquées; on passe de l'une à l'autre par variation progressive de faciès. Elles sont souvent très grossières, traduisant un dépôt dans un bassin de subsidence peu profond. Un puissant volcanisme acide alimente cette sédimentation très détritique. Celui-ci se caractérise par des émissions de rhyolites qui se mettent en place dans ces sédiments. Ces émissions sont formées: - de rhyolites massives - de tufs rhyolitiques. Ces derniers peu consolidés, se mêlent à des sédiments arkosiques. Ce volcanisme est de type spilite-kératophyre. Il est caractéristique de la chaîne hercynienne en Europe occidentale. Cependant, la seule fraction acide de ce volcanisme s'observe dans le massif de Combeynot, sa fraction basique correspond à la série verte de Belledonne. Au cours de l'orogenèse hercynienne, ce complexe volcano - sédimentaire est marqué par les événements suivants: 1/ Métamorphisme extrêmement léger Sous-faciès à quartz - albite - biotite - muscovite - chlorite du faciès schiste vert à faible pression et faible température. Les roches acquièrent une foliation, mais leur structure primitive est peu affectée: la rhyolite possède une légère schistosité les tufs rhyolitiques mêlés aux arkoses se transforment en porphyroides arkosiques les arkoses et grès psammitiques prennent un faux aspect de "gneiss" très métamorphiques les grauwackes sont peu modifiées. Au cours du métamorphisme l'ensemble du complexe est plissé. 2/ Intrusion d'un batholite granitique (type Pelvoux) dans ce complexe Ce granite est remarquable par : - son âge viséen supérieur (330 -31 0 MA) - son caractère hypovolcanique - sa faible activité hydrothermale 3/ Surrection du massif marquée par une tectonique cassante, à dalles isoclinales, découpées par un jeu de failles, comme dans les autres massifs cristallins externes. Cela donne un style "horst et graben". L'érosion va rapidement transformer ce premier relief hercynien en pénéplaine sur laquelle se déposera le Trias. L'orogenèse alpine, enfin, marque profondément la région : - les vieilles structures hercyniennes sont rajeunies - le métamorphisme est pratiquement inexistant: sa seule manifestation est une activité hydrothermale déposant de la chlorite dans les diaclases - le massif atteint son altitude maximale - la bordure nord est du massif des Ecrins-Pelvoux subit un écaillage complexe provoqué par une tectonique tangentielle en nappes de charriàge, tandis que le massif de Combeynot, sous le "coup de butoir » des nappes, tend à chevaucher le synclinal d'Arsine. Ainsi par ses différents caractères - dépôt de formations sédimentaires dévono- d'inantiennes - volcanisme effusif acide la région du massif de Combeynot et du vallon de l'Eychauda s'apparentent aux séries volcano-sédimentaires hercyniennes qui constitutent les autres massifs cristallins externes.

L'analyse cartographique, lithostratigraphique et structurale des "Schistes lustrés" de Haute Ubaye permet de caractériser deux ensembles d'évènements tectoniques. Tectonique océanique mésozoïque : a) La description et l'interprétation d'une quinzaine de coupes dans les unités ligures permettent de déterminer : - les modalités de mise en place et de structuration de la lithosphère océanique de la Téthys ligure. Le socle océanique était découpé en une mosaique de blocs mobiles, par des failles localement injectées de serpentinite. - les conditions de sédimentation dans le domaine ligure, au Jurassique et au Crétacé. Après la sédimentation de radiolarites à l'Oxfordien-Kimméridglen et le dépôt ubiquiste de calcaires au Malm, les alternances pélagiques du Crétacé sont fréquemment remaniées bu intercalées de niveaux détritiques. Les masses de calcschistes jusqu'alors indéterminés sont attribués à différents termes de la succession ligure. b) Une chronologie des évènemènts tectoniques et sédimentaires qu'a subi le domaine ligure est proposée. c) L'analyse Iithostratigraphique de l'unité de la Cula, attribuée aux "Ecailles intermédiaires", montre que la Formation bréchique du Longet présente un détritisme mixte océanique et continental. On suppose que la série de la Cula s'est déposée sur une croûte ultramafique apparue entre le domaine briançonnais et le domaine piémontais, au Jurassique moyen·supérieur. Tectonique alpine cénozoïque : L'analyse structurale fait apparaître quatre phases de déformation synschisteuse. Trois générations superposées de plis principaux sont reconnues à toutes les échelles. L'importance des structures transverses à la chaîne est soulignée. Un schéma structural est établi et une reconstitution tectogénétique est proposée pour les Schistes lustrés de Haute Ubaye. En conclusion, les résultats obtenus sont replacés dans le schéma classique de l'évolution géodynamique du domaine téthysien, au cours du "Cycle Alpin". Des interférences entre paléostructures océaniques et structures alpines sont mises en évidence.

Une approche pluridisciplinaire (tectonique, géomorphologie, géophysique, forage, datation 10Be...) a été entreprise afin de caractériser les déformations tectoniques récentes en Provence. Elle a consisté à comprendre la mise en place et l'évolution des structures potentiellement sismogènes, de quantifier les taux de déplacement plio-quaternaires, et d'étudier les relations entre tectonique et érosion dans ce type de contexte présentant une déformation lente. Si les déformations pliocènes à actuelles sont contrôlées par la dynamique de la chaîne alpine, les structures résultent essentiellement de la phase de déformation pyrénéo-provençale, de la fin du Crétacé à l'Eocène moyen ; la phase « alpine » d'âge Miocène étant exprimée essentiellement entre la faille de la Moyenne Durance et celle de Salon-Cavaillon (e.g. Luberon, Trévaresse...). Les vitesses de déplacements calculées grâce à la déformation de marqueurs géologiques et géomorphologiques résultant de la crise de salinité messinienne et/ou des cycles glacio-eustatiques quaternaires sont souvent inférieures à 0,1 mm/an. Cette déformation peut-être enregistrée par des marqueurs géologiques très récents, bien que la morphologie actuelle de la région soit contrôlée essentiellement par les processus d'érosion.