Le Tien Shan est une chaîne de montagne active située à plus de 1000 km de la limite de plaque la plus proche, le front Himalayen. Elle possède une histoire ancienne qui va de la fin du Protérozoïque à la fin du Paléozoïque dans un contexte d’accrétions successives formant la plus grande chaîne d’accrétion du monde, la CAOB. Afin de comprendre comment l’histoire paléozoïque du Tien Shan influence la localisation de la déformation cénozoïque, nous avons dans un premier temps étudié la structuration de la chaîne pour en identifier les principales structures héritées. Nous avons mis en avant le partitionnement de la déformation entre les zones de sutures Sud et Nord au cours de la collision entre le Tarim et le Tien Shan au Carbonifère supérieur. Le front de collision est caractérisé par des chevauchements et des détachements au sein d’unités métamorphiques. Au Nord, se trouve une zone en décrochement caractérisée par une structure en fleur positive. Ensuite, ces résultats sont utilisés comme les conditions initiales de modèles numériques thermo-mécaniques 2D dont le but est de tester l’influence de ces zones héritées sur la localisation de la déformation cénozoïque. Ces modèles montrent que la déformation cénozoïque dans le Tien Shan se localise à la faveur de zones de faiblesses crustales et non mantelliques. De plus, nous avons pu établir que la bordure nord du Tarim avait une rhéologie proche de celle du Tien Shan. Finalement, à l’aide des modèles numériques une étude systématique a permis de mettre en évidence que le couplage entre l’érosion et le réseau de drainage jouait un rôle important dans la répartition et l’âge des roches de basse température exhumées. / The Tien Shan is an active mountain belt located at more than thousand kilometres of the closest plate boundary, the Himalayan front. Its Late Proterozoic to Late Paleozoic history takes place during the CAOB accretion which represents the largest accretionary belt in the world. In order to understand how the Paleozoic tectonics of the Tien Shan influences the Cenozoic strain localization, we aim at identifying the main inherited structures of the belt. We highlighted the strain partitioning between the North and South suture zones during the Tarim-Tien Shan Late Carboniferous collision. The collisional front is characterized by thrusts and detachments in metamorphic units while northward, a strike-slip zone is evidenced by a positive flower structure. Then, these results are used as variable inputs in 2D numerical thermo-mechanical models in order to assess the role of these inherited structures on the Cenozoic strain localization. These models show that the Cenozoic deformation in the Tien Shan is localized in favour of crustal weak zones instead of mantellic ones. Moreover, we are able to show that the northern border of the Tarim has a Tien Shan like rheology. Finally, we performed a systematic numerical modelling analyse in order to show that the coupling between erosion and drainage network plays an important role on low temperature rocks exhumation ages and repartition.

Les travaux de cette thèse de Doctorat ont été menés dans le cadre de l'accord en co-tutelle entre l'Université de Strasbourg (EOST) et Istanbul Technical University (Dept. of Geology), avec l'octroi d'une bourse d'étude annuelle de !'Ambassade de France à Ankara, une bourse d'excellence EIFFEL de 10 mois, et un support financier de 8 mois de« TUBITAK 22148 - joint Ph.D. ». La zone de convergence de plaques Afrique - Eurasie comporte des failles capables de générer de forts séismes destructeurs. L'objectif de cette thèse est une meilleure compréhension du comportement de ces failles, et du cycle sismique associé, par l'analyse des déformations co-,post- et inter-sismiques enregistrées en surface, dans la zone de convergence. Une attention particulière est portée aux déformations lentes et à leur part dans le cycle sismique, mesurées en surface et analysées à l'aide des techniques lnSAR (Synthetic Aperture Radar lnterferometry), et modélisées par les méthodes de la dislocation élastique. / This Ph.D. thesis is conducted in the frame of the -co-tutellell scholarship (EOST-ITU) provided by French Embassy in Ankara. ln addition, a 10-month scholarship « Bourse excellence Eiffel » ,and 8-month scholarship « TUBITAK 22148 - joint Ph.D. » were other sources of support for the preparation of this thesis.The convergence between African and Eurasian plates is at the origin of active tectonic structures that generate large and destructive earthquakes. This thesis aims to improve our understanding of fault behavior and the earthquake cycle by analyzing surface deformation along selected active faults during the periods of co-, post-and inter-seismic deformation within the Africa-Eurasia convergence zone. ln this context, slow deformation observed at the surface and associated with the earthquake cycle is analyzed using Synthetic Aperture Radar lnterferometry (lnSAR) time series technique, and modeled with elastic dislocation methods.

La péninsule de la Gaspésie (Québec, Canada) présente un potentiel pétrolier dans les roches datées de l'Ordovicien tardif au Dévonien inférieur. Dans l'est de la ceinture de Gaspé, des puits producteurs de gaz prouvent la présence de réservoirs pétroliers. Des nouvelles études structurales et des études de bassin dans la ceinture de Gaspé permettent de mieux évaluer le potentiel pétrolier de cette région. Nous présentons ici une nouvelle méthodologie pour la prospection d'hydrocarbures dans les régions de piémont de type ± fold and thrust belt ¿ comme la ceinture de Gaspé. Nous avons développé cette méthodologie en la testant au niveau de la partie centrale de la ceinture de Gaspé. Nous avons intégré les données gé'ologiquès et géophysiques disponibles pour l'étape d'imagerie sismique 2D afin de construire une image sismique directement en profondeur, ce qui a permis d'améliorer l'interprétation structurale, notamment la caractérisation des structures profondes et des failles majeures. Ce travail est suivi d'une modélisation de bassin afin d'évaluer le potentiel pétrolier. Cette étude s'effectue en plusieurs étapes: 1) La construction du modèle structural: L'intégration des données géologiques dans l'étape de la migration en profondeur avant sommation permet d'améliorer le rendu des images sismiques. Ces nouvelles images sont plus fiables et, étant migrées directement en profondeur, rendent les interprétations plus prochès de la géometrie réelle du sous-sol. Ces informations permettent de construire un modèle géologique plus complexe et de mieux contraindre le modèle structural de la ceinture acadienne. Les nouvelles interprétations ont permis en particulier, de mieux comprendre la relation entre les ceintures acadienne et taconienne. 2) L'évolution du modèle structural: il a été possible de valider la cohérence de la géométrie structurale grâce aux techniques de restauration. Cependant ce procédé n'a été appliqué qu'au niveau du Synclinal du Lac des Huit-Miles sur les successions stratigraphiques siluro-dévoniennes de la ceinture acadienne: les formations cambro-ordoviciennes ont été déformées par les orogenèses taconiennes et acadiennes ce qui rend impossible leur restauration. Ce scénario cinématique a été utilisé pour comprendre l'évolution géodynamique de la ceinture de Gaspé et ainsi permettre de proposer une nouvelle géométrie plus favorable à la production et à la migratiol1 des hydrocarbures. 3) Évaluation du système pétrolier : Suite à l'étape de restauration, la modélisation de bassin avec le logiciel Temis2D® a été appliquée à la succession stratigraphique Silurien-Dévonien du synclinal du Lac des Huit-Milles et à l'anticlinal de Causapscal. Temis2D® a permis de prédire l'évolution de la roche mère et le degré de maturation ainsi que la génération et l'expulsion des hydrocarbures, en utilisant le modèle structural et les données géochimiques des puits de la ceinture de Gaspé.

La Sous-province d’Opinaca, située dans le craton du Supérieur, est un important bassin néoarchéen de sédiments métamorphisés. Les modèles tectoniques disponibles pour la formation puis l’évolution de l’Opinaca sont variés, allant du prisme accrétionnel au bassin d’arrière-arc. L’étude tectonométamorphique proposée permet de définir le parcours prograde de la région et ainsi discriminer les modèles probables, chacun impliquant une progression du métamorphisme distincte. Dans le nord-ouest de la Sous-province d’Opinaca, des isogrades tracés à partir de minéraux indicateurs du métamorphisme soulignent une progression du faciès des schistes verts dans le nord-ouest au faciès supérieur des amphibolites au sud-est. L’étude de la chimie minérale des minéraux métamorphiques révèle une homogénéisation généralisée des zonations chimiques. Les relations texturales observées dans le secteur au nord de l’Opinaca et une modélisation de l’équilibre des phases indiquent un chemin P-T-t en sens horaire avec un segment en décompresson de 6 à 4 kbar, à ~ 600 °C. Dans la partie sud du secteur d’étude, le chemin PTt est caractérisé par une décompression isothermique suparsolidus de 9 à 5 kbar, à ~ 800 °C, L’âge de la sédimentation est définie par les populations de zircons détritiques et le recoupement d’intrusifs felsiques entre 2712 Ma et >2690 Ma selon les secteurs. La géochronologie U-Pb sur des monazites indiquent deux pics de métamorphisme, à ~ 2670 et ~ 2645 Ma. La datation des grenats avec le système Lu-Hf indique que la croissance du grenat correspond à la plus jeune génération de monazite, circa 2645 Ma. La première génération de monazite est interprétée comme liée à un événement métamorphique de basse pression n’impliquant pas la croissance de grenat. Ces résultats permettent de proposer pour l’évolution du bassin d’Opinaca un polymétamorphisme dans un environnement géodynamique d’inversion tectonique d’un basin. Après la sédimentation, un premier épisode métamorphisme de haute température affecte le bassin en extension vers 2670 Ma. Vers 2645 Ma, la fermeture du bassin et l’épaississement crustal provoque un deuxième épisode de métamorphisme, de type barrovien, caractérisé par une décompression isothermale possiblement aidée par un certain degré d’extrusion ductile / The Opinaca Subprovince, in the Superior craton, is an important Neoarchean metamorphosed sediments basin. Various models are proposed to explain the formation and evolution of the Opinaca, ranging from accretional prism to back-arc basin. The proposed tectonometamorphic study allows the determination of the prograde evolution of the basin and hence the selection of the most probable regional model, each being characterized by contrasting styles of metamorphic progression. In the north-western Opinaca Subprovince, isograds traced from index minerals highlight a progression from greenschist facies in the north-west to upper amphibolites facies in the south-east. The chemistry of metamorphic minerals shows a global homogenisation of growth zonation. In the northernmost Opinaca Subprovince, textural relations and phase equilibrium modelling indicate a clockwise PTt path with an isothermal decompression segment from 6 to 4 kbar at ~ 600 °C. In the southern part of the study region, the clockwise PTt path is characterized by stronger, suprasolidus isothermal decompression from 9 to 5 kbar at ~ 800 °C. We constrain deposition of the Opinaca greywacke from 2712 to 2690 Ma with the youngest detrital zircon population and crosscutting felsic intrusions. U-Pb monazite geochronology indicates two pulses of metamorphism, at ~2670 and ~ 2645 Ma. Lu-Hf dating of garnet supported by textural analysis and trace element mineral chemistry indicates that garnet growth is coeval with the younger population of monazite, circa 2645 Ma. The first generation of monazite around 2670 Ma is thus interpreted as a low-pressure metamorphic event that did not involve garnet growth. These results point towards a polymetamorphic evolution for the Opinaca Subprovince consistent with the tectonic inversion of a rift-like basin. Clastic sedimentation between 2712 to 2690 Ma in a magmatically active, rift-like basin was followed by regional low-P metamorphism at 2670 Ma. The onset of crustal shortening and thickening in the basin by 2645 Ma resulted in Barrovian-type metamorphism, and involved isothermal decompression that could have been accommodated by some degree of ductile extrusion.

L'évolution tectonique de l'avant-pays de la chaîne alpine de Tunisie comporte une étude paléotectonique et néotectonique qui utilise la Méthode de l'Inversion des données sur les systèmes de failles (Carey & Brunier 1974; Carey 1976) afin de définir les champs de contraintes régionaux à différentes époques. L'étude microtectonique des failles contemporaines de la sédimentation (failles synsédimentaires) a permis de mettre en évidence la succession des états de paléo-contraintes au cours du Mésozoïque et du Cénozoïque. Ainsi, ont été reconnu avec une bonne cohérence : -Au Permo-carbonifère, une extension NE-SW (failles normales E-W et NS et les grabens NW-SE) -Au Trias, une extension NE-SW (Horsts, grabens et demi-grabens NW-SE) -Au Jurassique, une extension N-S (Failles normales proches de E-W) -Au Néocomien-Barrémien, extension NE-SW (Horsts et des grabens NW-SE) -Au cours de l'Albo-Aptien, une compression proche de E-W (paléo-anticlinaux N20E) -Au Vraconien-Cénomanien inférieur, une extension NE-SW (failles normales NE-SW) -Au Cénomanien supérieur, une compression locale proche de E-W (Failles inverses subméridiens) -Au Coniacien-Santonien, une compression locale proche de N-S (décrochements conjugués) -Au Campanien, une distension NE-SW (failles normales NW-SE) -Au Paléocène supérieur-Eocène, une compression NW-SE (paléo-plis et failles inverses NE-SW) -A l'Oligocène, une extension proche de NE-SW (failles normales et grabens NW-SE ) -Au Langhien-Serravallien, une extension ENE-WSW (failles normales et grabens N120 à N140 E). Ces épisodes paléo-tectoniques sont associés à des montées diapiriques et/ou volcaniques. Au cours du plissement tortonien (" phase atlasique "), les failles normales anciennes proches de E-W et N-S sont réactivées en décrochements E-W dextres et N-S sénestres. Ce système de décrochements engendrent des plis en échelon et découpe l'Atlas tunisien selon les réseaux de décrochements de Riedel de Types D, R, R'. Un essai de zonation tectonique néogène a permis de dégager les variations spatiales du régime tectonique à différentes époques du Langhien-Serravallien, Tortonien et Messinien-Pliocène. L'étude néotectonique et sismotectonique a permis de mettre en évidence une succession des états de contraintes du Pléistocène à l'Actuel, avec : -Au Villafranchien (Pléistocène inférieur) une phase de plissement (NW-SE à NNW-SSE) donne des plis dans les bassins molassiques, le Sahel et sur les bordures des décrochements majeurs E-W et N-S. -Au Pléistocène supérieur, la compression NW-SE à N-S se poursuit avec des failles inverses dans le Nord et un système de décrochements E-W dextres et N-S sénestres dans l'Atlas et le Sahel. A partir des données de la sismicité et de l'archéosismicité, une zonation sismotectonique a été proposée. Elle permet de distinguer deux (2) grandes provinces de déformations actuelles : une province à déformation compressive à décrochante-compressive, localisée dans la zone de collision du Nord du pays et une province à déformation distensive à décrochante distensive, située dans le domaine de l'intra-plaque de l'avant-pays (Atlas central et méridional).

Cette étude demandée par le Service régional de l'Aménagement des eaux d'Aix en Provence et la Direction départementale de l'Agriculture des Hautes Alpes comporte : - un inventaire des sources et puits - le bilan hydrologique et ses composantes - étude d'un bassin versant représentatif de la région et son étude : synclinal perché de Saint Genis.

Cette thèse précise la tectonique par l'étude de la stratigraphie de la demi-fenêtre d'Embrun .

Ce travail est centré sur l'étude stratigraphique, et tectonique de ce secteur ( le Royans) du Vercors occidental;

Le présent travail a trait essentiellement aux problèmes pétrostructuraux posés par deux suites ophiolitiques situées dans la région d 'Esfandagheh. en Iran central méridional. Ces ophiolites ont enregistré deux importants événements, identiques dans les deux suites, mais d'âges différents : 1 - Les empreintes d 'une phase d 'expansion de type océanique, 2 - Les traces de compressions tectoniques. Cela se traduit comme suit: - COMPLEXE METAMORPHIQUE DE SARGAZ-ABSHUR Ce complexe est composé de micaschistes, quartzites, schistes verts, amphibolites et, de façon moins abandante, de marbres. Ces roches dérivent essentiellement de faciès dévoniens appartenant stratigraphiquement à l'épaisse séquence de roches volcaniques et sédimentaires déposées de l'Infracambrien au Trias dans d'étroits bassins linéaires ou "rifts", entaillés dans le bouclier cratonique précambrien irano-arabique. Ces rifts se sont développés exactement de la même façon que la Mer Rouge actuelle et sont comme elle caractérisés par des volcanites tholéiitiques et d'épais dépôts détritiques qui contrastent avec les sédiments carbonatés de la plate-forme adjacente. Ces dépôts de rifts ont d'abord été métamorphisés statiquement, à la manière d'un fond océanique, Les phases compressives ultérieures apparaissent avec l'orogenèse paléocimérienne, elles sont caractérisées par : a) - formation de schistes à glaucophane, dont la paragenèse se superposent au métamorphisme initial précédent, du fond océanique; b) - plissement E-W à fort aplatissement et schistosité de plan axial, contemporains d'un métamorphisme syntectonique c) - la schistosité nouvellement formée est plissée en même temps que se développe une phase de recristallisation de type Abukuma ; d) - après relâchement des compressions toutes ces métamorphites sont envahies par un magma basaltique tholéiitique. Celui-ci se différencie en une suite de roches grenues rubanées allant des dunites-harzburgites-pyroxénolites-gabbros jusqu'à des granophyres. A leur contact se développe un métamorphisme thermique avec des cornéennes et des skarns dans des conditions estimées à 950 - 1000° C et 1,5 kb. Les conglomérats du Jurassique inférieur reposent en discordance angulaire sur toutes ces métamorphites et roches éruptives. L'activité magmatique basaltique (cf. d) est le prélude à la naissance d'un autre bassin comparable à la Mer Rouge s'ouvrant dans le craton ancien où s'associent les métamorphites paléocîmériennes. Ce nouveau "rift" qui se développe à partir de la fin du Trias, est celui du "coloured melange". - LA ZONE DU "COLOURED MELANGE" Ce bassin contient une séquence à shales, greywackes, radiolarites, coulées de laves en coussins, diabases ... qui s'est déposée du Trias supérieur à l'Eocène. Ces roches subissent aussi un premier métamorphisme comparable à celui du fond océanique, dans le faciès amphibolite à albite et épidote. Ultérieurement elles sont comprimées pendant l'orogenèse alpine proprement dite, et la suite des événements suivants s'y retrouve a) - en une étape précoce de la compression les fluides sont remobilisés et grâce à la présence d'écrans imperméables constitués par les ultrabasites, mis en pression dans certains secteurs. Un métamorphisme HP/BT développe les paragenèses typiques à glaucophane-aegyrlne-aragonite-lawsonire-pumpellylte-pectolite. Ces recristallisations se font aux dépens des roches précédemment métamorphisées pendant la périod~ed'expansion; b) - ces métamorphites sont ensuite plissées et métamorphisées à nouveau dans une phase syntectonique sous les conditions du faciès Schistes verts. Ces événements se produisent après l'Eocène et avant le Pliocène. Les phases de plissements plio-pléistocènes déforment plus tard tous ces faciès. On conclut par une application aisée du modèle de la tectonique de plaques au temps de l'expansion et de la création des rifts comparables à celui de la Mer Rouge. Par contre le modèle de la subduction du type Japon est moins facilement applicable pour expliquer les phases de serrage et de fermeture.

La région étudiée est localisée au sud ouest du massif des Bauges entre le Chéran et Chambéry. Il s'agit du plateau du Revard. Il s'agit d'un massif à niveaux calcaires épais perméables et karstique séparés par des niveaux marneux perméables d'où l'existence de circulations souterraines.Celles-ci sont très developpées du fait d'une tectonique moins intense qui a défini de vastes structures monoclinales.L' hydrogéologie karstique est particuliérement étudiée.