L'histoire géodynamique du Sud-Ouest Pacifique est contrôlée depuis le Mésozoïque par l'évolution des zones de subduction péri-Pacifique qui ont successivement bordé la marge Est du Gondwana. Le recul de la fosse de subduction par effondrement du panneau plongeant dans le manteau est probablement le moteur de la fragmentation continentale qui a donné naissance à des rifts avortés et des bassins arrière-arcs associés à des arcs volcaniques rémanents. Dans ce contexte géodynamique, les bassins ayant atteint un stade d'océanisation avancé ont enregistré les inversions du champ magnétique terrestre et développé des morphologies typiques de la croûte océanique. Ces caractéristiques ont permis d'identifier l'âge et la nature de la croûte de ces bassins avec un degré de confiance élevé. C'est le cas de la plupart des bassins du Sud-Ouest Pacifique formés après 45 Ma. A l'inverse, les bassins de Nouvelle-Calédonie et de Fairway, plus étroits et recouverts d'épaisses séries sédimentaires ont une origine mal renseignée qui est longtemps restée controversée. Bien que morphologiquement et structuralement remarquables à l'échelle régionale, ces bassins n'interviennent pas dans les schémas actuels de reconstruction géodynamique régionaux. L'objet du présent travail de thèse est d'approfondir la connaissance de la structure et de l'histoire de ces bassins afin d'affiner le puzzle géodynamique du Sud-Ouest Pacifique. Une synthèse géologique régionale, accompagnée d'une carte structurale (planche hors texte A0), permet de replacer ces bassins dans le contexte géologique de l'évolution post-jurassique de la marge Est-Australienne. Les nouvelles données sismiques d'imagerie profonde des campagnes ZoNéCo-11, Noucaplac-2 et TL-1, couplées aux données récentes de forages sur la marge de Taranaki en Nouvelle-Zélande, constituent une base solide de données nouvelles autorisant une interprétation chronostratigraphique rénovée des bassins de Fairway et de Nouvelle-Calédonie ainsi que des rides qui leur sont associées. Ces interprétations complétées par une nouvelle compilation des données gravimétriques et magnétiques régionales permettent de dégager trois étapes dans l'évolution géodynamique de ces bassins : Etape 1 : Formation du Bassin de Fairway - Aotea au Crétacé moyen, en position intra- ou arrière-arc continental, dans un contexte de subduction. La formation de ce bassin, relativement peu profond, reflète les prémices de la déchirure continentale de la marge Est-Gondwanienne au Cénomanien, dont la cause est à rechercher dans un changement de la dynamique de la subduction. Une « verticalisation » de la plaque plongeante aurait entraîné de l'extension dans la plaque chevauchante. L'augmentation du pendage du slab pourrait être attribuée à : (i) un processus gravitaire lié au poids du slab, l'amenant à couler dans l'asthénosphère, engendrant alors un « hinge rollback », (ii) un flux asthénosphérique rétrograde, exerçant une pression horizontale sur le slab le faisant ainsi reculer, et (iii) la cinématique des plaques lithosphériques impliquées dans la subduction pouvant jouer un rôle sur le pendage du slab et pouvant créer des zones de faiblesse dans la plaque chevauchante menant à de l'extension arrière-arc. Un phénomène de « tectonic escape », lié à un blocage de la zone de subduction par le plateau d'Hikurangi à 105 Ma, pourrait aussi être la cause du recul de la subduction menant à de l'extension arrière-arc. Etape 2 : Déformation locale affectant la partie Nord du Bassin de Nouvelle-Calédonie (au large de la Grande Terre, strictement) à l'Eocène terminal, synchrone de l'obduction ophiolotique néo-calédonienne. Cette déformation asymétrique, d'une durée de quelques millions d'années et d'amplitude verticale de l'ordre de 10 km, est marquée par la surrection de la ride de Fairway et la subsidence de la marge Est du bassin, le long de la côte Ouest de la Nouvelle-Calédonie. Le Bassin de Nouvelle-Calédonie aurait subsidé sous l'effet de la surcharge engendrée par le charriage de la croûte océanique du Bassin de Sud-Loyauté sur la ride de Norfolk à 37 Ma et aurait réagi comme un bassin flexural d'avant-pays suivant un processus de sous-charriage (underthrusting), au fur et à mesure que la nappe progressait sur le bâti Calédonien. Etape 3 : Subsidence Eocène-Oligocène d'envergure régionale, affectant l'ensemble « Ride de Lord Howe, Bassin de Fairway – Aotea, Ride de Fairway, Bassin de Nouvelle-Calédonie, Ride de Norfolk », de la Nouvelle-Zélande à la Nouvelle-Calédonie. Les traits morphostructuraux associés à cette subsidence suggèrent que l'ablation d'une partie de la croûte inférieure du système est responsable de cette subsidence. Nous émettons ainsi une nouvelle hypothèse selon laquelle les bassins de Nouvelle-Calédonie et de Fairway-Aotea, initialement peu profonds pendant le Crétacé (phase de rifting Crétacé, étape 1), auraient subi une subsidence de grande ampleur à l'Eocène – Oligocène lors de la réactivation de la convergence Australie – Pacifique. La reprise de la convergence vers ~45 Ma aurait entraîné un épaississement crustal de l'ensemble de rides et bassins aboutissant à une instabilité gravitaire de sa racine, provoquant ainsi son détachement et son effondrement dans le manteau. Ces nouvelles interprétations, et en particulier l'âge Crétacé moyen des sédiments les plus anciens des bassins de Fairway et Aotea, ont des implications pour le potentiel pétrolier de la région.

A travers cette étude, on s'attache à montrer que les saumures contenues dans les roches halitiques des formations salifères du Bassin bressan, apparaissent en quantités non négligeables et peuvent jouer un rôle important dans les mécanismes de déformation de ces roches, ceci tant à l'échelle humaine d'un projet souterrain que lors de la formation des dômes ou diapirs. Dans la première partie, au cours de l'étude pétrographique et pétrophysique sur des carottes provenant de sondages profonds, nous analysons l'espace poreux des principaux faciès des roches halitiques en adaptant les méthodes de mesure classiques. Ceci permet d'estimer la teneur in situ en saumures intercristallines. On caractérise ensuite les inclusions fluides dans les cristaux de halite et une méthode de quantification de la teneur en saumures intracristallines est développée. La deuxième partie de l'étude concerne l'analyse du rôle potentiel de ces saumures dans les mécanismes de déformation. Une synthèse bibliographique est effectuée, puis certains aspects sont précisés à l'aide d'essais expérimentaux réalisés avec une microcellule de fluage permettant l'observation au microscope, en continu, d'une lame épaisse de matériau sous contrainte et en lui imposant un gradient de température. A l'échelle humaine, on montre notamment que la déformation cataclastique peut dans certains cas être prépondérante et peut fortement augmenter la perméabilité. L'ajout de saumures ou l'éclatement thermique des inclusions fluides peut faciliter la rupture de la roche. La thermomigration des inclusions fluides intracristallines a également été analysée. A l'échelle des temps géologiques, on conforte, par des observations et des essais, l'hypothèse du rôle essentiel joué par les mécanismes de dissolution-cristallisation lorsqu'ils s'associent aux mécanismes de déformation plastique pour provoquer la recristallisation dynamique des roches halitiques.

Dans un cadre stratigraphique revu le remplissage miocène du bassin molassique rhodano-provençal (BMRP) a été découper en 10 séquences de dépôt (IIIrd). Trois grandes phases d'érosion fluviatile ont été caractérisées : entre l'Aquitanien et le Burdigalien inférieur et entre le Burdigalien terminal et le Langhien puis à la base du Tortonien. Les transgressions marines miocènes du BMRP sont contrôlées par l'existence de ces réseaux fluviatiles successifs. Un modèle séquentiel haute fréquence du remplissage par des carbonates bioclastiques de faciès « foramol » du premier complexe de vallées incisées est proposé. Ces réseaux miocènes qui alimentent la plate-forme et le talus du golfe du Lion permettent de mieux comprendre comment l'ouverture du Golfe du Lion, son ralentissement puis son arrêt interagissent avec le raccourcissement alpin. Les vallées aquitano-burdigaliennes sont généralement superposées et emboîtées dans les dépôts oligo-aquitaniens. Ils sont en relation direct avec l'héritage morphostructural de ce bassin d'avant-pays et signent une déformation régionale de grande longueur d'onde rapportée à une remise en compression à la base du Miocène. Les réseaux suivant en quasi-conformité avec les structures pyrénéo-provençales sont en relation avec l'activation des plis et des chevauchements et signent une déformation plicative de plus courte longueur d'onde associée pour le réseau du Burdigalien terminal à un soulèvement régional. Leur superposition souligne la pérennité d'un contrôle tectonique. Leur déboîtement est la conséquence de l'activation des plis et des chevauchements provoquant la migration des dépôts-centres et des réseaux successifs de vallées dont cette déformation amplifie le creusement.

Une analyse de la déformation cassante cénozoïque dans la plateforme européenne a été effectuée entre le massif de Bohême à l'est et la Méditerranée occidentale à l'ouest. Une succession de quatre paléo-champs de contraintes principaux a été caractérisée : (1)une compression NS d'âge éocène. Cet événement induit la formation du « triangle Allemand-Tchèque » bordé à l'est par les décrochements dextres NW-SE de Pfahl et de Franconie et à l'ouest par des décrochements sénestres NNE-SSW, le long de l'axe du futur rift ouest-européen, (2) une extension E-W oligocène qui a ouvert le rift ouest-eurpéen, (3) une compression NE-SW, du début Miocène, qui a réactivé en faille inverse la ligne de Pfahl et comme décrochements dextres les principales failles du fossé rhénan, (4) et finalement depuis la fin du miocène, une distribution en éventail des directions de compression qui s'est développée à la périphérie de l'arc alpin. Cependant, à une certaine distance du front de la chaîne, une direction de compression NW-SE, puis NNW-SSE, a prévalu. Une comparaison avec des données cinématiques des plaques démontre que cette succession d'événements tectoniques cassants est compatible avec la reconstruction des mouvements relatifs entre l'Afrique et l'Eurasie pendant la collision cénozoïque, quelques états de contrainte locaux locaux près des Alpes, sont cependant clairement liés à l'évolution locale de l'arc alpin.

L'étude porte sur le Paléogène marin externe entre Provence et Suisse et sur quelques flyschs subbriançonnais de l'Embrunnais-Ubaye. La nanno et la micropaléontologie, la palynologie sont utilisées pour dater les formations, le benthos pour caractériser les niveaux écologiques. L'analyse des déformations permet de reconstituer la dynamique du bassin et d'y reconnaître une importante tectonique synsédimentaire remobilisant des accidents hérités. La mise en place d'unités allochtones sur la bordure E de la plaque européenne, le déplacement de ces dernières vers l'W déterminent : - 1, en avant de front, dans l'avant pays, l'apparition d'une douve dont la subsidence provoque la transgression nummulitique ; - 2, sur leur front, l'élaboration d'un prisme d'accrétion en milieu marin profond ; - 3, à l'extrados de la ployure de la plaque européenne, l'apparition du volcanisme calco-alcalin paléogène des Alpes (ponctuel et de plus en plus récent vers l'extérieur de l'orogène). La contraction alpine de l'Oligocène inférieur entraîne une inversion structurale au niveau de la flexure existant au Priabonien terminal dans le bassin marin. Sur la plate-forme continentale éocène s'installe alors un Sillon périalpin subsident, limité à l'W par la zone fracturée des rivages les plus occidentaux de la mer paléogène (Front nummulitique). Cette nouvelle douve, en milieu marin puis occidental, piège à sédiments remaniés, voit dans les Alpes du Sud, se développer sur sa bordure E un véritable prisme d'accrétion en milieu subaérien. Bloquée à l'Oligocène supérieur dans les Alpes du Sud, la progression de la douve vers l'extérieur de l'orogène continue dans les Alpes du Nord. Cette subsidence touche au Chattien supérieur la bordure E du Jura et entraînera plus tard, dans cette région, la transgression marine miocène. En définitive, le bassin paléogène des Alpes est induit par le rejeu d'accidents préexistants déterminé par des évènements précoces qui se déroulent sur la partie E de la plaque européenne, conséquence directe de la collision de plaques en cours. Il se calque sur les limites crustales : dans les Alpes du Sud il est directement superposé au Bloc crustal de la Durance. Ces mêmes lignes structurales, une fois de plus, au cours des mouvements alpins moi-pliocène, lors de l'individualisation de nouvelles unités structurales (par exemple le Poinçon d'Aspres-Rouaine dans les Alpes du Sud).

Notre capacité à anticiper les futurs forts séismes dépend de notre connaissance des événements passés. Or cette connaissance est limitée, faute de méthodes simples pour les identifier et de données pour les décrire. Notre objectif a ainsi été double : 1) Améliorer une méthode d'identification des séismes passés, -celle basée sur la datation des phases d'exhumation sismique de plans calcaires de failles normales par la mesure de leur contenu en 36Cl in-situ cosmogénique ; 2) Utiliser cette méthode pour acquérir de nombreuses données documentant les derniers grands séismes sur des failles cibles. Nous avons ainsi développé un nouveau protocole de modélisation des concentrations en 36Cl. L'originalité du protocole est de prendre en compte tous les facteurs intervenant dans la production du 36Cl et d'intégrer leurs incertitudes. Nous améliorons ainsi significativement la méthode 36Cl et quantifions les incertitudes qu'elle entraîne sur les nombres, âges et déplacements des séismes identifiés. Nous avons aussi collecté ~1000 échantillons à la surface de 11 plans de faille normale exhumés sismiquement (15 sites), dans la région Lazio-Abruzzo (Italie) site des séismes de l'Aquila (04-2009, Mw 6.3, ~300 victimes) et d'Avezzano (1915, Mw 7, ~30 000 victimes). La modélisation de 500 mesures 36Cl effectuées documente le fonctionnement sismique passé (14 ka) de 4 failles majeures, et suggère que celles-ci ont principalement rompu lors de phases paroxysmales (3-4 forts séismes en 2-4 ka), séparées par des phases quiescentes. Les courbes d'occurrence des séismes suggèrent que la région du Fucino présente un risque sismique élevé.

Cette étude est basée sur la cartographie au 1I10.000° d'une partie du bord interne de la zone houillère briançonnaise à son contact (accident Modane-Chavière) avec la retombée occidentale de Vanoise méridionale (Briançonnaise interne). 1. On présente rapidement la stratigraphie de chacune des unités rencontrées: la couverture siliceuse permo-werfénienne de Vanoise méridionale; la partie supérieure du Paléozoïque de la zone houillère; la couverture mésozoïque briançonnaise des écailles jalonnant l'accident Modane-Chavière. 2. Les " Gneiss du Sapey ", intercalés au sein des formations permiennes du bord interne de la zone houillère, sont subdivisés en deux ensembles : les gneiss oeillés dérivent d'un matériel magmatique acide conservé en de rares reliques des granitoïdes; l'ensemble leptynitique dérive d'un matériel détritique dont certains niveaux ont subi, avant la rétromorphose alpine (faciès Schistes Verts), un métamorphisme de faciès amphibolite (paragenèse à disthène-staurotide-grenat). Le contact des " Gneiss du Sapey " sur les conglomérats stéphano-permiens est tectonique, et date d'un épisode antérieur au dépôt des sédiments néo-permiens. On propose que les " Gneiss du Sapey " sont un ensemble d'écailles, à matériel au moins " pro-parte" du socle, mises en place tangentiellement, à partir du bord oriental du bassin houiller briançonnais, lors de la phase saalienne. 3. Structure alpine On distingue cinq événements tectoniques: D0: charriage de la couverture briançonnaise sur la zone houillère; Dl : grands plis couchés synschisteux E-W déversés au Nord; 02: plis synschisteux subméridiens à vergence est, accompagnés de chevauchements, en particulier celui de l'accident Modane-Chavière; 03: plis NE-SW droits ou déversés au SE, accompagnés du rejeu sénestre de l'accident Modane-Chavière; 04: failles décrochantes, puis normales, découpant "édifice polyplissé.

L'AVANT PAYS MERIDIONAL DE LA CHAINE QINLING-DABIE CORRESPOND A LA PARTIE NORD DU BLOC DE CHINE DU SUD. (OU BLOC DU YANGTSE). CETTE REGION EST CONSTITUEE D'UNE SUCCESSION DE BASSINS ET DE RIDES OU DOMES METAMORPHIQUES D'AXE E-W. AU S. DU DABIESHAN, ON RENCONTRE SUCCESSIVEMENT L'AVANT PAYS PLISSE DU YANGTZE, LE DOME DE LUSHAN ET SON EQUIVALENT LATERAL PLUS SUPERFICIEL DU JIULINGSHAN, LE BASSIN DE PINGXIANG, LE DOME DU WUGONGSHAN ET LE BASSIN D'ANFU. OUTRE LA TECTONIQUE CENOZOIQUE QUI N'A PAS ETE CONSIDEREE ICI, LA STRUCTURE REGIONALE RESULTE DE DEUX EVENEMENTS TECTONO-METAMORPHIQUES RESPECTIVEMENT D'AGE CRETACE (CYCLE YANSHANIEN) ET TRIASIQUE (CYCLE INDOSINIEN). L'EVENEMENT CRETACE EST CARACTERISE PAR LA FORMATION D'HEMI-GRABENS REMPLIS DE SEDIMENTS TERRIGENES CONTINENTAUX (COUCHES ROUGES) DONT L'OUVERTURE EST CONTROLEE PAR DES FAILLES NORMALES FRAGILES. LA FAILLE DE TAN-LU EST L'ACCIDENT MAJEUR DE CE SYSTEME. L'EXTENSION FRAGILE SUPERFICIELLE PEUT S'ACCOMPAGNER D'UNE DEFORMATION DUCTILE PROFONDE QUI MYLONITISE DES GRANITOIDES. CEPENDANT DE NOMBREUX MASSIFS GRANITIQUES D'AGE CRETACE MOYEN A INFERIEUR SONT DES PLUTONS SYNTECTONIQUES DONT LES BORDURES SONT MYLONITIQUES ET LE CUR EST ORIENTE A L'ETAT SUBSOLIDUS. L'EVENEMENT TRIASIQUE EST DATE STRATIGRAPHIQUEMENT DANS LES BASSINS PAR LA DISCORDANCE DU TRIAS SUPERIEUR SUR LE PALEOZOIQUE-TRIAS INFERIEUR PLISSE ET RADIOMETRIQUEMENT DANS LES DOMES PAR DES AGES AUTOUR DE 220 MA. LES ROCHES SEDIMENTAIRES SONT AFFECTEES PAR DES STRUCTURES EXTENSIVES EN COLLAPSE : GLISSEMENTS BANCS SUR BANCS DANS LA PENTE, FAILLES NORMALES, PLIS PLONGEANTS. CES STRUCTURES SONT SYMETRIQUES ET DIVERGENTES PAR RAPPORT A L'AXE DES DOMES. UNE DEFORMATION DUCTILE EXTENSIVE APPARAIT AUSSI DANS LES ROCHES METAMORPHIQUES. DANS LE DABIESHAN, LA DEFORMATION DUCTILE MAJEURE EST UN CISAILLEMENT VERS LE NW QUI ACCOMMODE UNE PARTIE DE L'EXHUMATION DES ECLOGITES DE UHP PENDANT LEUR RETROMORPHOSE EN AMPHIBOLITE ET UNE MIGMATISATION. CETTE TECTONIQUE D'EXHUMATION EST INTERPRETEE COMME UN PHENOMENE D'EXTENSION SYNCONVERGENCE. DES DEFORMATIONS COMPRESSIVES EXISTENT DANS LES MASSIFS DE JIULINGSHAN, LUSHAN ET DABIESHAN. LA COLLISION CHINE DU NORD-CHINE DU SUD SE PROPAGE AINSI SUR UNE GRANDE DISTANCE DANS LE BLOC DE CHINE DU SUD. DES CISAILLEMENTS SYNMETAMORPHES CONDUISENT A UN ECAILLAGE DE LA CROUTE DU BLOC DE CHINE DU SUD. LE BLOCAGE DES CHEVAUCHEMENTS PROVOQUE LA FORMATION DE DOMES EN CONTEXTE GLOBALEMENT COMPRESSIF. SUR LES FLANCS REDRESSES DES DOMES, DES STRUCTURES EXTENSIVES SONT DONC INDUITES PAR UNE TECTONIQUE COMPRESSIVE. LA FORME ACTUELLE DES DOMES EST ACCENTUEE PAR LA MISE EN PLACE DES PLUTONS LORS DE L'EVENEMENT DU CRETACE.

On peut distinguer deux domaines structuraux bien distincts: d'une part, un avant-pays jurassique, sur lequel arrivent en transgression les formations du miocène du couloir sud-rifain et d'autre part, un pays allochtone formé d'un empilement de nappes dont les formations chaotiques du complexe prérifain constituent le substratum. Ces deux domaines n'ont eu une histoire commune qu'a partir de la base du miocène, date de la mise en place des éléments allochtones

L'étude géologique du massif de fondation du futur barrage de Puylaurent (Massif Central français) a été menée en considérant que la connaissance de l'organisation structurale régionale est fondamentale pour l'interprétation des caractéristiques géotechniques du massif rocheux. Pour cela, les épisodes tectoniques qui ont faconné la région ont été analysés; ainsi ont été établis la genèse, la géométrie et les jeux des accidents résultants. Une étude structurale fine du massif rocheux cristallophyllien qui constitue la fondation du barrage a permis d'établir, outre la géométrie des déformations qu'il a subies, une filiation hiérarchique et chronologique avec les discontinuités régionales. L'existence éventuelle d'anisotropie de contraintes actuelles a été recherchée au moyen de mécanisme au foyer de séismes, de mesures de contraintes in situ et de mesures de vitesses sismisques. Celles-ci ont réussi à mettre en évidence une direction de sollicitation actuelle N*S à NNE-SSW. la confrontation des données géologiques et des résultats de travaux de reconnaissance (sondages, essais Lugeon, galeries) montre divers cas où une perméabilité élevée du massif de fondation est liée à l'orientation des sollicitations actuelles.