Dans ce travail, nous proposons de localiser, caractériser et quantifier les déformations topographiques en liaison avec le contexte sismo-tectonique, sans exclure les actions anthropiques, de l’Atlas méridional de la Tunisie. L’analyse sismo-tectonique et le calcul des paramètres morphométriques du relief nous ont permis de distinguer les structures (eg., J. Ben Younes, J Bou Ramli, J. Orbata) qui ont subi préalablement des déformations récentes dues principalement à la réactivation des failles, essentiellement la faille de Gafsa. Dans un autre volet, l’analyse et le traitement de 17 images radar (ERS 1 et 2) couvrant l’Atlas méridional de la Tunisie, grâce à l'interférométrie différentielle (DInSAR), n’a pas révélé des déplacements topographiques liés au contexte géodynamique. Par contre, cette technique nous a permis de déterminer une subsidence locale dans la région de Moulares, que nous interprétons comme une conséquence de l'exploitation des mines souterraines de phosphates. Enfin, la compilation des résultats des différentes analyses nous a permis de suggérer l’établissement d’un réseau GPS de surveillance géodynamique dans la zone d’étude, afin de mieux quantifier la déformation dans la région et à préciser la cartographie sismique et enfin à mieux évaluer l’aléa sismique / In this work, we propose to locate, characterize and quantify the topographic deformations linked to the seismotectonic context, including anthropogenic actions of the southern Atlas of Tunisia. The seismotectonic analyses and the calculation of Landscape morphometric parameters enabled us to distinguish the structures of J. Ben Younes, J Bou Ramli and J. Orbata, , which have experienced recent deformations caused principally by the reactivation of faults, essentially the fault of Gafsa. In another part, the analyses and treatment of 17 radar images (ERS 1 and 2) covering the southern Atlas of Tunisia, using the differential interferometric method (DInSAR), have showed no active neotectonic displacement (associated with topographic geodynamic context). Neverheless, this technique allowed us to determine local subsidence in the region of Moulares, which is interpreted as a consequence of underground mining exploration of phosphates. Finally, the compilation of results of different tests allowed us to suggest the establishment of a monitoring geodynamic GPS network in the study area to better quantify the deformation in the southern Tunisia and to clarify the active faults and the seismic mapping in order to better assess seismic hazard

De l’observation microscopique d’une lame mince à l’observation mégascopique d’une province volcano-plutonique par télédétection (SRTM, Landsat), ce travail s’intéresse aux méthodes de comptage, aux traitements statistique et fractale des tailles, formes, orientations et distributions spatiales ainsi qu’à l’interprétation pétrogénétique et/ou géodynamique de différents marqueurs géologiques (cristaux, linéaments, cônes volcaniques…) associés au volcano-plutonisme phanérozoïque d’Afrique équatoriale (Ligne du Cameroun et régions voisines). L’analyse à l’échelle microscopique de la distribution de taille de grains et des textures de roches volcaniques et mantelliques (laves et enclaves provenant de l’île de Bioko, golfe de Guinée) a permis de mettre en évidence l’importance d’une quantification objective des paramètres de taille et des relations entre les phases minérales. Après avoir appliqué et discuté les résultats obtenus par les méthodes dites de « distribution de tailles de grains » ou CSD (Crystal Size Distribution), les relations spatiales entre les cristaux et donc les textures ont été étudiées par analyse fractale classique puis grâce à l’entropie de Shannon, dont il s’agit de la première application 2D. La généralisation de ces méthodes de comptage à des objets géologiques de plus grande taille (linéaments, cônes volcaniques…) par le biais des images satellites (Landsat) et modèles numériques de terrain (MNT) issus des données SRTM, a permis d’aborder de manière objective, sur un nombre suffisant de mesures, la morphostructure de la région étudiée. L’ensemble des données morpho-structurales, soit 15.171 linéaments, 8.092 cônes volcaniques ou complexes annulaires, d’une vaste zone de plus de 2.700.000 km2 autour du golfe de Guinée, ont permis d’élaborer plusieurs modèles structuraux locaux qui, synthétisés dans une vue spatio-temporelle complète depuis le Carbonifère jusqu’à l’actuel, ont permis de redéfinir l’évolution géodynamique de la région. Cette zone mobile complexe, pincée entre le craton congolais et le craton ouest-africain, est caractérisée par un soubassement précambrien, réactivé lors de la mise en place des grands bassins sédimentaires et ensembles magmatiques phanérozoiques. Contrairement à un modèle unique, souvent invoqué, l’évolution géologique régionale se présente comme une suite de régimes transcurrents dextres se déplaçant spatialement autour des directions N80 au Jurassique, N120 au Crétacé et N30 du Paléogène à l’actuel. L’intégration des nombreuses données géochimiques et isotopiques de la littérature aux modèles géodynamiques de ce travail oblige à globaliser le magmatisme cénozoïque à l’échelle de l’Afrique équatoriale dans son ensemble qui se présente alors comme un « ensemble » magmatique cohérent.

Le présent travail porte sur l’étude de la marge nord du Bassin du Rharb entre les embouchures des oueds Loukkos et Sebou et les formations rifaines vers l’Est. L’évolution géologique récente de ce domaine est particulièrement complexe, cette région étant située entre les structures orogéniques du Rif et les formations stables hercyniennes de la Méséta Septentrionale vers le Sud. De plus, dans le cadre de la tectonique globale, nous devons également tenir compte des effets de la convergence Afrique-Europe et du développement, dans le Golfe de Cadix d’un important prisme d’accrétion tectonique compliqué d’épaisses séries mises en place à la faveur de grands glissements gravitaires. C’est dans ce contexte que nous avons menée, dans un premier temps, une analyse morphostructurale des données topographiques, en nous basant sur l’élaboration d’un SIG et les analyses des éléments de surfaces et des réseaux hydrographiques. Le document de synthèse nous a permis de mettre en évidence plusieurs éléments remarquables en particulier la forte incidence de la tectonique rifaine dans le Nord et le Nord-Est, l’existence d’une zone déprimée marquant la basse vallée du Loukkos et la présence d’orientations structurales Est-Ouest vers le Sud au niveau de la Lagune de Moulay Bousselham. Nous nous sommes attachés ensuite à traiter quelques profils de sismique réflexion de la partie sud de notre étude afin de coupler cette analyse à un essai de modélisation de la déformation. On constate alors que le raccourcissement, dans cette région, est excessivement faible. Nous devons donc admettre que l’ensemble des structures observées est à mettre en relation avec une succession de phases de compression auxquelles succéderons des phases de distension. Ces mouvements tardifs de relaxation généralisée sont largement favorisés par la présence, en profondeur, de niveaux de dysharmonie (marnes et argiles du Tortonien et du Messinien). Enfin, il apparaît clairement que la région de la lagune de Moulay Bousselham est à assimiler à un diverticule septentrional du grand bassin subsident de la plaine du Rharb et qu’elle constitue vraisemblablement une frontière morphostructurale majeure (limite du front de déformation ?) avec la présence de l’accident de l’Oued Drader et la structure de Lalla Zarha. / The present work is about the survey of the north boundary of the Rharb Basin between the mouths of the Loukkos and Sebou rivers and the rifian formations toward the East. The recent geological evolution of this domain is especially complex, this region being situated southwards between the orogenetic structures of the Rif and the steady variscan formations of the Méséta. Besides, in the setting of the global tectonics, we must also take account of the effects of the Africa-Europe convergence and the development, in the Gulf of Cadix of an important tectonic accrétionary prism complicated of thick sets setting up to the favour of gravitational slumps. It is in this context that we led in a first time a morphostructural analysis of the topographic data, while basing us on the development of a GIS and the analyses of the surfacial and hydrographic networks elements. The document of synthesis allowed us to put in particular in evidence several remarkable elements like the strong impact of the rifian tectonic in the North and the Northeast, the existence of a prominent depressed zone near the low valley of the Loukkos and the presence of East-west structural orientations southwards to the level of the Lagoon of Moulay Bousselham. We tried then to treat some profiles of seismic reflection of the south part of the survey in order to coupled this analysis to a test of modelling of the deformation. One notes whereas the shortening, in this region, is excessively weak. We must admit therefore that the set of the structures observed is to put in relation with a succession of compressional phases to which will follow phases of distension. Are these belated movements of relaxation done generalize encouraged extensively by the presence, in depth, of disharmonic levels of (marls and clays of the Tortonian and the Messinian). Finally, does it appear clearly that the region of Moulay Bousselham is to assimilate to a northern diverticulum of the big subsident basin of the Rharb and that it constitutes a presumably major morphostructural boundary (limit of the deformation front?) with the occurence of the the Drader fault and the structure of Lalla Zarha.

L’étude morphostructurale de la Jeffara orientale a été basée sur l’analyse des anomalies du réseau de drainage et l’analyse structurale du modèle numérique de terrain (MNT, SRTM), comparées aux interprétations de lignes sismiques réflexion 2D onshore et offshore, de données structurales et lithologiques de terrain et la relecture et ré-interpretation de travaux préexistants. La présente étude a, notamment, mis en évidence de nouveaux indices structuraux qui plaident en faveur de la présence d’un mouvement décrochant dextre : (1) des fentes de tension en échelon et des fentes de tension sigmoïdes (en S), caractéristiques d’un mouvement décrochant dextre de direction NW-SE pour l’île de Jerba, associées à des failles de directions prédominantes N120 °E à N130 °E décrivant un mouvement transtensif décrochant dextre. Ces failles décrochantes à composante normale sont structurées en « couloirs de décrochements transtensifs » bien visibles sur les profils de sismique réflexion 2D, par le pendage régional des réflecteurs sismiques vers le NE (mer Méditerranée), par les zones transparentes et les décalages verticaux des faciès sismiques ; (2) des plis parallèles, de direction N070 °E (au SE de Jerba, au Nord de la ville de Zarzis et au NW de Bahiret el Bibane), des axes de plis décalés en dextre (au SE de l’ile de Jerba et au Nord de la ville de Zarzis), des plis dissymétriques et (3) des diapirs NW-SE et NE-SW, qui s’étalent suivant les directions préférentielles de fractures en offshore. Sur le plan géodynamique, la présente étude pluridisciplinaire permet de simplifier l’histoire tectonique de la Jeffara maritime, depuis la limite Crétacé Inférieur – Crétacé Supérieur, par (1) un relatif continuum de régime tectonique compressif/décrochant avec σ1 globalement NNW-SSE à N-S entrainant un raccourcissement presque N-S et un échappement local du « plancher » du golf de Gabès vers l’Est, liée à la bordure libre méditerranéenne. Chaque déplacement transtensif engendrerait une remontée diapirique et une extension halocinétique pluri à multidirectionnelle. En plus, l’étude morphostructurale associée à l’interprétation d’un maillage serré de lignes de sismique réflexion 2D couvrant une partie SE de la Jeffara, a permis de souligner les directions de failles majeures E –W du craâton africain avant le rifting téthysien et leur faible ré-activation postérieure et de mettre en place un modèle structural silurien de la région de Ksar Haddada. Ce dernier est caractérisé par une structuration en horsts et grabens, orientés E – W, qui se trouvent entrecoupés par des failles normales majeures de même direction. L’analyse des linéaments morphostructuraux met en avant une possible relation entre la structuration profonde E – W, décelée sur les cartes isobathes au toits des formations siluriennes (Accacus d’âge Silurien Supérieur et Tannezuft d’âge Silurien Inférieur) et les alignements morphostructuraux de surface, qui ont montré une direction majeure caractéristique E-W.En conclusion, les répercussions pétrolières de la structuration de la Jeffara apparaissent intéressantes. Le bassin pull apart que forment l’île de Jerba et les péninsules de Jorf et Zarzis, dont le cœur est occupé par Bahiret Boughrara permet la mise en place d’un complexe diapirique à fort intérêt pétrolier, favorisant le piégeage des hydrocarbures par les remontées salifères / The morphostructurale study of oriental Jeffara was based on the analysis of the anomalies of the network of drainage and the structural analysis of the digital terrain model (MNT, SRTM), compared with the interpretations(performances) of seismic lines onshore and offshore 2D reflection, of structural data and lithologiques by ground and the review(proofreading) and the ré-interpretation(ré-performance) of pre-existent works. The present study highlighted, in particular, new structural indications which advocate for the presence of a movement dropping out dexter: (1) of the cracks of tension in level and cracks of tension sigmoïdes (in S), characteristics of a movement picking up(taking down) right hand of direction(management) NW-SE for the island of Jerba, associated with weaknesses(faults) of dominant directions(managements) N120 °E to N130 °E describing a transtensif movement

Dans ce travail, nous proposons de localiser, caractériser et quantifier les déformations topographiques en liaison avec le contexte sismo-tectonique, sans exclure les actions anthropiques, de l'Atlas méridional de la Tunisie. L'analyse sismo-tectonique et le calcul des paramètres morphométriques du relief nous ont permis de distinguer les structures (eg., J. Ben Younes, J Bou Ramli, J. Orbata) qui ont subi préalablement des déformations récentes dues principalement à la réactivation des failles, essentiellement la faille de Gafsa. Dans un autre volet, l'analyse et le traitement de 17 images radar (ERS 1 et 2) couvrant l'Atlas méridional de la Tunisie, grâce à l'interférométrie différentielle (DInSAR), n'a pas révélé des déplacements topographiques liés au contexte géodynamique. Par contre, cette technique nous a permis de déterminer une subsidence locale dans la région de Moulares, que nous interprétons comme une conséquence de l'exploitation des mines souterraines de phosphates. Enfin, la compilation des résultats des différentes analyses nous a permis de suggérer l'établissement d'un réseau GPS de surveillance géodynamique dans la zone d'étude, afin de mieux quantifier la déformation dans la région et à préciser la cartographie sismique et enfin à mieux évaluer l'aléa sismique

Le segment 16°N de la dorsale Est-Pacifique (EPR) est le plus large et le moins profond de cette dorsale rapide. Cette morphologie atypique est liée à un apport magmatique accru sous la dorsale dû à la proximité du point chaud des Mathématiciens. Ce travail présente une étude morphostructurale et de chronologie relative détaillée de la zone axiale de ce segment, réalisée à partir de l’analyse de données bathymétriques à 40 m, 10 m et 1 m de résolution, combinée à l’analyse de photos et vidéos de plongées Nautile acquises lors de la campagne PARISUB (PAnache Ridge SUBmersible.). Cette étude permet de discuter des processus tectoniques, de la dynamique des éruptions, ainsi que de l’influence du point chaud sur les processus d’accrétion. Sur les bordures du plateau sommital, ainsi que sur les plaines abyssales adjacentes au dôme, les failles et les grabens abyssaux apparaissent moins développés que le long des autres segments de l’EPR. Cette structuration du plancher serait la conséquence directe d’une lithosphère plus chaude et plus mince. A l’axe, le système éruptif complexe et très segmenté, reflète une faible localisation des intrusions et une grande variabilité spatiale et temporelle de l’activité magmatique. En effet, le fossé sommital est parfois large, d’autre fois étroit, parfois unique et parfois parallèle à un second fossé sur plusieurs kilomètres. Cette variabilité et la disposition de ces segments en échelon, décalés vers le point chaud, traduit l’influence du point chaud sur l’activité magmatique et son organisation. Cette influence est observée également sur la morphologie des coulées, mais cette fois-ci de manière indirecte. En effet, l’apport magmatique accru à l’axe est responsable de la formation d’un plateau sommital subhorizontal atteignant 5 km de large au centre du segment. Les faibles pentes de ce plateau sont à l’origine de la mise en place de coulées d’inflation en nappe et en coussin qui constituent plus d’un tiers des coulées de la zone cartographiée. La morphologie atypique de ces coulées, notamment celles en nappe, a conduit au développement d’un modèle théorique sur la dynamique des éruptions sur un plancher subhorizontal et d’un modèle conceptuel de la mise en place de ces laves. Ces coulées aux faciès contrastés semblent s’être mises en place au cours d’une même éruption qui se serait étalée sur jusqu’à plusieurs dizaines de jours, permettant ainsi une inflation des coulée jusqu’à 30 m de hauteur. Ce type d’éruptions aurait pour origine un apport de magma plus conséquent, qui trouverait sa source dans le point chaud. L’influence du point chaud des Mathématiciens sur les processus d’accrétion est donc observable de l’échelle décimétrique à plurikilométrique. / The 16°N segment of the East Pacific Rise (EPR) is the most over-inflated and shallowest of this fast -spreading ridge, in relation with an important magma flux due to the proximity of the Mathematician hotspot. The goal of this thesis is to analyze in detail the magmatic and tectonic processes along this segment in regards to the influence of the hotspot. The study of these processes is based on a morpho-structural and chronological analysis of the segment between 15°36.N and 15°53.N using bathymetric data (1,10 and 40 m resolution) and Nautile dive photos and videos of the French PARISUB (.PAnach Ridge SUBmerssible.) cruise. The characterization of the faults and fissures geometry (e.g., vertical throw, dip, length, depth, width) and their orientation reveled that tectonic processes occur more than 750 m of the ridge axis. Lateral and abyssal grabens formed by fault, less developed than in other EPR segments would be the consequence of a warmer and thinner lithosphere. At the axis, the existence of two parallel and contiguous Axial Summit Troughs (ASTs) over a distance of about 20 km and above a wide magma lens, indicate a wide zone of diking and thus a poor localization of magmatic processes. This poor localization, and the highly segmented and global “en echelon” shift of the ASTs that progressively accommodate the bow shape of the axial dome in the direction of the hotspot, revealed the importance of the Mathematician hotspot influences on spreading processes. This hotspot also influences, although indirectly lava flows morphologies.Indeed, it is at the origin of the formation of a wide sub-horizontal plateau that results in the formation of inflated sheet and pillow flows. That flows covering about one third of the plateau allows us to develop theoretical and conceptual models to investigate lava flow dynamics. Models revealed that inflated sheet and pillow flows may emplace during the same long-live (few hours to 20 days) eruption, with sheet flows erupted at the end.

De l’observation microscopique d’une lame mince à l’observation mégascopique d’une province volcano-plutonique par télédétection (SRTM, Landsat), ce travail s’intéresse aux méthodes de comptage, aux traitements statistique et fractale des tailles, formes, orientations et distributions spatiales ainsi qu’à l’interprétation pétrogénétique et/ou géodynamique de différents marqueurs géologiques (cristaux, linéaments, cônes volcaniques…) associés au volcano-plutonisme phanérozoïque d’Afrique équatoriale (Ligne du Cameroun et régions voisines).<p><p>L’analyse à l’échelle microscopique de la distribution de taille de grains et des textures de roches volcaniques et mantelliques (laves et enclaves provenant de l’île de Bioko, golfe de Guinée) a permis de mettre en évidence l’importance d’une quantification objective des paramètres de taille et des relations entre les phases minérales. Après avoir appliqué et discuté les résultats obtenus par les méthodes dites de « distribution de tailles de grains » ou CSD (Crystal Size Distribution), les relations spatiales entre les cristaux et donc les textures ont été étudiées par analyse fractale classique puis grâce à l’entropie de Shannon, dont il s’agit de la première application 2D. La généralisation de ces méthodes de comptage à des objets géologiques de plus grande taille (linéaments, cônes volcaniques…) par le biais des images satellites (Landsat) et modèles numériques de terrain (MNT) issus des données SRTM, a permis d’aborder de manière objective, sur un nombre suffisant de mesures, la morphostructure de la région étudiée. L’ensemble des données morpho-structurales, soit 15.171 linéaments, 8.092 cônes volcaniques ou complexes annulaires, d’une vaste zone de plus de 2.700.000 km2 autour du golfe de Guinée, ont permis d’élaborer plusieurs modèles structuraux locaux qui, synthétisés dans une vue spatio-temporelle complète depuis le Carbonifère jusqu’à l’actuel, ont permis de redéfinir l’évolution géodynamique de la région.<p><p>Cette zone mobile complexe, pincée entre le craton congolais et le craton ouest-africain, est caractérisée par un soubassement précambrien, réactivé lors de la mise en place des grands bassins sédimentaires et ensembles magmatiques phanérozoiques. Contrairement à un modèle unique, souvent invoqué, l’évolution géologique régionale se présente comme une suite de régimes transcurrents dextres se déplaçant spatialement autour des directions N80 au Jurassique, N120 au Crétacé et N30 du Paléogène à l’actuel. L’intégration des nombreuses données géochimiques et isotopiques de la littérature aux modèles géodynamiques de ce travail oblige à globaliser le magmatisme cénozoïque à l’échelle de l’Afrique équatoriale dans son ensemble qui se présente alors comme un « ensemble » magmatique cohérent.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished