L'évolution tectonique du nord du Chili est contrôlée par la convergence des plaques Nazca et Amérique du Sud. Ce processus entraîne des déformations élastiques qui s'accumulent à proximité de la zone de contact inter-plaque. Celles-ci sont en grande partie relâchées à l'occasion des méga-séismes de subduction, dont la période de retour est légèrement supérieure au siècle. Cependant, une partie de la déformation due à la convergence est transférée de façon permanente au sein de la Plaque Sud-Américaine. Une des manifestations les plus notables de ces déformations permanentes est l'existence de failles dans la croûte continentale. Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l'activité sismique des failles superficielles de la Région d'Antofagasta, vers 23°30'S, dans l'avant-arc côtier des Andes, dans une partie hyper-aride du désert d'Atacama. Nous étudions en détail la Faille de Mejillones, située dans la Péninsule de Mejillones au nord de la ville d'Antofagasta, ainsi que la Faille du Salar del Carmen située à l'est de cette ville. La première partie du manuscrit concerne l'influence de l'activité récente de la Faille de Mejillones sur la configuration géomorphologique de la partie nord de la Péninsule. Par la suite, nous étudions la paléosismologie de ces deux failles. Enfin, nous discutons les relations entre l'activité de ces failles superficielles et le cycle des séismes de subduction, à l'aide de modèles calculant les changements de contraintes de Coulomb générés par les séismes interplaques.

Une étude paléomagnétique et structurale au nord du Chili met en évidence que le remplissage sédimentaire du bassin d'Atacama s'est accumulé dans un contexte compressif depuis le Crétacé Supérieur. Les données paléomagnétiques montrent des rotations horaires et suggèrent qu'une zone de cisaillement transpressif dextre NE-NNE a contrôlé les rotations pendant le Paléogène. Une étude de restauration en carte de la déformation des Andes Centrales indique que la formation de l'orocline est principalement associée à la déformation de la Cordillère Orientale. La variabilité spatiale et la grande quantité des rotations dans la marge chilienne suggèrent deux épisodes de rotation, un épisode de rotation dans l'avant arc au cours du Paléogène et une rotation globale de toute la marge pendant la déformation de la Cordillère Orientale. En conclusion les résultats de cette étude démontrent que la déformation compressive et les rotations tectoniques sont des éléments clef de la déformation Andine.