Large-scale accretionary and collisional crustal orogenic architecture is studied combining structural geology, lithostratigraphy, geochronology and magmatic petrology with gravity, magnetic and seismic data. This multidisciplinary approach allows characterizing the structure and composition of the orogenic crust in two accretionary-collisional systems. The Central Asian Orogenic Belt (CAOB) constituting one third of the Asia continent and the Bohemian Massif are two Palaeozoic orogens formed by accretion followed by collision. It is proposed that the CAOB formed by successive Paleozoic accretion of oceanic and continental fragments followed by a late Palaeozoic to early Mesozoic N-S convergence of North Chinese and Siberian Cratons. The comparison between the potential fields and the geological data reveals an incorrect compartmentalization into different lithostratigraphic terranes. In contrast to geology the geophysical approach allows the analysis of the crustal structures on a complete thickness of crustal column. This thesis presents a compilation of geological data combined with unique gravity and magnetic results which are integrated into a preliminary model for the architecture of the continental crust. Conversely, an important collection of complementary data is available for the Bohemian Massif, allow more precise 3D geophysical forward modeling. In this area, geophysical data reveal the occurrence of an allochtonous lower crustal layer with a felsic composition. This indicates that the Variscan orogenic crust actually resulted from the accretion of contrasted crustal fragments.

Cette thèse analyse l’impact de l’héritage sur le Cycle de Wilson de l'Atlantique Nord via (1) la cartographie des structures orogéniques, et de l’architecture et l'évolution temporelle des rifts ; (2) une synthèse de l'architecture des systèmes de rift hyper-étendus ; (3) la modélisation numérique de l'effet d'un sous-plaquage magmatique sur un épisode de rift subséquent. Conclusions : (1) Les caractéristiques du rift Nord Atlantique diffèrent significativement entre les lithosphères Calédonienne et Varisque; (2) Deux types extrêmes de systèmes de rift : (a) étroits et immatures, dont la fermeture mène à une orogenèse contrôlée par des processus mécaniques ; et (b) larges et matures, dont les orogenèses sont affectées par des processus magmatiques; (3) Le sous-plaquage mafique de la croûte continentale et/ou l'existence de manteau appauvri à l'aplomb d'une ancienne zone orogénique peut empêcher la réactivation des faiblesses héritées et entraîner le boudinage de la croûte continentale. / In this thesis, I analyse the impact of inheritance on the Wilson Cycle in the North Atlantic: (1) I map the main orogenic structures, the first-order architecture of rift systems and the timing of major rifting events; (2) I synthesise the first-order architecture of rift systems; (3) I study, via numerical modelling, the impact of underplating on subsequent rifting. Conclusions: (1) The characteristics of the North Atlantic rift system vary significantly depending on whether it affects the Caledonian or Variscan orogenic lithosphere; (2) Two end-members for rift systems can be defined : (a) narrow and immature, whose closure results in orogenesis essentially controlled by mechanical processes; (b) wide and mature, whose closure and subsequent orogenesis is largely affected by magmatic processes; (3) Mafic underplating and/or mantle depletion beneath a former orogenic area may prevent the reactivation of the inherited weaknesses and may trigger the boudinage of the continental crust.

L’architecture crustale d’orogènes d’accrétion et de collision à grande échelle est étudiée en combinant géologie structurale, litho-stratigraphie, géochronologie et pétrologie magmatique avec les données gravimétriques, magnétiques et sismiques. Cette approche pluridisciplinaire permet de caractériser la structure et la composition de la croûte orogénique dans deux systèmes d’accrétion-collision : la Ceinture Orogénique d’Asie Centrale (CAOC) et le Massif de Bohême. La CAOC représente près d’un tiers du continent asiatique actuel. Ce système orogénique s’est construit par une accrétion continue de matériel depuis le Paléozoïque jusqu’au début du Mésozoïque, suivie par une collision durant le Mésozoïque. La comparaison des champs de potentiels avec les données géologiques met en évidence une compartimentation erronée de l’orogène en unités litho-stratigraphiques. Par rapport à la géologie, la géophysique permet une analyse directe des structures de la croûte orogénique sur toute son épaisseur. Le travail de thèse présente une compilation de données géologiques et de traitements gravimétriques et magnétiques inédits, dont la modélisation préliminaire pour contraindre l’architecture de la croûte continentale est proposée. Le Massif de Bohême possède quant à lui un catalogue de données complémentaires plus conséquent, ce qui permet une modélisation géophysique 3D plus précise. Dans cette zone, les données géophysiques mettent en évidence l’existence d’une croûte inférieure allochtone de composition felsique. Ceci indique que la croûte orogénique hercynienne est également le résultat d’une accrétion de portions crustales contrastées. / Large-scale accretionary and collisional crustal orogenic architecture is studied combining structural geology, lithostratigraphy, geochronology and magmatic petrology with gravity, magnetic and seismic data. This multidisciplinary approach allows characterizing the structure and composition of the orogenic crust in two accretionary-collisional systems. The Central Asian Orogenic Belt (CAOB) constituting one third of the Asia continent and the Bohemian Massif are two Palaeozoic orogens formed by accretion followed by collision. It is proposed that the CAOB formed by successive Paleozoic accretion of oceanic and continental fragments followed by a late Palaeozoic to early Mesozoic N-S convergence of North Chinese and Siberian Cratons. The comparison between the potential fields and the geological data reveals an incorrect compartmentalization into different lithostratigraphic terranes. In contrast to geology the geophysical approach allows the analysis of the crustal structures on a complete thickness of crustal column. This thesis presents a compilation of geological data combined with unique gravity and magnetic results which are integrated into a preliminary model for the architecture of the continental crust. Conversely, an important collection of complementary data is available for the Bohemian Massif, allow more precise 3D geophysical forward modeling. In this area, geophysical data reveal the occurrence of an allochtonous lower crustal layer with a felsic composition. This indicates that the Variscan orogenic crust actually resulted from the accretion of contrasted crustal fragments.