Les modèles cinématiques de plissement permettent de prévoir l'architecture des anticlinaux en profondeur à partir de leurs géométries de surface. Bien que les modèles classiques de type « kink-band » soient faciles à utiliser, ils ne peuvent expliquer que des géométries de plis limitées. Le modèle trishear surmonte cet inconvénient, mais son application reste difficile à mettre en oeuvre notamment en raison de nombreux paramètres mal contraints tels que le rapport P/S et l'angle de trishear. Dans cette thèse, nous avons développé un modèle cinématique de plissement à angle d'inter-flancs variable qui permet de rendre compte de toutes les variétés géométriques de plis sur propagation de faille. Ce modèle est basé sur la géométrie « kink-band » et son application nécessite de connaître uniquement les paramètres de surface du pli (plongements des flancs, amplitude et longueur d'onde du pli). Le modèle permet de quantifier le rapport P/S du pli durant sa croissance, ainsi que son évolution tardive en pli de rupture. Le modèle a été appliqué à la chaîne plissée et faillée de l'Atlas tunisien pour estimer la profondeur du niveau de décollement des plis sur propagation de faille. Les résultats se corrèlent bien avec les données de subsurface, au contraire des autres modèles classiques et du modèle de trishear où il est difficile d’établir une relation entre la géométrie de surface des anticlinaux et leur architecture profonde. / Kinematic models of folding allow deducing the deep architecture of folds from their surface geometries. Classical models are easy to use because of their kink-band geometry but they are only able to explain some particular fold shapes. The trishear model overcomes this drawback, but its application remains limited because it necessitates the knowledge of several unconstrained parameters such as the P/S ratio and the trishear angle. In this work, we developed a kinematic model based on the variation of the inter-limb angle during the folding. The model allows accounting for all surface geometries of fault-propagation folds. Since this model is based on the kink-band geometry, its application only requires the knowledge of the fold surface parameters, i.e. the dip of both limbs and the fold amplitude and wavelength. The model is also able to quantify the P/S ratio during the fold growth, together with its latest evolutional stage as a breakthrough fold. We applied the model in the Tunisian Atlas fold-and-thrust belt to estimate the depth of the decollement level associated to fault-propagation anticlines. Results are in good agreement with subsurface data. In contrast, both the other classical and trishear models are unable to explain the relationship between the surface geometry of anticlines and their deep architecture.

Cette thèse s'est intéressée à l'étude des interactions entre tectonique et érosion à différentes échelles spatio-temporelles dans le contexte himalayen, à l'aide de la modélisation numérique. Nous avons pu montrer que : A l'échelle du pli, le détournement des rivières antécédentes lors de la croissance d'une structure dépend des puissances relatives de l'érosion et de la tectonique, mais aussi et principalement du pendage du décollement ; A l'échelle du système chevauchant, la dynamique d'évolution d'un prisme est fortement influencée par les processus de surface et en particulier par l'incision des rivières. Dans certains cas pour lesquels l'érosion est très importante, la propagation frontale du prisme est même impossible ; A l'échelle crustale, les déformations et les flux de matière, et donc les caractéristiques des roches exhumées dans le système Himalayen, dépendent fortement de la localisation et de l'intensité des précipitations, ainsi que de la présence ou non de sédimentation à l'avant de la chaîne.