Thèse de doctorat : Géosciences : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Les travaux présentés dans ce dossier présenté pour l'obtention d'une Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) concernent le rôle des fluides dans les prismes orogéniques. L'exposé s'organise autour de trois approches, (1) une approche intégrée sur des chantiers emblématiques: un prisme d'accrétion mature (le prisme de la Barbade) et une chaîne de collision (les Alpes occidentales), (2) une approche méthodologique, et (3) une approche thématique sur des processus mal connus. On présente ainsi les problèmes de structure et de dynamique des orogènes convergents depuis la subduction (exemple Barbade), jusqu'à la collision (exemple Alpes). On montre également quelques illustrations des apports de la modélisation analogique et numérique à la compréhension des systèmes orogéniques et on présente des outils de calibration de l'histoire thermique dans ce type de contexte. Enfin, on discute des connaissances et des lacunes concernant les régimes de pression, la dynamique des fluides et les aspects mobilisation sédimentaire. Quelques interrogations et voies de réflexion sont présentées à propos des interactions fluides et évolution rhéologique des prismes orogéniques, avant de déboucher sur un bilan des travaux et des perspectives de recherche.

Ce travail regroupe une série d'études de psychophysique explorant les mécanismes de l'adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes, lors d'une exposition à court terme dans l'espace de préhension. L'altération des distances apparentes a été réalisée par modification de la vergence à l'aide de prismes à bases externes. La manipulation des retours visuels a permis de mettre en évidence trois niveaux d'adaptation : 1) la modification des distances perçues liée à l'augmentation de la vergence tonique induite par une convergence soutenue (potentiation musculaire extra-oculaire) ; 2) la recalibration du signal de distance dérivé de la vergence par les signaux proprioceptivo-moteurs du membre exposé et 3) la réorganisation des commandes motrices du membre exposé. Aucune adaptation proprioceptive du membre exposé n'a été retrouvée. La nature des composantes adaptatives à une altération des distances apparentes diffère de celle classiquement décrite pour l'altération de la direction visuelle impliquant essentiellement des composantes proprioceptive et motrice. La contribution des composantes sensorielles est déterminée par la précision respective de la localisation spatiale fondée sur la vision et sur la proprioception, qui diffère en latéral et en profondeur. D'autre part, les aspects géométriques de la perception des distances fondée sur la vergence ont été explorés par comparaison de l'adaptation visuelle aux prismes à bases externes et au téléstéréoscope. Dans les deux cas, l'adaptation visuelle a consisté en un effet consécutif ne dépendant pas de la distance d'observation, contrairement aux résultats prédits sur la base du signal de vergence.

De nombreuses situations modifient les coordinations sensorimotrices (e.g., croissance, pathologie, interfaces optiques ou mécaniques). Le système nerveux doit alors s’adapter afin de préserver la précision de ses interactions avec l’environnement. Si l’adaptation visuomotrice à une altération de la direction visuelle par prismes latéraux a été largement étudiée, les mécanismes de l’adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes sont en revanche peu connus. Ce travail regroupe une série d’études de psychophysique explorant les mécanismes de l’adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes, lors d’une exposition à court terme dans l’espace de préhension. L’altération des distances apparentes a été réalisée par modification de la vergence à l’aide de prismes à bases externes. La manipulation des retours visuels a permis de mettre en évidence trois niveaux d’adaptation. Le premier niveau concerne la modification des distances perçues liée à l’augmentation de la vergence tonique. Cette modification résulte de la potentiation musculaire extra-oculaire (EMP) induite par une convergence soutenue. Le second niveau implique la recalibration du signal altéré de distance dérivé de la vergence par les signaux proprioceptivo-moteurs du membre supérieur exposé. Le troisième niveau résulte d’une réorganisation des commandes motrices du membre exposé. Aucune adaptation proprioceptive du membre exposé n’a été retrouvée. La nature des composantes adaptatives à une altération des distances apparentes diffère de celle classiquement décrite pour l’altération de la direction visuelle impliquant essentiellement des composantes proprioceptive et motrice. La contribution des composantes adaptatives sensorielles est déterminée par la précision respective de la localisation spatiale fondée sur la vision et sur la proprioception, qui diffère en latéral et en profondeur. D’autre part, les aspects géométriques de la perception des distances fondée sur la vergence ont été explorés par comparaison de l’adaptation visuelle aux prismes à bases externes (augmentant la demande en vergence d’un angle constant pour toutes les distances de fixation) et au téléstéréoscope (multipliant la demande en vergence pour toutes les distances de fixation). Quel que soit le dispositif optique utilisé, l’adaptation visuelle a consisté en un effet consécutif ne dépendant pas de la distance d’observation, contrairement aux résultats prédits sur la base du signal de vergence. / There are numerous situations in which sensorimotor coordination is altered (e.g., growth, pathology, optical or mechanical interfaces). In such situations, the nervous system must adapt so that the organism continues to interact successfully with the environment. While visuomotor adaptation to visual direction alteration by lateral prisms has been widely studied, the mechanisms underlying visuomotor adaptation to alteration of apparent distance remain poorly known. We performed a series of psychophysical studies to explore the various components of adaptation to alteration of apparent distance. Base-out prisms were used to alter apparent distance by modifying vergence demand. By manipulating visual feedback, we were able to demonstrate three adaptation levels. The first level corresponds to changes in perceived distance related to tonic vergence. These changes result from eye muscle potentiation (EMP) induced by sustained vergence. The second level involves a recalibration of the altered distance signal derived from vergence by limb proprioceptive-motor signals. The third level results from a reorganization of motor commands of the upper limb used. No limb proprioceptive component was identified. The nature of adaptive components to apparent distance alteration differs from that described for visual direction alteration, which involves essentially proprioceptive and motor components. This difference can be attributed to differences in accuracy between proprioception and vision for localization in depth or in lateral directions. The geometrical aspects of distance perception based on vergence were also explored by comparing visual adaptation to base-out prisms (introducing an offset in vergence demand) and to a telestereoscope (multiplying vergence demand for all fixation distances). Regardless of which optic device was used, the recalibration of the relationship between the vergence signal and perceived distance consisted in a constant bias over distances.

De nombreuses situations modifient les coordinations sensorimotrices (e.g., croissance, pathologie, interfaces optiques ou mécaniques). Le système nerveux doit alors s'adapter afin de préserver la précision de ses interactions avec l'environnement. Si l'adaptation visuomotrice à une altération de la direction visuelle par prismes latéraux a été largement étudiée, les mécanismes de l'adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes sont en revanche peu connus. Ce travail regroupe une série d'études de psychophysique explorant les mécanismes de l'adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes, lors d'une exposition à court terme dans l'espace de préhension. L'altération des distances apparentes a été réalisée par modification de la vergence à l'aide de prismes à bases externes. La manipulation des retours visuels a permis de mettre en évidence trois niveaux d'adaptation. Le premier niveau concerne la modification des distances perçues liée à l'augmentation de la vergence tonique. Cette modification résulte de la potentiation musculaire extra-oculaire (EMP) induite par une convergence soutenue. Le second niveau implique la recalibration du signal altéré de distance dérivé de la vergence par les signaux proprioceptivo-moteurs du membre supérieur exposé. Le troisième niveau résulte d'une réorganisation des commandes motrices du membre exposé. Aucune adaptation proprioceptive du membre exposé n'a été retrouvée. La nature des composantes adaptatives à une altération des distances apparentes diffère de celle classiquement décrite pour l'altération de la direction visuelle impliquant essentiellement des composantes proprioceptive et motrice. La contribution des composantes adaptatives sensorielles est déterminée par la précision respective de la localisation spatiale fondée sur la vision et sur la proprioception, qui diffère en latéral et en profondeur. D'autre part, les aspects géométriques de la perception des distances fondée sur la vergence ont été explorés par comparaison de l'adaptation visuelle aux prismes à bases externes (augmentant la demande en vergence d'un angle constant pour toutes les distances de fixation) et au téléstéréoscope (multipliant la demande en vergence pour toutes les distances de fixation). Quel que soit le dispositif optique utilisé, l'adaptation visuelle a consisté en un effet consécutif ne dépendant pas de la distance d'observation, contrairement aux résultats prédits sur la base du signal de vergence.

L'objet de cette thèse est l'étude de l'effet des surpressions de fluide sur la stabilité globale des prismes d'accrétion ainsi que sur la localisation des failles. Dans cette optique, une méthodologie utilisant le calcul à la rupture avec prise en compte de l'effet des pressions de pore ainsi qu'une approche expérimentale utilisant de l'air comprimé comme fluide interstitiel ont été mises en place. Tout d'abord, du point de vue expérimental, le nouveau protocole élaboré a permis de valider la théorie classique du prisme critique en présence de surpressions de fluide. Ensuite, le calcul à la rupture ainsi développé a permis de montrer, pour un prisme triangulaire, la complexité que peut engendrer une hétérogénéité de propriété simple dans le décollement sur la stabilité globale et sur les mécanismes de ruine mis en jeu. D'autre part, cette thèse a permis de déterminer, pour deux prismes réels (Barbades et Nankai), des champs de pression pouvant conduire à l'activation des structures observées et de proposer des scénarios expliquant la désactivation de la splay fault dans le cas de Nankai.