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Las poblaciones de rebeco pirenaico (Rupicapra pyrenaica) situadas en el Pirineo central y oriental se han reducido drásticamente debido a sucesivos brotes de enfermedad asociados a un Virus de la Enfermedad de la Frontera (BDV en sus siglas en inglés) desde el año 2001. Sin embargo, la enfermedad observada no presenta las características clásicas de la Enfermedad de la Frontera, descrita en las especies domésticas. La presente investigación tiene como objetivo investigar la patogenia de la enfermedad asociada al BDV del rebeco (ch-BDV) en rebecos infectados de manera natural y en tres especies infectadas experimentalmente: rebeco pirenaico, oveja y cerdo. En primer lugar, investigamos la excreción, distribución y cuantificación del ch-BDV en los órganos de rebecos infectados de manera natural. El suero y los tejidos analizados fueron positivos mediante RT-PCR y aislamiento vírico en todos los animales estudiados. Los hisopos nasal, oral y rectal, así como la orina fueron también positivos mediante RT-PCR en casi todas las muestras analizadas, confirmando que el virus se elimina al ambiente a través de las vías de excreción analizadas. El estudio serológico no detectó anticuerpos en ningún rebeco utilizando técnicas de ELISA y seroneutralización. El estudio genético de la región no codificante 5’ confirmó que el virus pertenecía al grupo BDV-4, tal y como se había descrito anteriormente en los brotes de enfermedad. La presencia de un feto positivo al ch-BDV mediante RT-PCR sugiere que sea posible la existencia de animales persistentemente infectados. El objetivo de la infección experimental en el rebeco pirenaico fue la reproducción en condiciones experimentales de la enfermedad observada en los rebecos salvajes. Siete rebecos (cinco seronegativos y dos seropositivos a anticuerpos frente a BDV) fueron inoculados con una cepa BDV aislada de un rebeco de campo infectado. Tres animales más se mantuvieron como controles. Los cinco rebecos seronegativos infectados presentaron una viremia desde el día 2 post-inoculación (pi) hasta la muerte del animal o el fin del experimento en el día 34 pi, y desarrollaron anticuerpos neutralizantes a partir del día 18 pi. Los rebecos virémicos presentaron un descenso en el recuento leucocitario, especialmente significativo en los neutrófilos. Las lesiones más significativas se observaron en el encéfalo y órganos linfoides, que presentaron una meningoencefalitis no supurativa y una moderada depleción linfoide generalizada, respectivamente. De manera similar a los rebecos infectados de manera natural, los rebecos de este experimento también presentaron virus en hisopo nasal, saliva y heces, hecho que explicaría la elevada capacidad de transmisión horizontal observada en las poblaciones de rebecos salvajes afectadas por las epizootias. Esta infección experimental confirma que el ch-BDV es el agente etiológico primario de la enfermedad que ha afectado a las poblaciones de rebeco en los últimos años en el Pirineo. La Enfermedad de la Frontera en las ovejas cursa con un cuadro sintomático leve o subclínico, aunque se han descrito brotes de enfermedad con elevada mortalidad. En la infección experimental de oveja valoramos la susceptibilidad de esta especie al ch-BDV. No se observaron signos clínicos ni lesiones histopatológicas en los corderos inoculados aunque el BDV se detectó en suero entre los días 4 y 10 pi. Todos los corderos infectados mostraron anticuerpos neutralizantes a partir del día 21 pi. La conclusión principal de esta infección experimental fue que el ch-BDV infecta la oveja vía oro-nasal, desarrollando en ésta una respuesta humoral que elimina el virus. El BDV infecta diferentes especies animales. Previamente a la infección experimental en cerdo, habíamos detectado jabalíes con anticuerpos frente a BDV en las zonas del Pirineo donde se habían producido los brotes de enfermedad en rebeco. El objetivo principal de la infección experimental en el cerdo fue estudiar bajo condiciones experimentales los efectos del ch-BDV y la dinámica de la infección en esta especie. Los cerdos infectados mostraron una viremia desde el día 3 hasta el 14 pi, a partir del cual los animales desarrollaron una repuesta humoral. No se observó sintomatología clínica ni lesiones histológicas. Esta infección experimental demostró la susceptibilidad del cerdo al ch-BDV, lo que podría representar un problema en el diagnóstico de la Peste Porcina Clásica en el jabalí. / Since 2001 several outbreaks of disease associated with BDV infection have been reported in the Pyrenees (North-Eastern Spain), affecting Pyrenean chamois (Rupicapra pyrenaica) and entailing a major population reduction. However, the clinical disease observed in the affected chamois was not the typical one described in domestic animals. The present research aims to investigate the pathogenesis of the disease associated to chamois-BDV (ch-BDV) in naturally-infected chamois and in three experimental animal models: pig, sheep and Pyrenean chamois. The shedding, distribution and quantification of ch-BDV in the organs of naturally infected chamois was investigated as a previous step to the experimental challenges in the three animal models. Sera and all tissue samples were positive to RT-PCR and virus isolation in all studied chamois. Also, nasal, oral and rectal swabs and urine were RT-PCR positive in almost all analyzed samples, confirming that the virus is shed through the main excretion routes. In addition, sera were tested for BDV antibodies using an ELISA and seroneutralization tests, with negative results. Sequence analysis of the 5’ untranslated region (5’-UTR) confirmed that this virus was grouped into the BDV-4 genotype as reported in previous studies. The observation of a RT-PCR positive foetus in an adult female suggests that persistently infected animals could be possible. The aim of the experimental infection in Pyrenean chamois was to reproduce the disease reported in chamois in the field and to study it under experimental conditions. Seven chamois (five seronegative and two seropositive against BDV) were inoculated with a BDV isolated from a naturally-infected chamois and three animals were kept as controls. The five seronegative infected chamois were viraemic from day 2 post inoculation (pi) until the day they died or the end of the experiment on day 34 pi, and developed neutralizing antibodies from day 18 pi until the end of the study. There was also a progressive decline in their white blood cell counts, especially marked in the neutrophil count. The most consistent histopathological lesions were in brain and lymphoid tissues, where non-suppurative meningoencephalitis and generalized moderate lymphocyte depletion were observed, respectively. Like naturally infected chamois, experimentally infected animals also contained high doses of BDV in main putative excretion routes, which would explain the high transmission rate of the infection in free-ranging chamois populations in the Pyrenees. This experimental infection in chamois confirms that BDV is the primary agent of the disease that has been affecting chamois populations in recent years in the Pyrenees. Clinical manifestations of Border Disease in healthy sheep acutely infected are mild or unapparent, but a few outbreaks with high mortality have been reported. Sheep were experimentally infected with ch-BDV and examined the susceptibility to the infection of this species. Clinical signs or histological lesions were not observed in inoculated lambs but BDV was detected in sera from the infected group from day 4 pi to day 10 pi. All infected lambs showed neutralizing antibodies at day 21 pi. Therefore, ch-BDV can infect domestic sheep through the oro-nasal route, developing a humoral response that completely eliminates the virus. It is well documented that BDV can infect domestic and feral swine. In a previous study, seropositive wild boars against BDV were detected from the Pyrenees areas where chamois epizootics occurred. For this reason, experimentally the effects and dynamics of ch-BDV infection in domestic pig were studied. In this challenge all infected pigs were viraemic from day 3 to 14 pi, when all animals developed an antibody response. Clinical signs or histological lesions were not observed. Thus, the susceptibility of domestic swine to ch-BDV was demonstrated, representing a potential challenge to the monitoring of CSFV in wild swine populations.

Les données sismiques et les forages des marges continentales distales permettent de comprendre l'architecture et l'évolution de ces domaines, dont l’évolution thermique est peu connue, même si on connaît que les systèmes hydrothermaux jouent un rôle clé dans la distribution des flux de chaleur. Cette thèse vise à étudier les produits diagénétiques dans les sédiments de pré- à post-rift, qui enregistrent l'évolution des interactions roche-fluide. Deux analogues fossiles ont été étudiés: la marge distale adriatique et le système hyper-étiré pyrénéen. Les études de terrain, pétrographiques et géochimiques révèlent une forte hétérogénéité dans la composition des fluides. Dans les premières phases de rifting, dominées par des failles normales à fort pendage, les fluides sont riches en carbonate,tandis que dans les dernières phases, caractérisées par des failles de détachement à faible pendage qui exhument les roches de la croûte continentale et du manteau, les fluides résultent riches en silice. Cette thèse a donc démontré que l'évolution tectonique des marges de rifting comporte aussi des changements spécifiques dans la chimie des fluides hydrothermaux. / Seismic and drill hole data from deep-water distal rifted margins allow to understand the architecture and evolution of these yet little investigated domain. Nonetheless, the thermal evolution is poorly constrained even if hydrothermal systems play a key role in determining the heat fluxes. This Thesis aims to investigate breccias, cements, veins and replacement minerals within the pre- to post-rift sediments that could testify the space-time evolution of rock-fluid interactions. Two fossil analogues are studied: the Adriatic distal margin and the Pyrenean hyper-extended system. Field, petrography and geochemical analyses reveal a strong heterogeneity in the composition of the fluids as well as their hydrothermal features. Two main types of fluids occur: carbonate-rich fluids refer to early rifting phases dominated by high-angle normal faults; silica-rich fluids are related to the last rifting stages characterized by low-angle detachment faults exhuming upper crust and mantle-related rocks. The results of this Thesis highlight how specific changes in the chemistry of the fluid system are intimate lylinked to the tectonic evolution of rifted margins.

Lors du Paléocène, le bassin d’avant-pays nord-pyrénéen est une large baie ouverte sur le proto-océan Atlantique. Ce golfe est constitué d’une plateforme carbonatée peu profonde dans la région des Petites-Pyrénées, et de sédiments majoritairement continentaux dans les Corbières (Aude). Nous avons recueilli des donnés sédimentologiques, au travers de 10 coupes, réparties sur un transect ouest-est d’environ 150 km, parallèle à l’actuelle chaîne des Pyrénées. L’analyse faciologique de ces coupes a permis de définir des séquences. L’absence de données stratigraphiques notamment dans les séries continentales des Corbières, rendait les corrélations incertaines. Ainsi pour améliorer le calage stratigraphique une analyse des variations du δ13Corg a été réalisée sur une coupe (Lairière)pour l’ensemble du Paléocène. Cette coupe a été comparée avec des coupes de références marines bien calées et ainsi ce travail a permis d’affiner la stratigraphie du Paléocène en domaine continental et plus largement dans la zone d’étude. Couplées à l’analyse séquentielle, ces données ont aussi permis de reconstituer l’architecture du Paléocène. Notre approche nous a permis de (1) tracer des esquisses paléogéographiques pour chacun des trois étages du Paléocène, de (2) proposer un modèle d’évolution tectono-stratigraphique et de (3) discuter des facteurs de contrôle de la sédimentation paléocène dans le bassin nord-pyrénéen. / During the Paleocene, the North Pyrenean Foreland Basin is an open bay on the Atlantic Ocean. This gulf consists of a shallow carbonate platform in the Petites-Pyrenees area, and mainly continental sediments in the Corbières area (Aude). We collected sedimentological data, through 10 sections, on a west-east transect of 150 km, parallel to the present-day Pyrenees. The facies analysis of these sections allowed us to define sequences but the lack of stratigraphical data, particularly in the continental deposits of the Corbières, made correlations uncertain. To overcome this problem, an analysis of the δ13Corg variations was carried out. It provided a geochemical curve for the whole Paleocene that was then compared with marine reference sections which made possible to refine the stratigraphy of the continental succession and more largely of the study area. Coupled with sequential analysis, these data have also enabled the reconstruction of Paleocene architecture. Our approach allowed us to (1) draw paleogeographic map for each of the Paleocene three stages, to (2) propose a model of tectono-stratigraphical evolution and to (3) discuss the control factors of Paleocene sedimentation in the North Pyrenean Basin

Les mécanismes extensifs, matérialisés physiquement sous la forme de rifts ou de marges passives, impliquent des interactions entre les processus tectoniques, sédimentaires et métamorphiques, particulièrement quand ils sont associés à un métamorphisme de haute température. L'étude de ces mécanismes ne peut donc se faire correctement que par une approche triple afin de cerner ces différents aspects et de contraindre les interactions qui les relient. Une telle étude est difficile du fait de la profondeur à laquelle ont lieu ces mécanismes et donc de l'absence d'observation directe des objets géologiques qu'ils produisent. L'alternative consiste à étudier une paléo marge passive portée à l'affleurement. Dans le cadre de cette thèse, notre choix s'est porté sur la Zone Nord Pyrénéenne qui correspond à une paléo-marge passive mésozoïque qui a été mise à l'affleurement lors de la compression pyrénéenne à l'Éocène/Oligocène (40-20 Ma). Cette marge a subi une métamorphise HT/BP et constitue donc un bon analogue pour notre étude. Nous nous sommes concentrés en particulier sur la partie Est de la ZNP, dans la région du massif de l'Agly qui rassemble les bassins de Saint Paul-de-Fenouillet, du Bas-Agly et de Boucheville qui ont enregistré différentes intensités du métamorphisme. Le bassin de Boucheville étant le moins bien documenté mais ayant enregistré le métamorphisme le plus important, nous nous sommes attachés à le caractériser en détail. Nous avons effectué une étude structurale, stratigraphique et sédimentaire de ces trois bassins afin de bien contraindre leur géométrie et leur histoire. Nous avons couplé cette étude avec des analyses du métamorphisme, principalement par des mesures par spectrométrie Raman des températures maximum enregistrées lors de l'extension crétacée. Enfin, nous avons combiné ces résultats afin de produire des coupes restaurées de l'ensemble de notre zone d'étude. Ces coupes restaurées nous ont permis de proposer un modèle de la mise en place des bassins sédimentaires mésozoïques dans la partie orientale de la ZNP. Il apparaît au premier ordre que la zone est constituée, sur une coupe N-S, par un haut fond topographique constitué du futur massif de l'Agly, limité au nord par un détachement à vergence nord et au sud par un détachement à vergence sud. De part et d'autre de ce haut fond se mettent en place des bassins sédimentaires présentant une augmentation de l'épaisseur des dépôts au droit de ces détachements. Au seconde ordre, il faut considérer que le système n'est pas cylindrique et que le massif de l'Agly se comporte comme une zone de transfert entre une subsidence forte au nord-est dans le bassin du Bas-Agly et une subsidence forte au sud-ouest dans le bassin de Boucheville. / Extensive mechanisms induce interactions between tectonic, sedimentary and metamorphic processes, especially when they are associated with a high temperature metamorphism. Therefore, the study of these mechanisms requires a threefold approach in order to identify these processes and understand the interactions between them. Such study is hardened because of the depth of these mechanisms and the lack of direct observation. To overcome such difficulties we chose to study a paleo passive margin now visible thanks to many outcrops. For this thesis, we focused on the North Pyrenean Zone (NPZ) which happens to be a Mesozoic passive margin which outcroped during Eocene / Oligocene (40-20 Ma) Pyrenean compression. This margin recorded HT / LP metamorphism which makes it a good analogue for our study. We focused on the eastern part of the NPZ, in the Agly Massif area where are located the Saint Paul-de-Fenouillet basin, the bas-Agly basin and the Boucheville basin all of which recorded different intensity of metamorphism. The Boucheville basin is the worst documented but recorded the most metamorphism which is why we decided to study it in detail. We undergone a structural, stratigraphic and sedimentary analysis of these three basins in order to better understand their geometry and geological history. We combined this study with metamorphism analyzes mainly provided by Raman spectrometry on maximum temperatures recorded during Cretaceous extension. Finally, we synthetised these results to produce restored cross sections of our study area. Those cross sections allowed us to suggest a model for Mesozoic sedimentary basin formation in the eastern part of the NPZ. Considering first order analysis, on a N-S cross section, the area made of a shoal,the future Agly Massif. It is bordered on its northern side by a north verging detachment fault and on its southern by a south verging detachment fault. On both sides of this shoal are sedimentary basins much thicker towards these detachment faults. However, we must consider the system is not cylindrical. The Agly Massif acts as a transfer zone between two highly subsident basins, the Bas-Agly basin at its north-east and the Boucheville basin at its south-west.

Cette thèse propose une méthodologie pour caractériser et intégrer les distributions minéralogiques des dépôts de l’Eocène Inférieur du Bassin de Graus-Tremp-Ainsa dans un cadre séquentiel reconstruit à haute résolution. Le couplage des approches stratigraphiques et géochimiques/minéralogiques permet d’évaluer la part des forçages tectoniques, climatiques, eustatiques et diagénétiques sur l’enregistrement sédimentaire et minéralogique du bassin. La caractérisation de la minéralogie repose sur un calcul automatisé utilisant la géochimie multi-élémentaire et calibré ponctuellement par les outils d’analyse minéralogique conventionnels (pétrographie, DRX, Qemscan, microsonde). Elle a l’avantage de permettre de traiter les évolutions minéralogiques à l’échelle du bassin et sur l’ensemble des lithologies rencontrées. Après avoir évalué les effets de la diagenèse, du tri hydrodynamique et reconstitué la composition minéralogique primaire des sédiments, nous caractérisons les différentes sources.Nous précisons l’évolution de la tectonique (avec un pas de temps de l’ordre du million d’années) et ses effets sur l’architecture sédimentaire et la minéralogie des dépôts. Ceux-ci montrent un contrôle spatial de la diagenèse et des changements spatio-temporels des sources, liés à une compétition entre la tectonique intrabassinale (activité des chevauchements locaux) et régionale (surrection de l’orogène et subsidence flexurale). Nous montrons également que l’impact de la tectonique est modulé par des anomalies climatiques ponctuelles de l’ordre de la centaine de milliers d’années (PETM, ELMO, X-Event), que nous avons reconnues par un changement marqué des environnements de dépôt et des cortèges argileux.Deux grands épisodes régionaux caractérisent l’évolution du Bassin piggyback de Graus-Tremp-Ainsa. Le stade précoce, d’âge Ilerdien-Cuisien Inférieur, est marqué par le passage d’une rampe carbonatée mixte à des systèmes deltaïques alimentés depuis l’orogène pyrénéen par des contributions plutoniques. Cet ensemble passe ensuite à un vaste système fluvio-deltaïque au Cuisien Inférieur / Moyen, montrant l’apport de lithiques carbonatés et silicoclastiques qui coïncide avec l’émergence des nappes sédimentaires. La fin de cet épisode est marquée par la propagation du chevauchement du Montsec et de ses rampes latérales, provoquant un partitionnement du bassin, induisant la surrection du Bassin de Graus-Tremp et une forte subsidence du Bassin d’Ainsa. Ce contraste de subsidence est souligné par un partitionnement de la diagenèse, avec une kaolinisation des formations supérieures du Bassin de Graus-Tremp, liée à la percolation d’eaux météoriques, et, dans le Bassin d’Ainsa, une albitisation des grès couplée à une illitisation des smectites dans les lutites, liée à une diagenèse d’enfouissement plus marquée. / We develop here a methodology to integrate the mineralogical record into a high resolution sequence stratigraphic framework realized in the Early Eocene Graus-Tremp-Ainsa Basin. Coupling stratigraphic with geochemical and mineralogical approaches allows us to unravel the effects of tectonics, climate, eustasy and diagenesis on basin architecture and mineralogy. An automated computed mineralogy is derived from whole-rock geochemical data, and calibrated against direct mineral quantifications (petrography, DRX, Qemscan, microprobe). It provides a basinscale view of mineral distribution, irrespective of the lithology. Diagenetic overprint and hydrodynamic sorting effects are evaluated first, then primary mineral distributions are reconstructed and ascribed to different types of sediment sources.We show that, at the million-year timescale, tectonics shape the architecture and the mineralogy of the deposits. Spatially distributed diagenesis and temporal and spatial changes in sediment sources reflect the competing effects of intrabasinal tectonics (local thrust displacements) versus basinscale flexural subsidence linked to the orogen uplift and loading. Tectonically-driven changes are also sensitive to higher frequency (100 ky) anomalic climatic events (PETM, ELMO, X-EVENT) leaving a mineralogical signal in clay fractions and environment deposits succession.The basinscale evolution displays two contrasting stages. During the Ilerdian to the lower Cuisian, a mixed carbonate ramp evolves to a set of deltaic fans of Northern (Pyrenean orogen) provenance delivering plutonic-dominated materials. Then, during the lower/mid Cuisian, they are overprinted by a large fluvial and deltaic system bringing recycled carbonates and siliciclastics sourced in the emerging eastern to southern sedimentary thrust sheets. Later on, the propagation of the Montsec thrust and its lateral ramp decouples the uplifted Graus-Tremp basin from the strongly subsiding Ainsa basin. These different subsidizing schemes are underlined diagenetic overprints diverge, with an extensive kaolinisation of the uppermost units in the Graus-Tremp Basin driven by meteoric fluid circulations, and a severe albitisation of sandstones in the Ainsa basin, coupled with the illitisation of smectites in the lutites and caused by deep basinal fluids.

Orogenic belts are fundamental features of plate tectonics. The crustal structure of orogens around the world shows a wide range of deformation styles from narrow, asymmetric wedges like the Pyrenees to wide, plateau-like orogens such as the Zagros or the Himalaya. The primary controlling factor on the size and structure of an orogen is the amount of convergence between the colliding plates. However, there are important additional factors providing major controls on the structural development of orogens. Among the potential parameters that can affect the style of deformation are the crustal strength, inherited weaknesses, and the surface processes. These parameters have been studied extensively in the past but their relative importance remains unclear. The aim of this thesis is to improve our understanding of: (1) How surface processes affect mountain building, with a special focus on the relationship between thin-skinned foreland and thick-skinned internal deformation of orogens. (2) How inherited extensional structures affect mountain building. The study was carried out using the Pyrenees as a special reference case. To answer our research questions we have used a wide range of state-of-the-art numerical modelling tools. In paper 1 we present a new method where we couple a structural-kinematic model and a thermo-kinematic model to evaluate the consistency of existing balanced section reconstructions with independent thermochronology data. In papers 2 and 3 we use 2D lithospheric scale thermo-mechanical models with surface process algorithms. Using the above toolset, we demonstrate that syntectonic sedimentation results in longer basement thrust sheets as well as longer thin-skinned thrust sheets and a generally wider orogen. Conversely erosion tends to narrow the wedge and reduce the orogenic loading of the colliding plates, limiting the space available for deposition in the flexural foreland deeps. We also demonstrate that inherited extensional structures play a crucial role in mountain building as they facilitate the migration of deformation into the undeformed basement of the overriding plate. Moreover, a significant amount of lower-crustal/mantle-lithospheric material is preserved at shallow depths only in the presence of extensional inheritance, but significant erosion is needed in order to bring this material to the surface. Our models also show that thin-skinned thrust sheets are generally rooted in the footwall of basement thrusts as they form outward-propagating sequences. As soon as a new basement thrust forms, the thin-skinned sequence situated on top of the new basement thrust-sheet is abandoned in favour of starting a new sequence in the footwall of the new thrust. Regarding our case study, it was possible to reproduce the section restoration using a structural-kinematic model with high accuracy up to the 36-Ma time slice and with limited accuracy up to the 50-Ma time slice. The thermochronometric ages predicted by the thermo-kinematic modelling are generally in good agreement with both the high- and low-temperature thermochronology data available in the Central Pyrenees; hence we conclude that the restoration is to a first order consistent with these datasets. The predicted thermochronological ages approximate the available low-temperature thermochronology data better by taking into account the late-stage burial and re-excavation scenario affecting the southern flank of the Pyrenean wedge presented by Coney et al. (1996), and quantified by Fillon and van der Beek (2012). In conclusion, our model experiments suggest, that extensional inheritance played a prime role in the structural evolution of the Pyrenees, with the major characteristics of the North Pyrenean Unit, including the presence of steep, inverted normal faults, the relative tectonic quiescence of the area after the early inversion and the presence of a lower-crustal body at shallow depth below the unit, best recaptured by our accordion models. / Orogenic belts are fundamental features of plate tectonics. The crustal structure of orogens around the world shows a wide range of deformation styles from narrow, asymmetric wedges like the Pyrenees to wide, plateau-like orogens such as the Zagros or the Himalaya. The primary controlling factor on the size and structure of an orogen is the amount of convergence between the colliding plates. However, there are important additional factors providing major controls on the structural development of orogens. Among the potential parameters that can affect the style of deformation are the crustal strength, inherited weaknesses, and the surface processes. These parameters have been studied extensively in the past but their relative importance remains unclear. The aim of this thesis is to improve our understanding of: (1) How surface processes affect mountain building, with a special focus on the relationship between thin-skinned foreland and thick-skinned internal deformation of orogens. (2) How inherited extensional structures affect mountain building. The study was carried out using the Pyrenees as a special reference case. To answer our research questions we have used a wide range of state-of-the-art numerical modelling tools. In paper 1 we present a new method where we couple a structural-kinematic model and a thermo-kinematic model to evaluate the consistency of existing balanced section reconstructions with independent thermochronology data. In papers 2 and 3 we use 2D lithospheric scale thermo-mechanical models with surface process algorithms. Using the above toolset, we demonstrate that syntectonic sedimentation results in longer basement thrust sheets as well as longer thin-skinned thrust sheets and a generally wider orogen. Conversely erosion tends to narrow the wedge and reduce the orogenic loading of the colliding plates, limiting the space available for deposition in the flexural foreland deeps. We also demonstrate that inherited extensional structures play a crucial role in mountain building as they facilitate the migration of deformation into the undeformed basement of the overriding plate. Moreover, a significant amount of lower-crustal/mantle-lithospheric material is preserved at shallow depths only in the presence of extensional inheritance, but significant erosion is needed in order to bring this material to the surface. Our models also show that thin-skinned thrust sheets are generally rooted in the footwall of basement thrusts as they form outward-propagating sequences. As soon as a new basement thrust forms, the thin-skinned sequence situated on top of the new basement thrust-sheet is abandoned in favour of starting a new sequence in the footwall of the new thrust. Regarding our case study, it was possible to reproduce the section restoration using a structural-kinematic model with high accuracy up to the 36-Ma time slice and with limited accuracy up to the 50-Ma time slice. The thermochronometric ages predicted by the thermo-kinematic modelling are generally in good agreement with both the high- and low-temperature thermochronology data available in the Central Pyrenees; hence we conclude that the restoration is to a first order consistent with these datasets. The predicted thermochronological ages approximate the available low-temperature thermochronology data better by taking into account the late-stage burial and re-excavation scenario affecting the southern flank of the Pyrenean wedge presented by Coney et al. (1996), and quantified by Fillon and van der Beek (2012). In conclusion, our model experiments suggest, that extensional inheritance played a prime role in the structural evolution of the Pyrenees, with the major characteristics of the North Pyrenean Unit, including the presence of steep, inverted normal faults, the relative tectonic quiescence of the area after the early inversion and the presence of a lower-crustal body at shallow depth below the unit, best recaptured by our accordion models.

Dans le bassin d’avant-pays sud-pyrénéen, la continuité exceptionnelle des environnements de dépôts du complexe deltaïque éocène moyen du Sobrarbe permet d’observer l’architecture stratigraphique et sédimentaire d’un système fluvio-deltaïque syntectonique à différents échelles. L’objectif principal de cette étude est de déterminer l’origine des facteurs allogéniques et/ou autogéniques contrôlant la géométrie et la répartition des dépôts d’un tel système sédimentaire en contexte compressif, dans le but de pouvoir le comparer à d’autres systèmes deltaïques accumulés dans des contextes géologiques différents. Cette étude est basée sur l’acquisition d’une cartographie géologique détaillée et d’une soixantaine de logs sédimentologiques. La base de données est complétée par une actualisation de données chronostratigraphiques issues de la littérature, l’acquisition de données magnétostratigraphiques. L’analyse sédimentologique et stratigraphique du système sédimentaire aboutit à une description précise des géométries, des faciès et des processus physiques caractérisant les différents environnements de dépôt répartis au sein de deux modèles sédimentaires : un système fluvio-deltaïque de forte énergie développé pendant les phases progradantes, un système mixte gréso-carbonaté de basse énergie caractérisant les phases aggrado-progradantes et transgressives. L’analyse de trois transects de corrélation, d’orientation proximale-distale, a permis la distinction de trois ordres de séquence imbriqués : les séquences de cinquième ordre, les séquences de quatrième ordre et les séquences de troisième ordre. L’organisation complexe des différents cortèges de dépôts des séquences de quatrième et de troisième ordre reflète des variations d’accommodation provoquées principalement par les déformations structurales de différentes longueurs d’onde, secondairement par les variations eustatiques. Une analyse poussée des cortèges de dépôts permet une discussion sur les interrelations entre les trois paramètres majeurs qui contrôlent la dynamique du système sédimentaire dans le temps et dans l’espace: les variations du taux d’accommodation, du flux sédimentaire et l’influence des processus sédimentaires. Ces éléments fournissent des informations semi-quantitatives sur l’accumulation sédimentaire au sein des différents environnements de dépôt (source to sink). La synthèse des résultats aboutit à la reconstruction séquentielle de la paléogéographique du complexe deltaïque du Sobrarbe. Enfin; l’analyse de la subsidence du bassin d’Ainsa a permis de reconstituer l’évolution de la sédimentation et du bassin sédimentaire entre le Lutétien et l’Oligocène. Une étude intégrée affleurement-modélisation sismique synthétique-analogue réel de subsurface fournit une combinaison de données architecturales et dimensionnelles, qui est utilisée pour améliorer les interprétations sismiques des systèmes réservoirs fluvio-deltaïques. De telles études réduisent considérablement les incertitudes associées à la résolution des données de subsurface, ce qui permet une meilleure évaluation économique des réservoirs. / In the South-Pyrenean foreland basin, the exceptional continuity of middle Eocene Sobrarbe deltaic complex deposit environments allows to observe the stratigraphic and sedimentary architecture of a syntectonic river-dominated delta system at different scales. The main objective of this study is to determine the origin of allogenic and/or autogenic factors that control the distribution of deposits of such sedimentary system in a compressive setting, in order to compare it to other deltaic systems that accumulate in different geological contexts. This study is based on the acquisition of detailed geological mapping and about sixty measured sections. The database is complemented by updating chronostratigraphic data from the literature and additional magnetostratigraphic data. Sedimentological and stratigraphic analysis of the sedimentary system leads to an accurate description of geometry, facies and physical processes of different depositional environments distributed along two sedimentary models: a high energy river-delta system developed during progradational phases, a low energy mixed siliciclastic-carbonate system characterizing the aggrado-progradational and transgressive phases. Three dip sections analysis allows the identification of three nested order sequence: fifth-order sequences, fourth-order sequences and third-order sequences. The complex organization of fourth and third-order sequences systems tracts reflects accommodation variations caused mainly by structural deformation at different scales, secondary by eustatic changes. An advanced systems tract analysis leads a discussion of interrelationships between three main parameters that control the dynamics in time and space of sedimentary system: changes in the accommodation rate, sediment input and the influence of sedimentary processes. These elements provide semi-quantitative information regarding to the sediment accumulation within the different depositional environments (source to sink). Summary of results leads to the sequential reconstruction of the Sobrarbe deltaic complex paleogeography. Subsidence analysis of the Ainsa basin permits to reconstruct the sedimentation and sedimentary basin evolution from Lutetian to Oligocene times. An integrated study of outcrop-forward seismic modelling-real seismic analog provides an architectural and dimensional data combination used to improve seismic interpretation of river-deltaic reservoir systems. Such studies greatly reduce the uncertainties associated with the resolution of subsurface data, enabling better economic assessment of reservoirs. / En la cuenca de antepais surpirenaica, la continuidad extraordinaria de los ambientes de deposito del complejo deltaico eoceno medio del Sobrarbe permite la observacion de la arquitectura estratigrafica y sedimentaria de un sistema fluvio-deltaico sintectonico a diferentes escalas. El objetivo principal del estudio presentado es la determinacion del origen de los factores alogenicos y/o autogenicos que controlan la distribucion de los depositos de dicho sistema sedimentario en contexto compresivo, para poder compararlo con otros sistemas deltaicos acumulados en contextos geologicos diferentes. Este estudio se basa en la adquisicion de una cartografia geologica detallada y de una sesentena de columnas sedimentarias. La base de datos se completa mediante la actualizacion de los datos cronoestratigraficos originarios de la literatura y la adquisicion puntual de datos magnetoestratigraficos. El analisis sedimentologico y estratigrafico del sistema sedimentario ha dado lugar a una descripcion exacta de las geometrias, las facies, y de los procesos fisicos que caracterizan los diferentes ambientes de depositos dentro de dos modelos sedimentarios: un sistema fluvio-deltaico de alta energia desarrollado durante fases progradantes, un sistema mixto detritico-carbonatado caracterizando fases agrado-progradantes y transgresivas. El analisis de tres paneles de correlacion, de orientacion proximal-distal, ha permitido la distincion de tres ordenes de secuencialidad: secuencias de quinto orden, de cuarto orden y de tercer orden. La organizacion compleja de diferentes cortejos de deposito de secuencias de cuarto y tercer orden refleja variaciones de acomodacion provocadas principalmente por la deformacion estructural a diferentes escalas y por variaciones eustaticas. Un analisis detallado de los cortejos sedimentarios permite una discusion sobre interrelaciones entre los tres parametros mayores que controlan la dinamica del sistema sedimentario en el espacio y en el tiempo: las variaciones de la tasa de acomodacion, del flujo sedimentario y la influencia de procesos sedimentarios. Dichos elementos proporcionan informacion semicuantitativa sobre la acumulacion sedimentaria en los ambientes de deposito (source to sink). La sintesis de los resultados llega a la reconstruccion de la paleogeografia del complejo deltaico del Sobrarbe. Finalmente, el analisis de la subsidencia de la cuenca de Ainsa ha permitido de reconstruir la evolucion de la sedimentacion y de la cuenca sedimentaria entre el Luteciense y el Oligoceno. Un estudio integrado afloramiento-modelizacion sismica sintetica-analogo real de subsuelo proporciona una combinacion de datos arquitecturales y dimensionales util para mejorar interpretaciones sismicas de sistemas reservorios fluvio-deltaicos. Dichos estudios reducen de manera considerable incertidumbres asociadas a la resolucion de los datos de subsuelo, lo que permite una mejor evaluacion economica de los reservorios.