L'étude présentée est une contribution à l'analyse du problème de l'extension tardi-orogénique dans les chaînes de montagne, qui intéresse depuis une quinzaine d'années de nombreux spécialistes de la lithosphère continentale. Des études slsmotectoniques, stratigraphiques, et j'analyse des populations de failles ont montré que le domaine continental égéen (Grèce) est largement affecté par une extension de type "arrière-arc" depuis au moins 13 Ma. U est reconnu que cette extension se superpose aux structures de l'orogénèse hellénique mésozoïquecénozoïque. Parmi les structures classiquement attribuées à la tectonique en chevauchement précoce, on distingue en particulier l'ensemble des déformations ductiles observées dans deux groupes d'unités à métamorphisme HP/ST traversant le domaine égéen. Le but de ce travail est de déterminer si, comme soupçonné depuis une dizaine d'années, une partie au moins de cette déformation ductile est le résultat d'une tectonique extensive et de préciser l'étendue, la cinématique et le contexte géodynamique de cette extension. Notre étude a consisté en une analyse 1 structurale du centre de l'Egée (îles des Cyclades et d'Eubée, domaine HP interne), examinant en particulier !a relation entre déformations ductile et fragile depuis l'affleurement jusqu'à l'échelle régionale. Les résultats de ce travail so nt les suivants: L'extension apparaît responsable de la plus grande partie de la déformation ductile au sein des unités HP ayant largement subi les effets d'un second épisode métamorphique dans le faciès schiste vert ou de plus haute température. Sur chaque île étudiée, une déformation progressive en extension est- reconnue, liée au développement d'une zone de détachement majeure se prolongeant jusqu'à environ 18-25 km de profondeur. Un déplacement important le long de la zone de détachement rend compte du refroidissement et de l'exhumation rapides de la croûte inférieure ductile qui vient former* localement un dôme métamorphique, ou "metamorphic core complex". Au moins deux -probablement trois- zones de détachement majeures sont identifiées à l'échelle du domaine centre-égéen, subparallèles et inclinées au nord, orientées NW-SE dans le nord-ouest des Cyclades et E-W dans le sud-est. Les inclinaisons initiales q\3 ces zones de détachement sont estimées entre 30 et 45°. La géométrie actuelle du système extensif implique que les détachements et les dômes métamorphiques associés interfèrent les uns aV9C les autres. Les données structurales sont en faveur d'un modele cinématique caractérisé par le développement séquentiel de zones de détachement synthétiqJes, dans une direction opposée. à la pente des détachements. L'extension par détachements identifiée dans la région centre-égéenne est précoce (Oligocène-Miocène inférieur, âge minimal: 22-19 Ma) et liée à.un contexte "arrière-arc" tardi-orogénique et post-épaississement. L'âge minima: de l'extension étant significativement plus ancien que l'âge de la collision entre Arabie et Eurasie ( 13 Ma), on en déduit que l'initiation de l'extension égéenne ne peut pô-S resulter de l'extrusion latérale de l'Anatolie depuis le front de la collision arabique vers l'Egée, ainsi qu'il est communément admis. Le contexte géodynamique permettant l'initiation de l'extension est probablement le développement de l'arc de subduction sud:~ hellénique tel qu'il existe encore actuellement.

Les dômes métamorphiques extensifs formés en contexte post-orogénique sont parfois associés à des bassins sédimentaires développés durant leur exhumation le long de zones de cisaillement d'ampleur crustale. A partir de l'exemple des Cordillères Bétiques (Sud de l'Espagne), qui figurent parmi les terrains idéaux pour l'étude de l'exhumation des roches métamorphiques, cette thèse vise à établir un modèle géodynamique accompagné d'un calendrier cinématique intégrant à la fois les phénomènes superficiels (les bassins) et profonds (les roches métamorphiques). Elle repose sur l'analyse de deux enregistrements de la déformation crustale: celui des bassins sédimentaires, dont est tirée la subsidence tectonique (subsidence en fonction du temps, S-t), et celui des roches métamorphiques (chemins pression – température – temps, P-T-t); leurs histoires étant intimement liées au fonctionnement des zones de cisaillement extensives (Ε). Le but est ici, d'une part, de répondre à une problématique régionale, en comparant les enregistrements de ces deux marqueurs témoignant d'une cause unique, l'extension post-orogénique et la formation de la mer d'Alboran, et d'autre part, de proposer un modèle méthodologique. La première partie de cette thèse vise à lire et contraindre la déformation du substratum au travers de l'enregistrement sédimentaire de deux bassins situés au toit d'un accident majeur à partir de l'histoire de leur subsidence (articles 1 et 2). Ces bassins sont nés d'une extension méridienne synchrone de l'exhumation finale des dômes métamorphiques, au moins en partie réalisée par un étirement crustal E-W. La subsidence démarre au Serravallien et se poursuit jusqu'au Tortonien supérieur avant une phase d'inversion tectonique, il y a environ 8 Ma. La seconde partie, principalement structurale (article 3), tente d'expliquer le paradoxe apparent de ces deux directions d'extension perpendiculaires, en étudiant l'évolution de la déformation du mur des zones de cisaillement. Une succession continue de cinq stades de déformation est reconnue, intégrée dans un modèle structural de l'exhumation des roches métamorphiques. Les dômes de la Sierra de los Filabres et de la Sierra Alhamilla se sont formés dans le contexte d'un étirement E-W sous un détachement majeur avec un cisaillement vers l'Ouest. Leur structuration est visible dans les derniers stades de la déformation dès que la zone de cisaillement entre dans le faciès des Schistes Verts. La formation de ces dômes d'axe E-W contrôle l'extension, localement N-S et la formation des bassins dans la croûte supérieure. La troisième partie apporte de nouvelles contraintes à la fois en « Pression-Température » et en « temps » qui permettent de préciser le calendrier du modèle précédent (articles 4 et 5). Ainsi, les trois unités métamorphiques constitutives des dômes métamorphiques étudiés font-elles l'objet de l'utilisation conjointe de différentes méthodes de quantification P-T, apportant des résultats totalement nouveaux. Le volet radiochronologique de l'étude apporte les contraintes temporelles nécessaires à l'intégration des résultats à toutes les échelles. Il s'agit de datations 39Ar/40Ar in-situ par ablation laser des phengites en fonction de leur position structurale et de leur composition. Il est donc possible de dater les différents points du chemin P-T-t. Le maximum de pression (20 kbar pour l'unité de Bédar-Macael et 14 kbar pour l'unité de Calar Alto) est atteint avant 30 Ma, vraisemblablement vers 40 ou 50 Ma. L'exhumation post-orogénique rapide commence alors vers 30 Ma. Elle est réalisée le long d'un chemin isotherme jusque vers 19 Ma, puis le long d'un gradient HT-BP jusqu'à 8 Ma environ, la transition cassant-ductile étant traversée vers 14 Ma. Enfin, dans une dernière partie, ces résultats sont synthétisés et intégrés à des échelles de temps et d'espace croissantes depuis celle des bassins sédimentaires jusqu'à celle de l'évolution de la Méditerranée Occidentale (évolution 3-D de portions de lithosphère) en passant par l'échelle des dômes métamorphiques. L'intégration à l'échelle de la chaîne (prenant en compte le complexe Alpujarride) et de la Méditerranée Occidentale, est discutée dans l'article 6.

Le but de cette étude est de caractériser par une approche multi-disciplinaire les déformations tectoniques Plio-Quaternaire associées au système de failles de Belledonne (Alpes de l'Ouest).Ce système de faille est composé de plusieurs décrochements qui sont des Bauges au Vercors, la faille dextre NE-SW de l'Arcalod, la faille bordière de Belledonne, dextre et NE-SW, la faille sénestre NW-SE du Brion et la faille NE-SW dextre du Jasneuf.La détermination des états de contraintes tardi-Cénozoique montre que le champ de contrainte actuel responsable de la cinématique en décrochement le long du système de faille de Belledonne date de la fin du Pliocène supérieur/début du Pléistocène et a succédé au champ de contrainte causé par la collision alpine.Les failles de l'Arcalod et du Brion présentent des marqueurs morphologiques décalés mais ambiguës et d'âge incertain (probablement anté-Rissiens). La trace de la faille bordière de Belledonne n'a pu être déterminée, suggérant que la déformation associée à cette dernière soit accommodée dans une large bande de cisaillement.La faille du Jasneuf décale des morphologies d'âges supposés messiniens et anté-Rissiens. La vitesse de cette faille intégrée depuis le messinien serait de 0,13±0,03 mm/an. Considérant que cette faille est limitée à la couverture elle pourrait générer des séismes de magnitude 5,7 tous les ~500 ans.L’accommodation de la déformation actuelle dans l'avant-pays a été étudié dans la vallée de Toulaud (SW de Valence) où une faille tardi-hercynienne recoupe le canyon messinien du Rhône. Les premiers résultats indiquent que la faille décale verticalement le canyon, attestant d'une tectonique Plio-Quaternaire. / The aim of this study is to characterize the Plio-Quaternary tectonic deformations related to the Belledonne fault system (western Alps). The low deformation rates and high erosion rates in the study area imply that a multi-disciplinary approach.From the Bauges to the Vercors massif this fault system is composed of strike-slip faults that are the NE trending right-lateral strike-slip Arcalod fault, the NE trending right-lateral strike-slip Belledonne border fault, the NW trending left-lateral strike-slip Brion fault and the NE trending right-lateral strike-slip Jasneuf fault.The determination of the late Cenozoic stress states revealed that the modern stress field responsible for the Belledonne fault system strike-slip kinematics dates from late upper Pliocene/early Pleistocene and came after the stress field caused by alpine collision.Unclear and undated (but probably pre Rissian) offset morphologic markers are described along the Arcalod and Brion faults. Belledonne border fault trace is not determined suggesting that deformation is accommodated in a wide shearing band.The Jasneuf fault offset morphologies whom ages are supposed Messinian and pre Rissian. Fault slip rate integrated since Messinian would be of 0.13±0.03 mm/yr. Considering that this fault appears limited to the sedimentary cover and excluding an aseismic behavior, she can generate 5.7 Mw earthquake each ~500 years.Modern deformation in the foreland is studied in the Toulaud valley (SW of Valence city) where a late Hercinian fault cross-cut the Messinian canyon of the Rhône river. First results show that the fault offset vertically the canyon, attesting aof Plio-Quaternary tectonics along it.

Dans ce travail de thèse, certaines étendues d’eaux continentales regroupant plusieurs types de système de dépôt comme les lacs, mers intérieures et lagunes ont été regroupées au sein d'un nouveau groupe de système sédimentaire mentionnés sous l'appellation de Wind-driven Water Body (WWB).Afin de caractériser l'évolution et l'enregistrement sédimentaire d'un exemple de WWB, une étude sédimentologique intégrée du bassin quaternaire du Lac Saint-Jean (Québec, Canada) a été menée à partir d'une approche intégrant géologie de terrain et imagerie géophysique très haute résolution (CHIRP 2D). A l'échelle du cortège sédimentaire, le régime glaciaire à paraglaciaire de la sédimentation et le rebond glacio-isostatique ont contrôlé au premier ordre, à la fois la succession lithologique et les architectures grandes échelles du bassin pour générer un Cortège de Régression Forcée (CRF) atypique. Au sein de ce cortège de régression forcée fini-glaciaire, une dynamique de système WWB s'est progressivement affirmée à partir de 8,5 cal. ka BP. Elle s'est exprimée par la mise en place d'une dynamique littorale importante occasionnellement associée à une circulation interne générant des courants de fonds lors d'épisodes de vents forts.Finalement, l'analyse sédimentologique du bassin du Lac Saint-Jean a permis de dégager plusieurs interprétations ayant attrait (1) à l'évolution des systèmes WWB et (2) aux séquences de déglaciation en domaine précédemment englacé. De plus, ce travail représente une contribution à l'échelle régionale pour les modalités de la dernière déglaciation du Sud-Est du Québec. / In this study, a certain number of continental enclosed basins including several depositional systems such as lakes, inland seas or lagoons have been grouped in a new sort of sedimentary system referred to as Wind driven Water Body. To characterize the sedimentary evolution and record of a WWB basin, an integrated sedimentological study has been carried out on the quaternary Saint-Jean basin (Québec, Canada) based on field onshore geology and offshore geophysics (CHIRP 2D).At the system-tract scale, the glacial to paraglacial sedimentation and the glacio-isostatic rebound controlled at first-order the lithofacies succession and large-scale architectures to generate an original Falling Stage System Tract (FSST). Within this FSST, since 8.5 cal. ka BP a WWB related sedimentary evolution overprinted the glacial to paraglacial evolution. This expressed in the form of the emplacement of an important coastal dynamics, occasionally accompanied by a lake-scale hydrodynamics at the origins of bottom currents during strong wind to storm events.Finally, the sedimentological analysis of the Saint-Jean basin brought numerous interpretations related to (1) the sedimentary evolution of WWB systems and (2) deglaciation sequences in previously glaciated domains. In addition, this work supplements the regional quaternary framework concerning the latest deglaciation evolution in southeast Quebec.