Dans un cadre stratigraphique revu le remplissage miocène du bassin molassique rhodano-provençal (BMRP) a été découper en 10 séquences de dépôt (IIIrd). Trois grandes phases d'érosion fluviatile ont été caractérisées : entre l'Aquitanien et le Burdigalien inférieur et entre le Burdigalien terminal et le Langhien puis à la base du Tortonien. Les transgressions marines miocènes du BMRP sont contrôlées par l'existence de ces réseaux fluviatiles successifs. Un modèle séquentiel haute fréquence du remplissage par des carbonates bioclastiques de faciès « foramol » du premier complexe de vallées incisées est proposé. Ces réseaux miocènes qui alimentent la plate-forme et le talus du golfe du Lion permettent de mieux comprendre comment l'ouverture du Golfe du Lion, son ralentissement puis son arrêt interagissent avec le raccourcissement alpin. Les vallées aquitano-burdigaliennes sont généralement superposées et emboîtées dans les dépôts oligo-aquitaniens. Ils sont en relation direct avec l'héritage morphostructural de ce bassin d'avant-pays et signent une déformation régionale de grande longueur d'onde rapportée à une remise en compression à la base du Miocène. Les réseaux suivant en quasi-conformité avec les structures pyrénéo-provençales sont en relation avec l'activation des plis et des chevauchements et signent une déformation plicative de plus courte longueur d'onde associée pour le réseau du Burdigalien terminal à un soulèvement régional. Leur superposition souligne la pérennité d'un contrôle tectonique. Leur déboîtement est la conséquence de l'activation des plis et des chevauchements provoquant la migration des dépôts-centres et des réseaux successifs de vallées dont cette déformation amplifie le creusement.

Situé dans le domaine périalpin à moyenne paléolatitude, le Bassin Molassique Rhodano-Provençal enregistre durant le Miocène, une sédimentation bioclastique particulière. Ces séries miocènes sont caractérisées par un réseau de vallées incisées. Cette thèse se fonde sur l'analyse des séries affleurant dans les secteurs de Vénasque (Aquitanien-Langhien) et de Martigues (Aquitanien-Tortonien). L'objectif est d'étudier les corps bioclastiques (pétrographie, architecture sédimentaire, environnements de dépôt et diagenèse) afin de déterminer leur potentiel pétrolier. Après la formation de vallées fluviatiles en bas niveau marin, les sédiments déposés sont dominés par une dynamique tidale strictement sous aquatique. Ils peuvent être séparés en deux groupes : les intervalles bioclastiques et les intervalles marneux, respectivement transgressifs et de haut niveau marin. Les corps bioclastiques présentent le meilleur potentiel réservoir mais sont caractérisés par une forte hétérogénéité interne. Cette hétérogénéité résulte d'une combinaison de facteurs hydrodynamiques, écologiques et diagénétiques associés aux cycles tectono-eustatiques. L'établissement d'un schéma séquentiel précis en relation avec la diagénèse permet de caractériser le potentiel des réservoirs bioclastiques confinés dans des vallées sous-marines. Les dépôts du Miocène rhodanien constituent un analogue terrain exceptionnel pour la compréhension des réservoirs actuellement impliqués dans des systèmes pétroliers.