L’arc équatorien est caractérisé par un nombre particulièrement élevé de volcans quaternaires. Nos quatre-vingt-dix nouveaux âges K-Ar, réalisés pour une vingtaine d’édifices, montrent que son développement a commencé vers 1 Ma au nord et a migré vers le sud à partir de 600 ka. Ce déplacement pourrait être induit par un changement récent de la géométrie de la plaque Nazca en profondeur et l'activation des failles crustales. Les taux de production magmatique sont assez homogènes à l’échelle de l’arc, et varient entre 0,1 et 5,6 km³.ka⁻¹. Ces données montrent que les volcans se sont construits lors de phases d’activité brèves, séparées par des périodes de repos. Il n'y a pas de corrélation apparente entre l'âge des volcans et leur taux d'émission, mais la subduction de la ride de Carnegie pourrait favoriser la genèse du magma et expliquer la densité de volcans quaternaires en Équateur. Les taux d'érosion varient entre 0,01 et 0,14 km³.ka⁻¹. Les volcans les plus jeunes semblent être érodés par des processus d'altération chimique, tandis que les volcans plus anciens sont principalement démantelés par des processus physiques tels que l'abrasion glaciaire et l'activité tectonique. Enfin, nous montrons que la méthode de datation K-Ar réalisées sur la mésostase ou les esquilles de verre des ponces est bien adaptée pour dater les produits volcaniques quaternaires de l'arc équatorien. / The Ecuadorian arc presents a large number of Quaternary volcanoes. Our ninety new K-Ar ages, carried out on products from twenty volcanic edifices, show that the development of the Quaternary arc began about 1 Ma in northern Ecuador and migrated southward since 600 ka. This migration could be induced by recent change of the slab geometry at depth and by the activation of crustal faults. The magmatic productivity rates are rather homogeneous at the arc scale, and range between 0.1 and 5.6 km³.ka⁻¹. These data highlights that volcanoes grew during sporadic activity pulses separated by quiescence periods. There is no clear correlation between the age of the volcanoes and their emission rates, but the subduction of the Carnegie ridge could favor the magma genesis and explained the increase of the volcanic activity in northern Ecuador during the Quaternary. Erosion rates range between 0.01 and 0.14 km³.ka⁻¹. Youngest volcanic edifices seem to be eroded by a chemical alteration process, while the dismantling of older volcanoes is mostly influenced by physical processes such as glacial abrasion and tectonic activity. Finally, we show that K-Ar ages performed on groundmass or pumice glass shards can be successfully applied to Quaternary volcanic products from the Ecuadorian arc.

La croissance des volcans océaniques est fréquemment ponctuée par des effondrements latéraux géants qui peuvent générer des avalanches de débris volumineuses et engendrer des tsunamis dévastateurs. Néanmoins, les causes, les mécanismes et les conséquences de telles déstabilisations, critiques pour la caractérisation des aléas, demeurent largement incompris.L'île de Tenerife (Canaries, Espagne) constitue une cible privilégiée pour étudier ces phénomènes. Son évolution récente inclue le développement d'un volcan central différencié et d'une ride volcanique proéminente le long d'une rift-zone principale NE-SW (NERZ). Durant le dernier Myr, ces systèmes ont été tronqués par trois effondrements de flanc géants, dont la semelle est partiellement accessible à la faveur de galeries souterraines à usage hydrogéologique.Cette thèse développe une analyse systématique des relations entre construction volcanique et instabilités récurrentes le long de l’axe de la NERZ. L'approche inclut des investigations de terrain en surface et dans les galeries, afin de reconnaître et d’échantillonner les séquences volcaniques affectées par chaque effondrement et remplissant leurs structures; la datation K/Ar Cassignol-Gillot sur phases séparées pour en contraindre l’âge précisément ; des reconstructions morphologiques 3D afin d'estimer le volume des édifices et des structures gravitaires; des analyses chimiques sur roches totales, visant à caractériser l’évolution de la composition des laves avant et après chaque déstabilisation.Les nouveaux résultats montrent le fonctionnement intermittent des différents tronçons la NERZ, avec un schéma récurrent comprenant :1) la croissance rapide d'un édifice imposant, dont la charge induit la création de niveaux de stockage superficiels et l’éruption de termes différenciés visqueux, favorisant l'inflation locale de la structure et sa déstabilisation2) la rupture proprement dite, datée à environ 840 ka, 525 ka et 175 ka (glissements de Güimar, La Orotava et Icod, respectivement)3) une réponse éruptive immédiate, impliquant la vidange rapide (<50kyr) du système d’alimentation, et le comblement des loupes de glissement sous des dizaines de km3 de lave.4) Un déplacement consécutif de la construction volcanique vers les secteurs moins matures de la NERZ (moindre épaisseur de l'édifice/moindre pression lithostatique)Nous montrons que les phénomènes de charge/décharge ont une influence primordiale sur le développement des instabilités gravitaires et l'évolution des systèmes d'alimentation des îles océaniques. / The growth of oceanic volcanoes is frequently punctuated by large flank collapses, which can generate voluminous debris avalanches and destructive tsunamis. The causes, the mechanisms and the consequences of such instabilities, crucial for risk assessment, remain poorly understood.Tenerife (Canary Islands, Spain) is a target of particular interest to study such phenomena. Its recent evolution includes the development of a large silicic central volcano and a prominent volcanic ridge along a main NE-SW trending rift zone (NERZ). During the last Myr, these volcanic systems have been truncated by three large flank collapses, the base of which is partly accessible through underground water mining galleries.This thesis develops a systematic analysis of the relationships between volcanic construction and recurrent flank instabilities along the NERZ. Our approach includes field investigations at the surface and in the galleries to identify and sample the volcanic units affected by each landslide and the successions filling their scar; unspiked K/Ar dating (Cassignol-Gillot technique) on fresh separated groundmass to constrain precisely the timing of the landslides; 3-D morphological reconstructions to estimate the volume of the edifices and landslides structures; and whole-rock geochemical analyses to characterize the compositional evolution of the magma prior to and after each collapse event.Our new results show the intermittent functioning of the various sections of the NERZ with a recurrent pattern comprising:(1) The rapid construction of a large volcanic edifice. The resulting load favors the creation of superficial storage levels, the associated evolution of the magma and the eruption of viscous differentiated terms, favoring local inflation of the structure and its destabilization(2) The collapse of a flank of the NERZ, dated at ca. 840 ka, 525 ka, and 175 ka (Güimar, La Orotava and Icod, events respectively)(3) An immediate eruptive response, implying the rapid emptying (<50kyr) of the feeding system and the filling of the landslide scars under tens of km3 of lava.(4) The subsequent displacement of volcanic activity towards the less mature sectors (lower thickness/lower lithostatic pressure).We show here that loading/unloading processes have a strong influence on the development of gravitational instabilities and the evolution of the magma feeding systems on such large intraplate volcanic islands.

Actuellement, Mars n'a pas de champ magnétique global comme la Terre mais les traces d'aimantations rémanentes dans la croûte Martienne, révélées par Mars Global Surveyor dès 1998, montrent qu'un champ magnétique était présent dans le passé, et que celui-ci a disparu il y a environ 4 milliards d'années. Cependant, les travaux de Lillis et al. (2006) suggèrent que la dynamo dans le noyau, qui permet la présence d'un tel champ magnétique, a pu connaître un second épisode d'activité pendant une brève période, quelques centaines de millions d'années après la disparition du champ magnétique initial. C'est la compréhension des conditions de disparition et éventuellement de réapparition du champ magnétique qui a motivé mon travail de thèse. La présence d'un champ magnétique est liée à l'activité du noyau de la planète, et au transfert de la chaleur dans le manteau. C'est pourquoi ma thèse concerne l'étude de la dynamique interne, à l'aide du code de simulations numériques CITCOM2D. Ce code, initialement conçu pour l'étude du manteau terrestre, a été modifié et adapté pour le cas Martien, notamment pour prendre en compte le refroidissement du noyau et la présence de transitions de phase haute pression des silicates. La transition de phase endothermique spinelle-perovskite, tend à inhiber la convection. Sa profondeur peut augmenter avec le refroidissement du noyau, jusqu'à ce que la transition disparaisse et libère rapidement la chaleur, entraînant éventuellement une réactivation de la dynamo du noyau. Les incertitudes sur la taille du noyau de la planète, mais aussi la composition du manteau, m'ont amené à étudier la dynamique interne à l'aide de plusieurs modèles. Les résultats montrent qu'une réactivation du noyau est possible, mais qu'elle n'est pas liée à la présence d'une couche de perovskite proche du noyau. En effet, un manteau initialement froid et non convectif, ainsi qu'une viscosité peu dépendante de la température, permettent d'obtenir une réactivation du noyau vers 1 milliard d'années, lorsque la convection démarre dans le manteau. Dans des conditions de températures plus élevées, cette réactivation n'est pas possible car la convection démarre très vite. Cependant la transition spinelle-perovskite a des effets non négligeables puisqu'elle tend à réchauffer le noyau et le manteau. De plus, dans ces conditions, l'ajout d'un saut de viscosité entraîne rapidement une situation instable et un phénomène d'avalanche où un panache chaud ascendant se forme et permet au noyau de refroidir efficacement. En conclusion, les conditions initiales de température et la loi de viscosité s'avèrent des paramètres capitaux quant à l'évolution thermique de la planète.

Le massif du Cantal, localisé dans la province volcanique Cénozoïque du Massif Central (France), est le plus grand complexe volcanique Miocène d’Europe. Il est majoritairement constitué de brèches volcanoclastiques qui lui confèrent des dimensions impressionnantes et une morphologie surbaissée. Des observations de terrain, couplées à des datations K-Ar, nous ont permis de reconstituer l’évolution morpho-structurale, la dynamique éruptive et l’histoire volcanique du massif. Après avoir contraint dans l’espace et dans le temps une séquence stratigraphique identique tout autour du massif, nous montrons qu’il existe des évidences chrono-stratigraphiques, structurales et géomorphologiques en faveur de la formation d’une caldeira centrale de 8 x 10 km il y a environ 8 Ma occupée par un lac. L’étude morphologique et sédimentologique de la principale unité bréchique du massif, le Grand Écoulement Bréchique, nous a conduit à le définir comme l’un des plus importants debris flow syn-éruptifs connus au monde dont nous estimons un volume de l’ordre de 100 km3. Nous proposons que cet écoulement résulte d’une éruption sous-lacustre intracaldeira majeure. L’interaction entre un magma juvénile et l’eau du lac de caldeira, selon un dynamisme surtseyen, a initié la formation du debris flow qui s’est propagé sur les pentes externes du volcan à 360° jusqu’à plus de 25 km de sa source. Cette étude ouvre des perspectives d’une part quant aux risques volcaniques liés aux éruptions sous-lacustres intracaldériques majeures, et d’autre part quant à la possibilité de reconstituer la morphologie passée de la source d’un écoulement bréchique volcanoclastique âgé de plusieurs Ma, par l’étude de son dépôt selon des critères sédimentologiques et morphologiques.Dans un deuxième temps, la combinaison de nouvelles datations K-Ar et d’observations de terrain nous ont permis de reconstituer l’histoire volcanique du plateau du Cézallier, siège de la plus jeune activité volcanique de France métropolitaine, du plateau de l’Aubrac, et également la chronologie du volcanisme le long du Sillon Houiller. Nous avons pu ainsi établir les relations spatio-temporelles entre le massif du Cantal et les provinces volcaniques adjacentes révélant le rôle important des fractures héritées de l’Hercynien pour la remontée des magmas. Nous confirmons ainsi une migration spatio-temporelle vers le nord du volcanisme en Auvergne. Finalement, l’acquisition au cours de ce travail de 47 nouveaux âges K-Ar de 12,8 Ma à 9 ka complète la chronologie du volcanisme du Massif Central en précisant sa distribution spatio-temporelle. / The Cantal massif, located in the French Cenozoic volcanic province, is the largest Miocene volcano in Europe. It is mainly composed of volcaniclastic breccias giving impressive dimensions and a shield-like morphology. Field observations, coupled with K-Ar datings, allowed us to reconstruct the morpho-structural evolution, the eruptive dynamics and the volcanic history of the massif. We first constrained a stratigraphic sequence which is identical all around the massif. Then, we show that it exists from chrono-stratigraphic, structural and geomorphologic evidences a 8 x 10 km central caldera ca. 8 Myrs ago occupied by a lake. The sedimentological and morphological study of the main breccia unit, the Large Breccia Flow, led us to define it as one of the largest syn-eruptive debris flow in the world. We estimate its volume at ca. 100 km3. We propose that this debris flow resulted from a major intracaldera lake eruption. The interaction between a juvenile magma and the water of the caldera lake, with a surteyan dynamics, initiated the debris flow that propagated on the external slopes of the volcano at 360° until 25 km from its source. This study opens outlets on one hand to volcanic hazards related to major intracaldera lake eruptions ; on the other hand, we show that it is possible to reconstruct the former source morphology of a several Myrs-old volcaniclastic breccia flow by studying the sedimentological and morphological criterion of its deposit.Furthermore, the combination of new K-Ar datings with field observations allowed us to reconstruct the volcanic history of the Cézallier plateau (site of the youngest volcanic activity in the continental France), of the Aubrac plateau, and also the volcanism along the Sillon Houiller. Consequently, we established the spatio-temporal relationships between the Cantal massif and the adjacent volcanic provinces, highlighting the important role of the Hercynian inherited fractures in the magmas ascent. We thus confirm the spatio-temporal migration toward the north in Auvergne. Finally, the acquisition of 47 new K-Ar ages ranging from 12.8 Ma to 9 ka conveys new time constraints on the chronology of Massif Central volcanism by precising its spatio-temporal distribution.

La mise en place de laves et d'ignimbrites rhyolitiques de nature hyperalcaline marque le début de la rupture du bloc continental qui a précédé l'ouverture du Golfe de Californie. Ces roches affleurent à l'est du grand volcan bouclier quaternaire du Pinacate ainsi que dans la région d'Hermosillo. Les données de terrain, couplées à des déterminations géochronologiques 40Ar/39Ar, à une étude minéralogique fine, aux données chimiques et isotopiques (Sr, Nd et Pb) ont permis d'établir l'âge Miocène moyen du volcanisme hyperalcalin et de préciser les conditions de genèse et d'évolution de ce magmatisme. Les données isotopiques marquées par une grande variabilité des rapports en strontium, soulignent une contamination par la croûte précambrienne. Les modélisations effectuées sont en accord avec une origine des liquides acides hyperalcalins par cristallisation fractionnée à partir de basaltes transitionnels, dans des réservoirs superficiels, avec une contamination de l'ordre de 10 %. Des évidences de mélanges magmatiques montrent que ces liquides n'ont pas évolué en système fermé. Les affleurements de la région du Pinacate constituent le prolongement méridional des manifestations miocènes de même nature situées sur la bordure du craton nord-américain, depuis le Nevada jusqu'à la Californie. Le volcanisme du Sonora central est l'équivalent des formations qui affleurent dans la région de Puertecitos, en Basse Californie. Ces deux ensembles sont situés là aussi sur une limite lithosphérique majeure entre le craton nord-américain et les terrains accrétés des Guerrero terranes. Ce volcanisme est lié à des remontées de matériel asthénosphérique (slab window ?) qui ont favorisé les phénomènes d'amincissement lithosphérique et de production de magmas basaltiques de type transitionnel.

Les géologues spécialisés dans l'étude de ces roches ne trouveront donc pas ici un exposé traditionnel de la question. L'objectif que nous nous sommes fixés a été d'éliminer tout ce qui apparaît déjà comme du détail pour ne retenir au contraire que les grandes lignes et pour essayer de cerner le rôle exact que joue le volcanisme spilitique dans l'évolution générale de la Terre. Ceci nécessite le recours préalable à un certain nombre de données initiales auxquelles nous avons consacré trois chapitres. Le chapitre 1er conduit à l'établissement d'une liste de trois propositions contradictoires dont chacune contient un énoncé essentiel pour la géologie mais dont l'une seulement se présente comme nécessairement vraie. Il se termine alors par un choix entre ces trois propositions et, compte tenu de ce que le procédé utilisé contient obligatoirement une certaine part d'arbitraire, la proposition retenue est considérée non pas comme une certitude mais comme un postulat. A partir de cette notion de base, le chapitre Il ouvre une discussion sur la signification des réactions minéralogiques. Il donne l'occasion d'introduire la notion d'élasticité thermodynamique des systèmes géologiques, puis d'envisager la distribution des entropies au sein du système Terre. Enfin, il permet de faire une distinction entre les réactions minéralogiques primordiales, c'est-à-dire allant dans le sens de l'évolution générale de la Terre et les réactions minéralogiques secondaires, c'est-à-dire allant dans le sens opposé. Le chapitre III fait un emprunt à la récente théorie des plaques et un autre à la géologie alpine. Leur superposition aboutit à un modèle théorique destiné à rendre compte de l'évolution générale de la Terre et qui est représenté de façon schématique sur la figure 29. C'est avec le chapitre IV que le problème du volcanisme spilitique est lui-même abordé. Les notions antérieurement acquises et notamment le mécanisme invoqué sur la figure 29 permettent alors de l'envisager sous un éclairage nouveau ainsi que de préciser le caractère de sa contribution dans l'évolution globale de la Terre. La conclusion de l'ouvrage reprend très brièvement ce dernier thème et, prenant en compte le devenir des potentiels chimiques au sein des systèmes géologiques,, elle se termine sur une question de portée générale qui consiste à savoir si le fonctionnement d'ensemble de notre planète ne serait pas comparable, dans une certaine mesure, à celui d'un appareil à distiller

Plusieurs volcans andésitiques dans le monde connaissent des périodes d'activité en système ouvert pendant plusieurs années, décennies voire siècles, qui sont caractérisées par des manifestations éruptives persistantes d'intensité fluctuante et ponctuées de phases explosives violentes et dangereuses, souvent accompagnées d'écoulements pyroclastiques. La compréhension de la dynamique et de l'origine de ces paroxysmes en système ouvert est un enjeu majeur de la recherche volcanologique dans le but d'améliorer la surveillance de ce type d'activité. Le Tungurahua en Equateur est un excellent exemple pour étudier un système andésitique ouvert : entré en activité en 1999, le volcan a connu une phase paroxysmale en août 2006, avec l'émission d'un panache éruptif de 15 km de hauteur et la mise en place d'écoulements pyroclastiques. Les objectifs de cette thèse sont, à partir de l'étude du dépôt de retombée, d'explorer la dynamique d'un volcan andésitique fonctionnant en système ouvert en étudiant le cas du paroxysme explosif du Tungurahua et de développer une méthode de suivi haute-résolution des budgets éruptifs massiques, transposable à différentes phases éruptives et différents volcans. A l'aide d'une déconvolution automatique des distributions granulométriques bimodales du dépôt, deux sous-populations ont été caractérisées et quantifiées. Ces dernières reflètent la syn-sédimentation de particules grossières depuis le panache éruptif, et de particules fines depuis des nuages co-écoulements pyroclastiques. Cette analyse granulométrique couplée à l'étude de l'amincissement du dépôt indiquent un volume total minimum de 42×106 m3 et un panache de 16-18 km au dessus du cratère. Cette éruption est classée comme une VEI 3 de type subplinien. Un nouveau protocole d'analyses de type et densité de clastes révèle une distribution sigmoïdale des densités des particules vésiculées avec la granulométrie. Cette loi empirique permet de déterminer la charge massique de chaque classe de constituants latéralement dans le dépôt à partir des données de comptage de grains. L'intégration des lois de décroissance massique exponentielle et puissance de chaque classe de constituant dans le dépôt permet d'estimer leur masse totale. Ces budgets massiques indiquent une magnitude~3,5 et une intensité ~9,2. La faible masse de ponces acides (<0.4 wt.%) exclus une origine par mélange de magma. Une proportion de ~98 wt.% et la faible densité de produits juvéniles révèle le caractère magmatique de l'éruption et l'absence d'interactions phréato-magmatiques. Les xénoclastes témoignent d'une fragmentation et d'une érosion des 2 km supérieurs du conduit. Des analyses morphologiques de particules menées avec un outil automatique et innovant (Morphologi G3 de Malvern) montrent le caractère hautement vésiculé des particules juvéniles et la faible viscosité de la lave. L'explosivité élevée d'août 2006 apparaît comme une manifestation extrême d'un système ouvert alimenté par des injections irrégulières de magma andésitique profond. L'activité du Tungurahua depuis 1999 définit un système caractérisé par un conduit très ouvert, une lave peu visqueuse et un dégazage par le biais d'explosions stromboliennes de faibles à hautes intensités. La méthode de détermination des budgets éruptifs est un atout majeur pour le suivi et la surveillance des phases éruptives en système ouvert.

Plusieurs volcans andésitiques dans le monde connaissent des périodes d’activité en système ouvert pendant plusieurs années, décennies voire siècles, qui sont caractérisées par des manifestations éruptives persistantes d’intensité fluctuante et ponctuées de phases explosives violentes et dangereuses, souvent accompagnées d’écoulements pyroclastiques. La compréhension de la dynamique et de l’origine de ces paroxysmes en système ouvert est un enjeu majeur de la recherche volcanologique dans le but d’améliorer la surveillance de ce type d’activité. Le Tungurahua en Equateur est un excellent exemple pour étudier un système andésitique ouvert : entré en activité en 1999, le volcan a connu une phase paroxysmale en août 2006, avec l’émission d’un panache éruptif de 15 km de hauteur et la mise en place d’écoulements pyroclastiques. Les objectifs de cette thèse sont, à partir de l’étude du dépôt de retombée, d’explorer la dynamique d’un volcan andésitique fonctionnant en système ouvert en étudiant le cas du paroxysme explosif du Tungurahua et de développer une méthode de suivi haute-résolution des budgets éruptifs massiques, transposable à différentes phases éruptives et différents volcans. A l’aide d’une déconvolution automatique des distributions granulométriques bimodales du dépôt, deux sous-populations ont été caractérisées et quantifiées. Ces dernières reflètent la syn-sédimentation de particules grossières depuis le panache éruptif, et de particules fines depuis des nuages co-écoulements pyroclastiques. Cette analyse granulométrique couplée à l’étude de l’amincissement du dépôt indiquent un volume total minimum de 42×106 m3 et un panache de 16-18 km au dessus du cratère. Cette éruption est classée comme une VEI 3 de type subplinien. Un nouveau protocole d’analyses de type et densité de clastes révèle une distribution sigmoïdale des densités des particules vésiculées avec la granulométrie. Cette loi empirique permet de déterminer la charge massique de chaque classe de constituants latéralement dans le dépôt à partir des données de comptage de grains. L’intégration des lois de décroissance massique exponentielle et puissance de chaque classe de constituant dans le dépôt permet d’estimer leur masse totale. Ces budgets massiques indiquent une magnitude~3,5 et une intensité ~9,2. La faible masse de ponces acides (<0.4 wt.%) exclus une origine par mélange de magma. Une proportion de ~98 wt.% et la faible densité de produits juvéniles révèle le caractère magmatique de l’éruption et l’absence d’interactions phréato-magmatiques. Les xénoclastes témoignent d’une fragmentation et d’une érosion des 2 km supérieurs du conduit. Des analyses morphologiques de particules menées avec un outil automatique et innovant (Morphologi G3 de Malvern) montrent le caractère hautement vésiculé des particules juvéniles et la faible viscosité de la lave. L’explosivité élevée d’août 2006 apparaît comme une manifestation extrême d’un système ouvert alimenté par des injections irrégulières de magma andésitique profond. L’activité du Tungurahua depuis 1999 définit un système caractérisé par un conduit très ouvert, une lave peu visqueuse et un dégazage par le biais d’explosions stromboliennes de faibles à hautes intensités. La méthode de détermination des budgets éruptifs est un atout majeur pour le suivi et la surveillance des phases éruptives en système ouvert. / Many andesitic volcanoes at subduction plate margins can experience in the course of their evolution periods of continuous eruption during years, decades, or centuries characterized by a fluctuation of the activity interrupted by explosive events of varying size and duration, with possible production of pyroclastic density currents. Magmatic activity lasts for long periods of time before violent explosive eruptions occur, which makes the forecasting of such events a real challenge. I focus on the case of Tungurahua, one of Ecuador’s most active volcanoes, which started an open-vent eruptive period in 1999. The paroxysmal phase occurred in August 2006 and resulted in a sustained eruption column associated with pyroclastic flows and surges. From the study of the tephra fall deposit, the aims of this work are to understand the origin and the dynamics of the August 2006 explosive paroxysmal phase and to develop a transposable method of high-resolution analysis of eruptive mass budgets. Based on a new grainsize deconvolution algorithm, two subpopulations of grains were distinguished, characterized and quantified in the bimodal distributions of the tephra fall deposit. These subpopulations result from the syn-deposition of coarse grains from the main volcanic plume and fine-grained ash elutriated from pyroclastic flows. A bulk minimum tephra volume ~42×106 m3 and a column height of 16-18 km above the vent are assessed. These data support a VEI 3 event of subplinian type. Detailed componentry counting and particle density analyses allow to propose a sigmoidal law to describe the particle density variations with grainsize of vesicular grains. This law is used to calculate the mass per unit area of the componentry classes laterally in the deposit, from the results of the componentry analyses. Integrating the mass decay rates of the componentries in the deposit, we infer their total mass. Results point to a mass magnitude of~3.5 and an intensity of ~9.2. The pumice mass fraction is far too small (< 0.4 %) to account for the high explosivity of the 2006 event. The high juvenile content in the deposit (~98 wt.%)supports a magmatic origin of the eruption, and no phreatic influence on the overall explosivity. The nature and content of non-magmatic material imply that fragmentation and erosional behaviour occurred in the upper ~2 km of the plumbing system. Morphological analyses performed with Morphologi G3 instrument (Malvern) show a high vesicularity of the products and a low viscosity of the lava. These results support an explosive event fed by a deep gas-rich andesitic reinjection, which would have incorporated a pocket of older differentiated magma and eroded the upper conduit during the sub-plinian event. Tungurahua activity describes a eruptive system characterized by an open-vent, a low lava viscosity and a degassing behaviour through strombolian explosions of weak to high intensity. The high-resolution mass-based approach reveals useful to decipher the origin of the violent 2006 paroxysm and has potential to improve magnitude determinations of ancient eruption by considering componentry mass instead of volume. It is also applicable for monitoring purposes in the context of on-going crises at many andesitic eruptive worldwide.

Le présent travail a trait essentiellement aux problèmes pétrostructuraux posés par deux suites ophiolitiques situées dans la région d 'Esfandagheh. en Iran central méridional. Ces ophiolites ont enregistré deux importants événements, identiques dans les deux suites, mais d'âges différents : 1 - Les empreintes d 'une phase d 'expansion de type océanique, 2 - Les traces de compressions tectoniques. Cela se traduit comme suit: - COMPLEXE METAMORPHIQUE DE SARGAZ-ABSHUR Ce complexe est composé de micaschistes, quartzites, schistes verts, amphibolites et, de façon moins abandante, de marbres. Ces roches dérivent essentiellement de faciès dévoniens appartenant stratigraphiquement à l'épaisse séquence de roches volcaniques et sédimentaires déposées de l'Infracambrien au Trias dans d'étroits bassins linéaires ou "rifts", entaillés dans le bouclier cratonique précambrien irano-arabique. Ces rifts se sont développés exactement de la même façon que la Mer Rouge actuelle et sont comme elle caractérisés par des volcanites tholéiitiques et d'épais dépôts détritiques qui contrastent avec les sédiments carbonatés de la plate-forme adjacente. Ces dépôts de rifts ont d'abord été métamorphisés statiquement, à la manière d'un fond océanique, Les phases compressives ultérieures apparaissent avec l'orogenèse paléocimérienne, elles sont caractérisées par : a) - formation de schistes à glaucophane, dont la paragenèse se superposent au métamorphisme initial précédent, du fond océanique; b) - plissement E-W à fort aplatissement et schistosité de plan axial, contemporains d'un métamorphisme syntectonique c) - la schistosité nouvellement formée est plissée en même temps que se développe une phase de recristallisation de type Abukuma ; d) - après relâchement des compressions toutes ces métamorphites sont envahies par un magma basaltique tholéiitique. Celui-ci se différencie en une suite de roches grenues rubanées allant des dunites-harzburgites-pyroxénolites-gabbros jusqu'à des granophyres. A leur contact se développe un métamorphisme thermique avec des cornéennes et des skarns dans des conditions estimées à 950 - 1000° C et 1,5 kb. Les conglomérats du Jurassique inférieur reposent en discordance angulaire sur toutes ces métamorphites et roches éruptives. L'activité magmatique basaltique (cf. d) est le prélude à la naissance d'un autre bassin comparable à la Mer Rouge s'ouvrant dans le craton ancien où s'associent les métamorphites paléocîmériennes. Ce nouveau "rift" qui se développe à partir de la fin du Trias, est celui du "coloured melange". - LA ZONE DU "COLOURED MELANGE" Ce bassin contient une séquence à shales, greywackes, radiolarites, coulées de laves en coussins, diabases ... qui s'est déposée du Trias supérieur à l'Eocène. Ces roches subissent aussi un premier métamorphisme comparable à celui du fond océanique, dans le faciès amphibolite à albite et épidote. Ultérieurement elles sont comprimées pendant l'orogenèse alpine proprement dite, et la suite des événements suivants s'y retrouve a) - en une étape précoce de la compression les fluides sont remobilisés et grâce à la présence d'écrans imperméables constitués par les ultrabasites, mis en pression dans certains secteurs. Un métamorphisme HP/BT développe les paragenèses typiques à glaucophane-aegyrlne-aragonite-lawsonire-pumpellylte-pectolite. Ces recristallisations se font aux dépens des roches précédemment métamorphisées pendant la périod~ed'expansion; b) - ces métamorphites sont ensuite plissées et métamorphisées à nouveau dans une phase syntectonique sous les conditions du faciès Schistes verts. Ces événements se produisent après l'Eocène et avant le Pliocène. Les phases de plissements plio-pléistocènes déforment plus tard tous ces faciès. On conclut par une application aisée du modèle de la tectonique de plaques au temps de l'expansion et de la création des rifts comparables à celui de la Mer Rouge. Par contre le modèle de la subduction du type Japon est moins facilement applicable pour expliquer les phases de serrage et de fermeture.

Le système volcanique de La Réunion est formé de la coalescence des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise. Son édification, liée à l’activité d’un panache mantellique, est caractérisée par une phase de croissance sous-marine, puis subaérienne, suivie d’une période de dégénérescence, comme proposé classiquement pour les volcans boucliers océaniques d’Hawaii. De précédentes études ont montré que l’activité subaérienne de La Réunion aurait débuté il y a environ 2,2 Ma. Les analyses géochimiques menées jusqu’alors sur les produits associés à cette activité volcanique (subaérienne et sous-marine) ont montré un caractère chimique transitionnel avec une composition isotopique (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd et 176Hf/177Hf) particulièrement homogène pour un volcanisme de point chaud. Dans cette étude, nous montrons que des laves sous-marines récemment identifiées sous la série basique du Piton de la Fournaise (au sein de la sur Rift Zone Nord-Est) ainsi que des laves subaériennes affleurant à la base de canyons incisés dans le massif (Série Différenciée de la Rivière des Remparts), présentent des caractéristiques ne s’inscrivant pas dans le modèle d’évolution proposé précédemment pour ce volcan. Se pose donc la question de la nature et de l’origine de ces laves, ainsi que de leur place et appartenance dans l’édification du système volcanique réunionnais. De nouvelles investigations pétro-géochimiques et géochronologiques ont été menées sur la partie sous-marine de l’édifice de La Réunion. Elles révèlent l’existence d’un groupe de laves exceptionnel. Leur composition se distingue clairement de celle des échantillons communément analysés à La Réunion et montre (1) un enrichissement en éléments incompatibles couplé isotopiquement à (2) un rapprochement vers un pôle mantellique enrichi de type EM. Ces particularités géochimiques démontrent que le panache mantellique possède (1) une source hétérogène affectée par (2) des taux de fusion variables. De plus, deux échantillons de ce nouveau groupe datés à 3,77 (0,08) et à 3,34 (0,07) Ma étendent considérablement la période d’activité connue de l’édifice. Ces âges remarquables font de ces laves les plus anciennes jamais datées à La Réunion. La nature géochimique ainsi que la position stratigraphique des laves de cette étude (échantillons subaériens et sous-marins des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise) impliquent une réinterprétation du schéma d’évolution global de l’île. Contrairement aux études précédentes, nos résultats sur ces laves montrent que : (1) Les laves différenciées de la Rivière des Remparts, qui sont des laves subaériennes, de part leur position stratigraphique et géographique sous-jacente au Piton de la Fournaise et par analogie avec le Piton des Neiges, ne peuvent être reliées à l’activité de la Fournaise, (2) Le signal isotopique du groupe de laves sous-marines de la Rift Zone Nord-Est de la Fournaise, révèlent l’hétérogénéité de la source du panache mantellique sous La Réunion, source que nous identifions comme des enclaves d’éclogite contenues dans une lherzolite à spinelle, (3) L’âge plus ancien de ces laves sous-marines et leur localisation sous le flanc Est de la Fournaise remet en questions le schéma jusqu’alors admis pour l’édification de l’île de La Réunion reposant sur la construction du Piton des Neiges puis celle, adjacente, du Piton de la Fournaise. En conséquence, nos données géochimiques et géochronologiques sont de nouveaux arguments en faveur de l’élaboration d’un modèle d’évolution plus complexe, suggérant l’existence d’un troisième massif volcanique. Il est en accord avec les précédents travaux de pétrologie et de géophysique suggérant l’existence d’un troisième édifice à l’Est de La Réunion, communément appelé le Volcan des Alizés. / The volcanic system of La Reunion is made of the coalescent Piton des Neiges and Piton de la Fournaise edifices. Its formation, associated with the activity of a mantle plume, is characterized by phases of submarine and subaerial growth, followed by a period of destruction, as described in the classical model proposed for Hawaiian Island volcanoes. Previous studies showed that the subaerial activity of La Reunion would have started around 2.2 Ma ago. Geochemical analyses carried out on the products associated with subaerial and submarine volcanism revealed their transitional chemical nature and their peculiar homogeneous isotopic compositions (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd et 176Hf/177Hf) for a hotspot derived magmatism. In this study, we show that some unusual submarine lavas were recently identified below the basal series of Piton de la Fournaise volcano (dredged on the North-East Rift Zone of la Fournaise) and below the subaerial lavas outcropping at the base of the differentiated series of Rivière des Remparts, indicate that the evolution of La Reunion system is probably more complex than previously suggested. The question of the nature and origin of these lavas, together with their implication on the formation of La Reunion, is an issue of major interest in order to better constrain the global evolution of the volcanic system. As a consequence, new petrological, geochemical and geochronological investigations were conducted on the submarine part of La Reunion edifice. They revealed the existence of a geochemically exceptional group of lavas. Its composition is clearly different from common samples of La Reunion and presents (1) an enrichment in incompatible elements and (2) tends toward an enriched EM endmember. These chemical specificities reveal that the source of La Reunion magmatic products is (1) an heterogeneous source affected by (2) variable melting degrees. Moreover, two samples of this new group dated at 3.77 (0,08) and 3.34 (0,07) Ma extend considerably the period of activity of the island. These rocks are the oldest samples ever dated at La Reunion. The nature and stratigraphical location of subaerial and submarine samples from Piton des Neiges and Piton de la Fournaise imply a new interpretation of the global evolution of the island. Unlike previous studies, our results indicate that :(1) The differentiated subaerial lavas from Rivière des Remparts, due to their stratigraphical and geographical location underlying Piton de la Fournaise, and by analogy with the Piton des Neiges, cannot be linked to the activity of Piton de la Fournaise. (2) The isotope signature of the submarine lava group from the North-East Rift Zone of Piton de la Fournaise, reveals the heterogeneous character of the mantle source under La Reunion Island, that can be modelled as embedded eclogite in a matrix of spinel lherzolite, (3) The age of this submarine group and its location under the eastern flank of Piton de la Fournaise, imply a more complex model of evolution of La Reunion. Therefore, our geochemical and geochronological data are new arguments suggesting the existence of a third volcanic center on the island. This assumption confirms the previous petrological and geophysical evidence supporting the existence of this volcano at the East of La Reunion, commonly called Les Alizés volcano.