Dissertations / Theses on the topic 'Géomorphologie structurale'

Les illites sont caractérisées par une variabilité morphologique (fibres, cheveux, plaques), structurale (polytypes / polymorphes) et de composition chimique. Cependant, leurs mécanismes de croissance et les domaines de stabilité ne sont pas bien identifiés. Les objectifs de cette thèse sont de 1) caractériser la morphologie et la structure cristalline de différentes illites naturelles des bassins d'Athabasca et de Kombolgie par DRX, AFM et MET et 2) de s'appuyer sur cette caractérisation morpho-structurale pour élaborer un modèle géomorphologique cohérent et in fine accéder à la stabilité thermodynamique des différentes variétés structurales d'illites. Sans interstratification dans les échantillons, les différents polytypes / polymorphes coexistent en cristaux distincts et présentent des distributions des paramètres de taille similaires entre échantillons d'un même bassin et entre les deux bassins. Pour la première fois, un lien entre morphologie et nature structurale a été identifié : les lattes sont quasi systématiquement 1Mt, les plus trapues soit 1Mc et 2M1. Un modèle de nucléation a été développé spécifiquement aux cristaux. La nucléation des illites est nettement facilitée si elle est hétérogène plutôt que homogène, et le coût énergétique diffère significativement selon la nature du support. Un résultat important de cette thèse est qu'il est possible de reproduire les conditions naturelles : nature et quantité relative de minéraux. Cette reproduction est possible dès lors qu'on définit pour chaque polytype / polymorphe d'illite une stabilité cinétique et une stabilité thermodynamique avec une hiérarchie de stabilité
Illites clay minerals are very useful in prospection to determine paleo T°-conditions. It has been showed that illite clays are of many chemical compositions and crystallographical structures. Their morphology (hairy, lathy, platy) have a direct impact on reservoirs’ permeability. Nevertheless, growth and nucleating mechanisms of crystallite have not been well identified yet. The aims of this study are 1) the morphological and structural characterization of natural illites (for 4 samples from the Athabasca and Kombolgie basins) with DRX, AFM & MET, 2) to build a theoretical geomorphological model to access to growth mechanisms. First, it appears that illite polytypes / polymorphs are not interstratified in crystals ; the crystal size distributions are very similar whatever the sample. Moreover, a link between morphology and crystalline structure of crystals is established. In the second part of this work, an adapted crystal nucleation model is built to get interfacial strength information and to compare heterogeneous and homogeneous nucleation. An other major results consists in reproducing natural conditions with a thermodynamic model taking into account the morphology of the minerals and their germination site. Such a reconstitution is possible on condition that different kinetical and thermodynamical stability values are defined for each illite polytype / polymorph

Les glissements de terrain se développent en différents environnements dans le monde. Les mécanismes et les processus qui contrôlent ces mouvements sont les objets des nombreuses études et analyses. Les glissement de terrain se produisent quand les résistances d'un niveau de sol deviennent plus petites que les forces. Différents facteurs peuvent produire ces variations : l'activité fluviale, le changement du niveau des eaux souterraines dû aux précipitations, les tremblements de terre, les activités humaines et aussi la végétation, les failles, la géologie et les propriété des sols. Cette thèse fournit une analyse des processus de versant pour comprendre comme tous ces facteurs géomorphologiques, structuraux et géologiques peuvent être responsables des instabilités. Les bassins versants du Liro et du Livo sont localisés sur le bord nord-occidental du Lac de Côme, dans les Alpes Centrales. De nombreux glissements de terrain sont actifs dans cette zone et leur étude est très importante pour comprendre leur évolution et leur impact sur le territoire. Le marche géologique-structural est très complexe : le lien avec la Ligne Insubrique (en particulier sa partie fragile, nommée Faille du Tonale) et l'influence sur la résistance des roches sont des aspects très importants pour comprendre les raisons de déclenchement des glissement de terrain. En particulier le GSI, une des méthodes d’évaluation de la qualité des roches, a montré comment celles-ci sont influencées par les linéations et comme il peut être utilisé comme indicateur de la tendance à l'instabilité des versants. Les données de précipitation montrent comme le nord du Lac est la zone plus pluvieuse de la Région Lombardie : l'analyse pluviométrique, avec le calcul de les hauteurs de précipitation et des temps de concentration, a soulignée que ce régime pluviométrique peut vraiment être une des principales causes de mouvement du terrain. La végétation peut être un indicateur pour la datation des processus. Une détaillée analyse des trois séries des photos aériennes (1954, 1983 et 1998) a permis de calculer le taux de fréquence et de extinction des glissement terrains dans les bassins versants du Liro et du Livo. La même interprétation, avec les données du terrain, a permis de repérer nombreux glissement terrains classifiés en deux typologies principales: débris flows et débris avalanches. Une analyse statistique des données réunies, en particulier surfaces et volumes, a permis de déterminer des valeurs limite pour comprendre quels phénomènes sont significatifs pour les études d'instabilité. Les volumes mobilisés sont 450. 000 m3 sur une surface totale de 300. 000 m2. Une carte de glissements de terrain a été produite pour montrer la localisation des événements et pour comprendre si ceux-ci sont en relation avec la géologie, avec les dépôts quaternaires ou avec des autres processus. Un inventaire des tous les glissement terrains relevés sur le terrain avec des descriptions est mis dans l'annexe A. Une analyse du débris flow de la Vallée de l'enfer a été faite par un relief morphométrique du chenal, l'étude granulométrique et géotechnique des dépôts. Toutes ces informations donnent la possibilité de caractériser le processus et de souligner l'importance de la zone de source. Elle est caractérisée par des roches très cassées qui garantissent la présence du matériel pour le débris flow. Leurs absence est cause d'extinction du processus. Souvent l'étude des glissement versants n'est pas très facile, surtout pour la difficulté de reconstruire la condition initial du phénomène et trouver les liaisons entre les paramètres qui le caractérisent. De plus un glissement est un événement unique et le répéter plusieurs fois pour l'étudié est impossible dans la réalité : on peut le faire en laboratoire. Les analogies qu'on a entre l'événement naturel et les épreuves expérimentales ont été les raisons de créer un nouveau protocole pour l'analyse des flux granulaires. Cette analyse expérimentale a permis de trouver de relations entre les principaux paramètres du glissement simulé, en particulier entre runout et épaisseur initial, entre pente initiale et pente critique et entre L/H0 (où L est le runout et H0 l'épaisseur initial) et la pente critique. Les résultats sont prometteurs: la relation entre l'épaisseur d'escarpement et sa longueur, obtenus par les expériences, est confirmée aussi par les données relevées en Valcirga. Cette étude géologique et géomorphologique a donc permis de comprendre la nature des phénomènes et leurs évolutions dans un environnement beaucoup influencé par la tectonique, le climat, la géologie et il représente une importante source d'information sur les glissements de terrain du bord nord-occidental du Lac de Côme
Landslides involve many different geological materials around the world. The mechanics and processes controlling mass movements in mountain environment are object of studies and analyses. Landslides occur when the shear strength of a layer in a slope becomes smaller than the shear stress. Various kind of factors can induce this strength variation for example: fluvial action, changes in groundwater level, earthquakes, human activity and also vegetation effects, fault influence, rock and soil properties. This thesis gives an analysis of slope processes to understand how geological, structural, climatic and geomorphological factors are responsibles for instabilities. Liro and Livo catchment basins are the object of this study. They are located in the north-western side of Como Lake, in Lepontine Alps. Several landslides occur in this area. Their study is fundamental to understand the landscape evolution and their impact on the territory. Geological and structural setting of this area is very complex: its relationship with the Insubric Line (and in particular with its brittle branch, the Tonale Line) and the influence on rocks strength are important data to know the triggering area of debris flows and debris avalanches. In particular the Geological Strength Index (GSI) analysis has demonstrated how rock mass behaviour is influenced by presence of structural lineaments more or less conjugated with the Tonale Fault and how this method could be utilized as an indicator of natural failure. The rainfall data show that this area is one of the most rainy zones of the Lombardia Region: the pluviometric analysis involving the calculation of height of rainfall and time of concentration (Tc), have underlined that this regime could induce mobilization of incoherent quaternary cover and trigger landslides. The slope vegetation recovery is an other important indicator for the landslide monitoring because it can give information about the age of the erosive processes. A detailed analysis of three series of aerial photos (1954, 1983 and 1998) have allowed the calculation of extinction and occurrence rates for the analysis of Liro and Livo catchment basins. This aerial analysis and interpretation, in addition to field survey, has shown a high number of landslides classified as debris flows and debris avalanches. A statistical analysis of the Liro and Livo areas and volumes has given the respective limits to understand the potential risk of the area and to estimate the general instability. In fact the volumes mobilized are approximately 450. 000 m3 for an area of 300. 000 m2. A landslide map of Liro and Livo basins has been therefore realized landslide in relation to the lithology (gneiss, limestone, granodiorite, micaschist), deposits (glacial, eluvial, alluvial and paleo-landslides) and erosion processes (debris flow and stream erosion). A landslide inventory is also reported with a brief analysis of the main events divided for sectors (Enclosure A). An analysis of the debris flow in the Inferno Valley, in order to investigate and comprehend the evolution of this process, carried out a topographic survey finalized to morphometric channel measurements, granulometric and geotechnical analyses of the deposits. The study of landslides is not very easy, due to the difficulty in the reconstruction of the topography before the instability. It also hard to determine a relationship between the parameters that characterize a landslide. Analogies between lab-scale experiments and natural events are the input for the creation of a new protocol of analysis of granular mass movement. This experimental investigation has allowed to find out a correlation between principal parameters of a simulated landslide, in particular between runout and the initial slide thickness, initial and critical slopes and between the ratio L/H0 (where L is the runout and H0 the initial thickness) and critical slope. The results promise good evolution: the relationship between zscarp and Lscarp in the experiments is confirmed in Valcirga measures. This geological and geomorphological study has therefore allowed to understand the natural phenomena and the evolution of the mountain landscape strongly affected by tectonic deformation, in relation to the climate change, to acquire ability to analyse these extreme geological events. This study aims to explain if the general assessment of the area can be responsible of instabilities and which factors are involved and their consequences. Ail gathered information will become an important database for further works in the study area

Cette étude s'inscrit dans le cadre de la géomorphologie structurale. Le but en est d'apporter une explication à la répartition des formes du relief par rapport aux nouvelles conceptions tectoniques. Pour examiner ce lien, les déformations et les contraintes ont été calculées à partir des dolines des crêtes. L'intérêt de la montagne de Velebit tient à sa grande densité en formes karstiques et à sa dynamique tectonique récente. Ce travail a permis de dégager une nouvelle méthodologie en la matière. 2 méthodes géologiques, la méthode de centre et celle de projection, ont été adaptées aux conditions géomorphologiques. Les contraintes et les déformations ont été calculées à partir de la distribution spatiale des dolines, pour détecter les influences tectoniques récentes, et à partir de la morphologie des crêtes, pour distinguer les différents types d'influences tectoniques récentes et anciennes. Un intérêt particulier a été porté sur les variations spatiales des paramètres mesurés, lesquels sont examinés à travers la méthode des trajectoires. Les résultats acquis dans les 1ères parties ont été utilisés pour l'élaboration de plusieurs modèles numériques. La 1ère serie de modèles utilise les résultats d'analyse morphologique alors que la 2e consiste en la simulation cinématique. Le but en est d'apporter des éléments explicatifs sur les causes principales des distributions de contraintes et de déformations, obtenues précédemment. La comparaison de résultats, issus de méthodes différentes et d'analyses à différentes échelles, a permis d'établir en termes quantitatifs, le lien étroit qui existe entre les deux formes de relief étudiées et la tectonique. Enfin, cette étude met en exergue l'importance de la géomorphologie dans l'étude de la géodynamique et celle de la tectonique dans l'étude des formes du relief

Le premier objectif de ce travail est de quantifier, a l'aide de marqueurs sedimentaires, geomorphologiques et topographiques, l'histoire structurale de la provence occidentale a partir du miocene. L'etude de la deformation d'un marqueur sedimentaire, le miocene, permet d'identifier les structures reactivees en provence occidentale lors de la phase alpine : ce sont principalement des chevauchements e-w a vergence sud et des decrochements senestres ne-sw. La deformation integree du miocene a l'actuel mesuree sur ces structures est de 0. 1 mm/an. L'utilisation d'une serie de surfaces geomorphologiques marqueurs montre que cette deformation est essentiellement d'age miocene et que son intensite diminue du nord vers le sud. Il s'ensuit que la deformation pliocene a actuelle est difficilement quantifiable. Notre etude a egalement pour objet la caracterisation des liens entre les processus tectoniques et les mecanismes d'erosion et de depot sur les structures provencales. L'application de la geomorphologie quantitative au chainon du luberon met en evidence une dissymetrie n-s liee a la vergence structurale de cet anticlinal, ainsi que la relation existant entre la variation laterale de l'amplitude du pli et son erosion. Elle confirme egalement le role de la resistance des calcaires a l'erosion mecanique dans la conservation de morphologies fraiches en provence. La caracterisation morphologique des systemes cones / bassins versants sur deux sites le long de la faille de la moyenne durance, combinee a des simulations numeriques des interactions erosion-sedimentation sur la trace d'une faille ne permet pas de mettre en evidence de jeu decrochant mesurable (<5 mm/an), deformant ou decalant les cones depuis l'holocene. Elle met en avant le role fondamental de la pente globale sur les quantites d'erosion a l'amont et de depot a l'aval. Les cones des deux sites sont des cones d'origine preferentiellement climatique deposes en l'absence de surrection importante.

Dans notre travail, nous montrons qu'un socle panafricain (600 na) a subi une evenement thermique important au niocene (20 na) associe a une deformation ductile du type non-coaxial synmetamorphe. L'absence d'evenement hercynien dans le massif de l'edough, par opposition a ce que l'on connait dans les noyaux kabyles, est egalement discutee. L'empreinte d'un eventuel evenement hercynien serait obliteree par l'evenement miocene de haute temperature. Selon nous, le massif de l'edough n'a pas connu une tectonique compressive (chevauchements) comme les noyaux kabyles mais plutot une tectonique extensive en failles normales ductiles a relier a l'ouverture du bassin mediterraneen. L'evenement thermique majeur miocene (16-24 na) a ete demontre en appliquant toutes les methodes geochronologiques disponibles a montpellier c'est-a-dire: sm/nd sur les paires rt-grenat: rbrb/sr sur les paires rt-biotite: u/pb sur monazites et apatites: 39ar-40ar sur micas et amphiboles. Pour la premiere fois, nous demontrons que l'evenement thermique miocene est important puisqu'il correspond a des parageneses de haute temperature (560c a 600c) et a des pressions de l'ordre de 3 a 4 kb. Ces conditions p-t representent les derniers stades du metamorphisme et correspondent bien a celles de la deformation. Par ailleurs, les observations structurales dans le massif de l'edough permettent de conclure que la tectonique tangentielle a vergence nw a clive en u amincissant la pile des maghrebides par le jeu d'une grande faille normale ductile d'age miocene. Cette technique est la consequence d'une exhumation rapide du massif de l'edough preludant a l'ouverture du bassin algero-provencal

Le Tangkuban Parahu (2084 m) est un édifice intra-caldérique du strato-volcan Sunda qui se situe à 17 km au nord de Bandung, à l’ouest de Java. Le Tangkuban Parahu est un volcan andésique calco-alcalin modérément à fortement potassique, et est le seul strato-volcan actif du massif quaternaire, appelé complexe de Sunda. L’évolution géomorphologique de cette région a été mis en évidence par la subsidence du complexe, des avalanches de débris le long de l’axe du complexe, les éruptions pliniennes/ignimbritiques du Sunda et le rejeu de la faille de Lembang du segment occidental. Le 1er évènement (0,51-0,105 MA) a formé le bassin et l’escarpement de faille de Lembang au sud du complexe, mais a plissé et chevauché les piémonts nord, formant le mont, le bassin et l’escarpement de pli-faille de Tangkuban Parahu. Le 2e (entre 0,51 et 0,105 MA, mais postérieurement au 1er), a laissé des cicatrices en fer à cheval. Le 3e (vers 0,105 et 0,05 MA) a formé des calderas au sommet et des plateaux ignimbritiques autour du volcan. Par ces éruptions majeures, la plupart de cette région est recouverte par des dépôts cendreux ; ils sont à présent profondément altérés. Le climat équatorial javanais permet au processus morphogénique de les creuser, formant des vallées profondes surimposées sur les plateaux en amont, ainsi que l’accumulation détritique en aval, formant des plaines alluviales. Le 4e (vers 0,024 MA) a fait réapparaître les anciens escarpements de faille composite. Depuis 2 siècles les éruptions phréatiques prédominent. Les aléas et risques érutifs futurs seront probablement d’origine phréatique ou phréatomagmatique. Cependant, les éruptions pliniennes du passé peuvent être récurrentes. Les coulées pyroclastiques et les déferlantes sont considérées comme les menaces directes les plus importantes
The tangkuban parahu volcano (2084 m) is a nested strato-cone which developed in the caldera of the sunda volcano in west java (indonesia). It is situated 17 km north of bandung, a city with 2. 5 millions inhabitants in 1995. Sunda-tangkuban parahu is an andesitic volcano belonging to the medium and high alkaline series and is the sole active volcano in the quaternaire volcanic chain, the so-called sunda complex. The geomorphological evolution of this region is marked by the subsidence of the sunda complex, the debris avalanches along the axis of the sunda complex, the plinian/ignimbritic eruptions of sunda-tangkuban parahu, and the reactivation of the west part of the lembang fault. The first event (0. 51-0. 105 ma) formed the basin and the fault scarps of lembang in the south of the complex, but it folded and thrusted up the northern footslopes, forming the mountain, the basin and the broken fold scarps of tambakan. The second event (between 0. 51 and 0. 105 ma, but after the subsidence) left numerous horseshoe morphologies. The third event (about 105 and 50 ka) created the calderas in the summit and the ignimbritic plateaus around the volcano. By these major eruptions, the most part of this region was covered by ash deposits; they are now deeply weathered. The javanesse equatorial climate allows erosion to incise the deposits in the uplands, forming the deep superimposed valleys in the plateaus, and the aggradation in the lowlands, forming the alluvial plains. The fourth event (about 24 ka) uplifted the old fault scarps that were buried by ash and pumice deposits, forming a new one the so-called composite fault scarps. During the 2 last centuries phreatic eruption has predominated on tangkuban parahu. The hazard and the risk of a future eruption are supposedly from phreatic and phreatomagmatic eruptions, but the recurrence of plinian/ignimbritic eruptions is possible. The pyroclastic flows and surges are considered as the most direct hazard

L'objectif de cette thèse était de caractériser la déformation récente, tant dans son style que dans son partitionnement, d'un arc orogénique lent à travers une approche pluridisciplinaire à grande échelle.La déformation récente et actuelle de l'arc du Jura a été caractérisée par l'analyse des indices géomorphologiques le long des profils de rivières ainsi qu'à travers le traitement des données sismiques et géodésiques. Les essais de caractérisation et de datation des évènements tectoniques et sismiques à travers l'analyse des failles décrochantes tardives et des enregistrements spéléologiques n'ont pas permis d'apporter de nouvelles données sur la néotectonique du Jura. Cependant la combinaison des données et observations géomorphologiques, géophysiques et géodésiques confrontée aux données des précédentes études nous permets de proposer un modèle de répartition de la déformation dans le système orogénique Alpes occidentales-Jura. [...]
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La chaîne du Kunlun Occidental est une chaîne de montagnes intra-continentale en déformation lente, située à la bordure Nord-Ouest du plateau du Tibet. Malgré des évidences de raccourcissement au travers de la chaîne durant le Cénozoique, les taux de raccourcissement actuels sont trop faibles pour être quantifiés par les techniques géodésiques classiques. Par ailleurs, cette région n’a enregistré que peu de sismicité, mais le récent séisme de Pishan en juillet 2015 (Mw 6.4) atteste encore de son activité de nos jours. Dans cette thèse, nous cherchons à identifier les structures actives qui accommodent actuellement le raccourcissement, ainsi qu’à quantifier le taux de raccourcissement au travers de la chaîne, et à explorer la possibilité d’avoir de grands séismes dans cette région.Nous nous concentrons tout d’abord sur la zone épicentrale du séisme de Pishan. En combinant une analyse d’images satellites et de MNT, nous identifions neuf niveaux de terrasses fluviales et de surfaces alluviales incisées au niveau du pli de Yecheng-Pishan. Grâce à certains niveaux datés et à l’enregistrement de leur incision, nous quantifions le taux de raccourcissement sur cette structure à 0.5-2.5 mm/an sur les derniers 400 ka, avec une valeur long-terme plus probable entre 2-2.5 mm/an. A l’aide d’une étude structurale basée sur des cartes géologiques, données de terrain et profils de sismique réflexion du front de chaîne, nous identifions l'écaille chevauchante frontale formant le front de déformation de la chaîne du Kunlun Occidental. Cette écaille est enracinée dans un décollement superficiel, émergeant en surface au sein du bassin du Tarim, 150 à 180 km au nord du front morphologique de la chaîne, au niveau de la ride du Mazar Tagh. De telles dimensions impliquent la possibilité de grands séismes (M>8) si ce décollement était actuellement bloqué et venait à rompre en une fois. Afin d'explorer la potentielle segmentation structurale et d’éventuelles variations du taux de raccourcissement le long du front de chaîne, une étude morpho-structurale du pli de Hotan, situé ~100 km à l'est de Pishan, est menée. Trois coupes géologiques sont réalisées au travers de cette structure, puis combinées avec l’analyse morphologique de terrasses fluviales. Ainsi, malgré des variations sur le nombre de structures aveugles accommodant la déformation active, le taux de raccourcissement semble similaire tout le long du front de chaîne. Ce scénario semble toutefois avoir été plus complexe dans le passé géologique. Enfin, pour avoir une meilleure compréhension de la façon dont la déformation est accommodée au travers de ce système de failles, et afin de vérifier la viabilité de la cinématique connectant le front de chaîne au Mazar Tagh, nous réalisons une nouvelle étude morpho-structurale de la zone où la rampe émerge en surface au cœur du bassin du Tarim. Une coupe géologique est construite à partir d’un profil sismique, permettant d’obtenir la géométrie précise de la rampe. Malgré l’aridité de la région, des terrasses ont été identifiées et échantillonnées pour datation OSL et 10Be. Ces terrasses sont ensuite cartographiées afin de quantifier la déformation enregistrée par ces marqueurs. Cette analyse nous permet ainsi de montrer que la déformation est bien transmise jusqu’à la rampe émergeant en surface au Mazar Tagh. Nous explorons ensuite le potentiel aléa sismique de la région en étudiant des marqueurs morphologiques qui pourraient avoir enregistré des séismes passés. Nos résultats apportent de ce fait une meilleure connaissance des structures actives et de la cinématique de la déformation dans cette chaîne de montagnes, et permettent de discuter du potentiel aléa sismique de la région
The Western Kunlun mountain range is a slowly converging intra-continental orogen located at the northwestern boundary of the Tibetan Plateau. Despite evidence of shortening through the range during the Cenozoic, present-day shortening rates are too low to be properly quantified from geodetic techniques. This region has also recorded limited seismicity, but the recent July 2015 (Mw 6.4) Pishan earthquake shows that this mountain range remains seismic. In this thesis, we aim at identifying the structures that actively accommodate this deformation across the range, at quantifying their slip rate and at exploring the potential for major earthquakes in this region.To do so, we first focus on the epicentral zone of the Pishan earthquake. Combining analysis of satellite images and DEMs, we obtain a detailed morphological analysis of the Yecheng-Pishan fold and find nine levels of incised fluvial terraces and alluvial fans. From their incision pattern and using age constraints available on some of these terraces, we are able to quantify the slip rate on the underlying blind frontal ramp to 0.5 to 2.5 mm/yr over the last ~400 kyr, with a most probable long-term value of ~2.0-2.5 mm/yr. Thanks to a structural study of the mountain front based on topographical and geological maps, field observations and available seismic profiles, we also identify a major active thrust sheet forming the deformation front of the Western Kunlun Range. This thrust sheet roots into a shallow decollement that emerges at the surface 150-180 km further north within the Tarim Basin, at the Mazar Tagh ridge. Such important dimensions imply the possibility of major M ≥ 8 earthquakes in the case that the whole decollement is presently seismically locked and fully ruptures in one single seismic event. With the idea of exploring potential along-strike structural segmentation or variations in deformation rate or in kinematics along the mountain front, a morpho-structural analysis is also conducted at the Hotan anticline, located ~100 km east of the Pishan epicentral area, along the morphological front of the Western Kunlun. Here, we build three geological cross- sections and investigate the record of preserved fluvial terraces. Despite a change in the number of active blind structures accommodating deformation, the slip rate remains similar along the mountain front. This pattern may however have been more complex in the geological past. Finally, to have a better understanding on how this deformation is accommodated through this fault system and to further test the possibility that the Mazar Tagh is really structurally and kinematically related to the folds of the mountain front, we conduct a new morphological and structural analysis of the most frontal ramp emerging at the Mazar Tagh ridge. A structural cross-section is built thanks to the combination of a seismic profile crossing the ridge and using field measurements, allowing us to get the precise geometry of the emerging ramp. Despite the current aridity of the region, a set of terraces is identified and sampled in the field for OSL and 10Be dating. Using Pléiades images and derived DEMs, we map theses terraces to quantify the amount of deformation recorded by these markers. This analysis shows that the kinematics proposed is viable and deformation is most reasonably transmitted from the topographic front of the Western Kunlun Range all the way to the Mazar Tagh emerging ramp. We also investigate potential geomorphic markers that may keep a record of past mega-earthquakes at this site of the deformation front. Our results help us get a better knowledge on the structure and kinematics of this range and its deformation front, and to discuss potential seismic hazards in this slowly deforming region

La formation des arcs orogéniques résulte de plusieurs processus tectoniques ayant agi sur la configuration pré-orogénique, pré-collisionnelle ou sur la tectonique collisionelle. La formation de l’arc des Alpes occidentales est attribuée à l’indentation collisionnelle de la marge Européenne et du prisme orogénique par l’indenteur Adriatique. Cependant la direction d’indentation, sa composante rotationnelle et les mécanismes d’accommodation ne font pas consensus et de nombreux modèles cinématiques proposent des explications incompatibles entre elles, afin d’expliquer la géométrie arquée de la chaîne. L’évaluation des différents modèles de formation de l’arc des Alpes occidentales met en avant la probabilité de l’existence d’un proto-arc hérité de la phase de subduction et amplifié par l’indentation Adriatique, essentiellement vers le NW. Ces deux phases permettent d’expliquer la formation de l’arc à l’exception de sa terminaison méridionale E-W. En effet l’orientation des structures de l’arc de Castellane semble héritée des structures pyrénéo-provençales, antérieures à la collision Alpine et réactivées par une convergence N-S post-Tortonien (~12 Ma), sans lien direct avec la collision Alpine. Concernant la direction WNW-ESE des Alpes Ligures, elle semble être influencée par la rotation antihoraire de 50° des Apennins, liée au rollback du slab Adriatique, contemporain de l’ouverture du bassin Liguro-Provençal (23-15 Ma). Une compilation exhaustive des données de paléomagnétisme dans les Alpes a été construite et complétée par 11 sites de nouvelles données. L’étude des rotations d’axe vertical de ces données a permis de réfuter l’existence d’une rotation significative de la plaque Adriatique durant la collision Alpine. Les tests oroclinaux, réalisés à plusieurs échelles, mettent en évidence que l’arc des Alpes occidentales se développe sous l’effet de l’indentation vers le NW à partir d’un prisme orogénique déjà faiblement arqué avant la collision. La marge Européenne ne semble pas subir de rotation, impliquant une propagation d’un arc hérité de la marge passive Mésozoique. La géométrie actuelle de l’arc serait principalement contrôlée par la structure pré-collisionnelle de la marge Européenne que le prisme orogénique adopte sous l’effet de l’indentation Adriatique vers le NW. Sa terminaison méridionale aurait une histoire géodynamique différente. Elle serait le résultat de l’héritage pyrénéo-provençal avec réactivation Miocène dans la Zone Externe, et d’une rotation antihoraire de la Zone Interne, en lien avec l’orogénèse Apennine. L’indentation Adriatique, parfois interprétée comme principalement vers l’ouest, serait accommodée au Sud de l’arc par un décrochement senestre d’environs 50km selon la littérature. Cette interprétation est testée par une étude structurale de terrain, associée à une analyse géostatistique des trajectoires en carte des plans de schistosité et de stratigraphie. Les résultats semblent confirmer l’existence de décrochements senestres associés à une tectonique transpressive syn-collisionnelle. Cependant l’importance de ces décrochements paraît marginale en comparaison des 50 km de déplacement supposé. Cette analyse structurale a par ailleurs mis en évidence une déformation polyphasée dans le Dauphinois, associée à une mylonitisation localisée et caractérisée par un étirement N120°. L’évaluation des températures maximales par la méthode RSCM indique des Tmax supérieures à 350°C à la bordure Nord de l’Argentera, atteignant localement 400°C correspondant à un métamorphisme régional plus important que celui généralement attribué à ce secteur des Alpes. Ce métamorphisme est principalement associé à l’enfouissement tectonique par le passage des nappes internes sur le Dauphinois au début de la collision. Dans la région du massif de l’Argentera, les Tmax dans le Dauphinois correspondent à une profondeur d’enfouissement de 11 km au niveau du Front Pennique diminuant jusqu’à 4 km à l’aplomb de l’arc de Castellane
The formation of orogenic arcs results from several tectonic processes that may have affected the pre-orogenic, pre-collisional tectonic setting, or the collisional tectonic. The formation of the Western Alpine arc is classically attributed to collisional indentation of the European margin and the orogenic prism by the Adriatic indenter. However, the direction of indentation, its rotational component, or the accommodation mechanisms of this indentation are not agreed upon and the numerous kinematic models of the arcuate geometry of the chain are not compatible with one another. The evaluation of the different models of the formation of the Western Alpine arc allows to put forward the probability of the existence of a proto-arc inherited from the subduction phase, and amplified by the Adriatic indentation towards the NW. These two processes explain the formation of the Western Alpine arc, except for its E-W southern termination. Indeed, the orientation of the Castellane Arc seems to be mainly inherited from the Pyrenean-Provençal structures, preceding Alpine collision, and reactivated by post-Tortonian (~12 Ma) N-S convergence, not directly related to Alpine collision. Concerning the WNW-ESE direction of the southern termination of the arc, which forms the Ligurian Alps, it seems to have rotated counterclockwise by 50° with the northern Apennines, linked to the rollback of the Adriatic slab, contemporary with the opening of the Liguro-Provençal basin (23-15 Ma). A compilation of paleomagnetic data in the Alps was constructed and completed with 11 new data sites. The study of vertical-axis rotations, estimated by paleomagnetic analysis refutes the existence of significant rotation of the Adriatic plate during Alpine collision. Oroclinal tests, carried out at several scales, show that the Western Alpine arc develops under the effect of indentation towards the NW from an orogenic prism that is already weakly arcuate before the onset of collision. Furthermore, the European continental margin does not seem to undergo significant rotation, implying propagation of an arc that is mainly inherited from the Mesozoic passive margin. The present geometry of the Western Alpine arc would be mainly controlled by the pre-collisional structure of the European margin that the orogenic prism adopts under the effect of NW Adriatic indentation. Its southern termination would have a different geodynamic history. It would be the result of Pyrenean-Provençal inheritance, reactivated during the Miocene in the External Zone, and of an anti-clockwise rotation of the Internal Zone, linked to the Apennine orogeny. Adriatic indentation, sometimes assumed to follow a westward trajectory, would be accommodated to the south of the arc by a sinistral shear zone of about 50km according to literature. This interpretation is tested by a structural field study, associated with a geostatistical analysis of map trajectories of the schistosity and stratigraphy planes. The results confirm the existence of sinistral shear zones associated with syn-collisional transpressive tectonics. However, these faults seem to represent minor structures with respect to the accommodation of 50 km of displacement. This structural analysis has also highlighted polyphase deformation in the Dauphinois, associated with localised mylonitisation is characterised by a N120° stretching. The assessment of the maximum temperatures by the RSCM method indicates temperatures above 350°C at the northern edge of the Argentera, reaching locally 400°C, corresponding to a regional metamorphism that is more important than the one attributed to this sector of the Alps. This metamorphism is mainly associated with tectonic burial due to thrusting of the internal nappes on the Dauphinois at the beginning of collision. In the Argentera Massif region, the Tmax in the Dauphinois correspond to a burial depth of 11.3 ± 1 km at the level of the Pennine Front, decreasing to 4 km below the Castellane arc

Le nord du Tigray (Éthiopie) est caractérisé par de vastes plateaux en bordure desquels se trouvent des vallées encaissées aux versants abrupts. Les fonds de ces vallées sont aujourd’hui densément mis en culture à l’aide de terrasses, ouvrages de conservation des eaux et des sols. Dans ce contexte montagnard, des vestiges archéologiques d’époque axoumite (Ier millénaire av. n. è. - Ier millénaire de n. è.) ont été découverts sur le site de Wakarida. Localisée sur un éperon, cette petite installation urbaine a soulevé la question des relations entre milieu, aménagements hydroagricoles et sociétés. Aujourd’hui, les vallons alentours sont comblés par des accumulations sédimentaires épaisses de plusieurs mètres, cultivées en gradin au moyen de terrasses. Ces aménagements sont-ils le fruit de la transmission pluriséculaire d’un paysage qu’on pourrait appeler « fossile » ? Le résultat de la sédimentation dirigée entreprise de longue date par les Axoumites et leurs descendants ? La proximité des aménagements et des vestiges archéologiques pourrait le laisser penser, d’autant que la culture axoumite présente des similitudes avec celle des Sud-Arabiques, connus pour leur talent dans la construction d’ouvrages hydrauliques. Pour répondre à ces interrogations, une méthodologie systémique est appliquée. Elle emprunte des techniques à la géomorphologie, la géoarchéologie et la sédimentologie, à l’histoire du paysage et la géohistoire, et développe des approches ethnoarchéologique et ethnogéomorphologique. Dans un premier temps, l’étude d’accumulations sédimentaires dans les vallées de la région permet de mettre en évidence les principales phases de mise en place des comblements et les différents facteurs de contrôle du détritisme, qu’il s’agisse de processus biophysiques (changement climatique, couvert végétal) ou d’actions anthropiques (déboisement, agriculture). Les sédiments s’accumulent à partir du VIIe millénaire av. n. è., sous un climat plus humide aux précipitations plus régulières que de nos jours (African Humid Period). À partir du IVe millénaire av. n. è., les équilibres changent, entraînant l’alternance de flux hydrosédimentaires de faible et de grande énergie. Enfin, à partir du Ier millénaire av. n. è., l’influence des sociétés humaines devient plus sensible dans les dépôts qui témoignent d’un déboisement avancé à partir du XIIIe siècle de n. è. Aucun vestige d’aménagement agricole n’a été détecté dans les comblements, qui ne résultent pas d’une sédimentation dirigée. À partir du XVIIe siècle de n. è., les enregistrements chronostratigraphiques manquent. Des archives textuelles et iconographiques sont mobilisées pour comprendre l’évolution des couverts végétaux et préciser la période d’apparition des terrasses. Elles éclairent sur la position de Wakarida, en marge du royaume d’Axoum, des royaumes éthiopiens suivants et des routes d’exploration. Cette situation a permis la persistance sur le temps long de techniques culturales dont certaines remontent à la préhistoire. Seule exception notable, les terrasses sont absentes de ces témoignages. D’après les archives, elles n’apparaissent pas avant les années 1960 dans le Tigray. Le croisement des entretiens et des archives apporte des précisions à l’échelle du site étudié. Les alentours de Wakarida ont été repeuplés récemment et les aménagements actuels ont été érigés à partir des années 1990, en lien avec des réformes agraires et des évènements socio-politiques. Les terrasses de Wakarida témoignent de relations étroites entre processus économiques, sociaux, politiques et biophysiques. Leur avenir est aujourd’hui menacé par l’érosion régressive qui touche les vallons et par l’exode rural qui risque de rompre l’équilibre fragile entre pente, aménagements, cultures et sociétés. Les ouvrages actuels, de construction récente, reposent donc sur des comblements anciens qui continuent à évoluer
The northern Tigray (Ethiopia) is characterized by vast plateaus with steeply sloping valleys on their edges. The bottoms of these valleys are now densely cultivated using terraces, water and soil conservation structures. In this mountainous context, archaeological remains from the Aksumite period (1st millennium BCE - 1st millennium CE) have been discovered on Wakarida site. Located on a spur, this small urban settlement raised the question of the relationship between environment, hydro-agricultural facilities and societies. Today, the surrounding valleys are filled by sedimentary accumulations several metres thick, cultivated in terraces. Are these structures the result of the centuries-old transmission of a landscape that could be called "fossil"? The result of the controlled sedimentation undertaken for a long time by the Aksumites and their descendants? The proximity of the structures and of the archaeological remains could suggest this, since the Aksumite culture has similarities with that of the South Arabians, known for their talent in the construction of hydraulic structures.To answer these questions, a systemic methodology was applied. It borrows techniques from geomorphology, geoarchaeology and sedimentology, landscape history and geohistory, and develops ethnoarchaeological and ethno-geomorphological approaches.First, the study of sedimentary accumulations in the valleys of the region makes it possible to highlight the main phases of filling and the various factors controlling detritism, whether biophysical processes (climate change, vegetation cover) or anthropogenic action (deforestation, agriculture). Sediments accumulate from the 7th millennium BCE onwards, under a more humid climate with more regular rainfall than today (African Humid Period). From the 4th millennium BCE onwards, the equilibria changed, leading to the alternation of low and high energy flows. Finally, from the 1st millennium BCE, the influence of human societies became more noticeable in deposits that testify to advanced deforestation from the 13th century AD. No agricultural structure remains were detected in the fillings, which do not result from controlled sedimentation.From the 17th century AD onwards, chronostratigraphic records are missing. Textual and iconographic archives are used to understand the evolution of plant cover and to specify the period of appearance of terraces. They shed light on the position of Wakarida, on the fringes of the Aksum kingdom, following Ethiopian kingdoms and exploration routes. This situation has allowed the persistence of farming techniques over time, some of which date back to the prehistoric period. The only notable exception is the terraces, which are absent from these testimonies. According to the archives, they did not appear in the Tigray until the 1960s.The combination of interviews and archives provides details at the scale of the studied site. The surroundings of Wakarida have recently been repopulated and current structures have been built since the 1990s, in line with agrarian reforms and socio-political events. The terraces of Wakarida reflect the close relationship between economic, social, political and biophysical processes. Their future is now threatened by the regressive erosion that affects the valleys and by the rural exodus that risks breaking the fragile balance between slope, development, cultures and societies.The current structures, which are of recent construction, are therefore based on old fillings that continue to evolve. Thus, the hydroagricultural landscapes of the Wakarida region are not fossil but palimpsest

Les canyons sous-marins sont des corridors majeurs pour le transfert des sédiments des continents vers les bassins sous-marins profonds. Considérés comme des structures de transit scellées par des boues distales, les canyons ont peu fait l'objet de prospective en termes de géologie de réservoir. La source des sédiments, le moment des apports, les mécanismes de transport dans les canyons sous-marins diffèrent d'une marge à l'autre en fonction des contextes climatique et géodynamique, ce qui en fait un vaste champ d'étude. Ce travail présente les résultats d'une étude sismique 3D haute résolution d'un canyon du SE du delta du Niger, le canyon de Galabor. Le volume sismique étudié, calé au puits (gamma ray et calibration biostratigraphique), a été et exploré à travers (i) des coupes verticales réalisées le long et en travers des thalwegs du canyon et (ii) des cartes d'attributs sismique des horizons-clés. Après une revue bibliographique, deux articles soumis au BSGF sont présentés dans ce mémoire. Le premier article se concentre sur la géomorphologie sismique et les relations entre la déformation gravitaire (argilocinèse, failles de détachement) et la dynamique du canyon. Le confinement des écoulements turbiditiques dans des ensellements bordés par des reliefs diapiriques explique une grande partie du piégeage du sable dans le haut de pente. Les processus de chenal sont responsables du tri et de la concentration de sable dans des ceintures méandriformes qui débordent largement de l'incision initiale. Le deuxième article concerne la stratigraphie séquentielle. Deux séquences de dépôt de 100 000 ans sont identifiées, séparées par un horizon daté à 0,99 Ma. Dans chaque séquence, le sable n'est pas sourcé par une vallée incisée mais par l'érosion régressive sous-marine de deltas de bordure de plateforme. Le sable est en bypass dans le cortège de chute, dominé par des écoulements de débris boueux, et stocké dans le cortège de bas niveau. Le cortège transgressif, épais et formant une excellente couverture au-dessus du réservoir sableux, est dominé par une sédimentation fine hémipélagique et le cortège de haut niveau est absent. Des questions demeurent, comme celle du sourçage du sable et des transformations de l'écoulement entre les mécanismes gravitaires et tractifs
Submarine canyons are major corridors for transferring sediments from continents to deep submarine basins. Considered transit structures sealed by distal mud, canyons have little perspective in reservoir geology. The source of the sediments, the timing of inputs, and the transport mechanisms in submarine canyons differ from one margin to another depending on the climatic and geodynamic contexts, making it a vast field of study. This work presents the results of a high-resolution 3D seismic survey of a south-eastern submarine canyon in the Niger Delta, the Galabor Canyon. After a literature review, two articles submitted to BSGF are presented in this dissertation. The first article focuses on seismic geomorphology and the relationships between gravity deformation (shale ridges, detachment faults) and canyon dynamics. The seismic volume studied, wedged at the well (gamma ray and biostratigraphic calibration), was explored through (i) vertical sections along and across the thalwegs of the canyon and (ii) seismic attribute maps of key horizons. The confinement of turbiditic flows in intra slope basin bordered by shale ridges explains much of the trapping of sand at the upper slope. Channel processes are responsible for sorting and concentrating sand in meander belts that extend far beyond the initial incision. The second article concerns sequential stratigraphy. Two 100,000-year-old deposition sequences are identified, separated by a dated horizon of 0.99 Ma. In each sequence, the sand is not sourced by an incised valley but by the regressive submarine erosion of shelf-edge deltas. The sand is bypassed in the falling stage system tract, dominated by mass transport deposits, and preserved in the low stand system tract. The transgressive system tract, which is thick and forms an excellent seal above the sandy reservoir, is dominated by fine hemipelagic sedimentation and the high stand system tract is absent. Questions such as sediment source and flow transformations between gravity and tractive mechanisms remain unanswered

Nous avons mené cet exercice au travers d’une étude pluridisciplinaire combinant des couvertures géophysiques (gravimétrie et aéromagnétisme) réactualisées ou nouvelles, des informations géologiques acquises sur le terrain ou sur carottes de forages pétroliers et un catalogage de propriétés pétrophysiques des roches. Sur une large moitié sud du Bassin parisien, du Massif armoricain aux Vosges, nous avons : i) réalisé un schéma structural du substratum du Bassin parisien, ii) proposé une carte géologique détaillée, sous couverture, iii) réactualisé la carte de zonation de la chaîne varisque en France, intégrant de nouvelles datations sur carottes de forages ayant atteint le substratum. D’après ces résultats, la suture éo-varisque se poursuit d’ouest en est, de la partie sud-armoricaine jusqu’au nord des Vosges, le domaine nord-armoricain se prolonge jusqu’à la faille de Bray et la zone saxothuringienne est continue d’est (Vosges) en ouest (Manche). Egalement, à l’aide de modélisations conjointes de gravimétrie et magnétisme, intégrant l’information recueillie dans le forage de Couy, la nature du substratum environnant désormais mieux connu, ainsi que les contraintes pétrophysiques nouvelles, nous proposons que la source de l’AMBP soit un corps plutonique intermédiaire à acide. Pour finir, en compilant la bibliographie et nos résultats, nous proposons que ce corps se soit mis en place entre le Viséen inférieur et le Viséen supérieur, dans une ouverture NNE-SSW selon un raccourcissement maximal NNW-SSE
Mapping the cadomian/variscan basement buried beneath the Paris basin is a key objective to improve the geological knowledge of the Variscan belt in West Europe. We address this objective using a combination of new and updated potential field data (aeromagnetic and gravity), as well as information provided by field studies and drill cores, and a library of petrophysical characteristics measured on field samples. On a large southern half of the Paris basin, from the Armorican Massif to the Vosges: i) we made a new interpretative structural sketch map under the sedimentary cover, ii) we proposed a detailed geological map of the Paris basin substratum, iii) we updated the tectonic sketch of the Variscan belt in France, supported by new geochronological determinations on deep drill cores. Altogether, these results show that the eo-Variscan suture is extended from the southern part of the Armorican Massif to the northern Vosges. Eastwards, the North-Armorican domain reaches the Bray fault; and the Saxothuringian zone is extended from the Vosges to the English Channel. In addition, based on combined aeromagnetic and gravity 2D modelling constrained by Couy deep borehole data, the PBMA source is interpreted as a deep intermediate-alkaline plutonic body. Finally, compiling bibliographic information together with our new results, we hypothesize that this magmatic body could have been emplaced in the early to late Visean period, during a NNE-SSW opening under a NNW-SSE shortening

Les modalités d’évolution d’une côte rocheuse granitique en contexte de marge passive restent encore mal connues à ce jour, du fait de leur évolution lente. L’objectif de l’étude du littoral granitique du sud-Finistère vise à mieux comprendre son développement et sa dynamique érosive sur une échelle de temps variant entre le Cénozoïque et le Quaternaire. Une cartographie Terre-Mer de détail a permis d’identifier plusieurs objets morphologiques : une rasa (≈15m), une terrasse marine (≈7m), une plateforme littorale (0-5m) et une plateforme rocheuse sous-marine (-70 à 0m). Ces objets témoignent de la variabilité spatiale et temporelle des processus tectoniques vs. eustatiques sur le littoral breton. L’architecture 3D de la zone révèle une plateforme rocheuse sous-marine très fracturée avec de grands accidents délimitant plusieurs micro-blocs et fonctionnant au Cénozoïque (compression pyrénéenne éocène, puis ouverture Atlantique Oligocène et extension au post-Oligocène avec l’ouverture continentale des grabens du Rhin). La Pointe SO de la zone d’étude se stabilise durant le tardi-Cénozoïque, révélant que les figures d’érosion aériennes (rasa et terrasse marine) ont été générées lors de plusieurs paléo-haut niveau marin. Les larges surfaces des objets terrestres s’expliquent par l’action combinée des purges eustatiques sur un matériel granitique très altéré. Il a été démontré que la morphologie de la zone littorale granitique a été façonnée a minima par deux épisodes de purges eustatiques durant le MIS 5 (120ka) et l’Holocène (10ka). Les taux d'érosions verticaux obtenus pour la terrasse marine et la plateforme littorale varient entre 3.35 ±0.32 m.Ma-1 et 6.20 ± 0.80 m.Ma-1
The granitic rocky coast evolution, in passive margin context, is still not completely understood as its evolution is lower. The aim of the South-Finistère shore zone studying is to better understand its development and erosive dynamic on a time scale ranging between Cenozoic and Quaternary. A detailed onshore/offshore mapping has been realized, highlighting several erosional features. From land seaward, a rasa (≈15m-high), a marine terrace (≈7m-high), a shore platform (0-5 m-high) and a rocky marine platform (-70 à 0m) have been emphasized. These objects evidence temporal variations in the response of the tectonic or eustatic processes. The 3D architecture of rocky marine platform demonstrates a highly fractured domain with major faults bounding several micro-blocks, reactivated between the Eocene (Pyrenean compression) and Late / Post-Oligocene (Rhine continental transform zone activation). The quantitative geomorphology applied on the western part of studying zone reveals none late-Cenozoic uplift. Consequently, the rasa and marine terrace have been shaped during a high paleo-sea level. The granitic surface’s erosion produces horizontal joint planes, as a result of weathering processes. The combination between planar and horizontal granitic jointing and the marine eustatic purge explains the large width of granitic eroded surfaces.Two eustatic purges (MIS 5 and Holocene) have been shaped the granitic shore zone and the vertical erosion, rate obtained for various lateritic horizon in onshore and shore domains, is ranging between 3.35 ±0.32 m.Ma-1 and 6.20 ± 0.80 m.Ma-1

L’objectif de cette est de déterminer l'origine et l'évolution du réservoir paléocène calcaire et dolomitique de la structure des Landes de Siougos, depuis le paléocène jusqu'a l'actuel, soit durant une période de 65 millions d'années. Cette étude est basée sur: - l'évolution sédimentologique du bassin aquitain du crétacé à l'actuel, - l'évolution hydrogéologique du réservoir paléocène depuis le paléocène jusqu'a l'actuel, - la reconstitution des séquences de transformations dia génétiques et ou mécaniques, ayant affecte les dépôts paléocènes durant 65 millions d'années, - l'analyse des caractères pétrophysiques et des réseaux poreux des formations du réservoir paléocène actuel. Cette étude a permis de mettre en évidence: - huit séquences sédimentaires du cénomanien a l'actuel, - la formation définitive de la structure de Siougos durant la période éocène supérieur - oligocène inferieur, - une séquence globale de transformations (dolomitisation, compaction, cimentation, stylolithisation, fissuration, dissolution), - deux périodes de balayage du réservoir paléocène par un interface eau douce-eau salée a la fin du paléocène et a la fin de l'oligocène, - la principale période d'évolution du réservoir entre la fin du paléocène et le début du miocène
The objective of this study is to determine the origin and the evolution of the calcareous and dolomite paleocene reservoir of the structure "the Landes de Siougos" from the Palaeocene to the actuel, so during a time of 65 millions years. This study is based on: - the sedimentologic evolution of the aquitain basin from cretaceous period to the actuel - the hydrologic evolution of the paleocene reservoir from paleocene to the actuel, - the reconstitution of sequences of diagenetic and or mechanical transformations which have affected the paleocene sediments during 65 millions years, - the analysis of petrophysical features and porous systems of formations of actual paleocene reservoir. This study allowed to show: - eight sedimentary sequences from cenomanien to the actuel, - the definitive formation of the Siougos structure during the upper eocene to lower oligocene period, - a global sequence of transformations (dolomitisation, compaction, cementation, styloli- thisation, fissuration, dissolution), - two sweeping periods of the paleocene reservoir by an interface of brackish water and the end of paleocene and oligocene, - the principal period of reservoir's evolution between the end of paleocene and the beginning of the miocene

Au SO Yukon – SE Alaska, la frontière entre les plaques Pacifique et Nord-Amérique est marquée par une syntaxe à la transition entre la subduction des Aléoutiennes à l'O et le décrochement de Fairweather – Queen Charlotte au SE. Le mouvement relatif est oblique et la région est marquée par la collision du bloc Yakutat. De la chaine des Chugach – Saint Elias en frontière de plaque (jusqu'à 6 000 m d'altitude) aux grands décrochements intraplaque, les marqueurs de la déformation actuelle apportent des informations sur sa partition dans ce système. Au cours de cette thèse, je m'intéresse dans un premier temps à mesurer la déformation de surface à l'aide d'un réseau GPS dense, déployé jusqu'à 500 km à l'intérieur de la plaque Nord-Amérique. Après un travail minutieux de traitement des données et de correction des effets transitoires (rebond post-glaciaire et post-sismique), un champ de vitesses résiduelles robuste et inédit est produit au niveau de la syntaxe, dont je dérive des taux de déformation. Ces données me permettent de quantifier les vitesses de glissement les failles décrochantes de Fairweather et Denali au Sud, et également de caractériser une déformation bi-modale : En frontière de plaques, la déformation est localisée sur les grandes structures (prisme d'accrétion à l'O, Fairweather à l'E) ; Au niveau de la syntaxe, les taux de déformation sont les plus importants et les données GPS mettent en évidence une déformation intraplaque diffuse, similaire à un champ attendu à l'aplomb d'un indenteur. Le bloc Yakutat semble donc contrôler fortement la déformation de la plaque Nord-Amérique.Ce champ de déformation induit des variations latérales fortes sur les grandes failles intraplaque : le système Denali-Totschunda-Duke River. Dans une seconde partie, je réalise une étude géomorphologique régionale pour caractériser le rôle et la vitesse de ces failles. À partir de Modèles Numériques de Terrain très haute résolution (~ 1 m), une cartographie de détail est réalisée. Puis une mission de terrain me permet de mesurer des décalages sur des marqueurs fluviatiles et glaciaires et collecter des échantillons pour les dater. Je mets en évidence une déformation cumulée dextre sur le segment Nord de la faille de Denali, alors que toute la partie Sud déforme verticalement la surface. Cette étude me permet de quantifier de nouvelles vitesses de failles sur le système Denali-Totschunda-Duke River, et de montrer le rôle prépondérant des failles de Totschunda (~ 14 mm/a) et Duke River (~ 6 mm/a) contrairement à la faille de Denali (~ 1 mm/a) au Nord de la syntaxe.Le nouveau modèle cinématique proposé pour la région de collision Yakutat permet d'apporter un nouvel exemple à la compréhension des systèmes d'indenteur. La concomitance d'une déformation de blocs (à l'Ouest) et diffuse (à l'Est), ainsi que l'absence de déformation sur la faille lithosphérique de Denali Sud met en évidence le contrôle majeur des conditions aux limites et de l'héritage structural dans la déformation des orogènes
In SW Yukon – SE Alaska, the boundary between the Pacific and North America plates is characterized by a syntaxis at the transition between the Aleutian subduction to the W and the Fairweather – Queen Charlotte strike-slip faults to the SE. The relative motion is oblique to the main fault structures, and the area is marked by the Yakutat block collision. From the Chugach – Saint Elias mountains in the plate boundary zone (up to 6 000 m high) to the intraplate strike-slip faults, markers of the present-day deformation give information on its partition in the system.During my PhD, I first measure surface deformation using a dense GPS network, deployed up to 500 km inland the North America plate. After precise processing and corrections of transient effects in the area (postseismic and glacial isostatic rebound), a new residual velocity field is produced for the syntaxis area, from which I derive strain rates. Those data allow me to quantify the fault slip rates for Fairweather and southern Denali strike-slip faults, and to characterize a bi-modal deformation pattern: Along the plate boundary, the deformation is localized on large-scale structures (accretionary prism to the W, Fairweather to the E); In the syntaxis area, strain rates are the highest and the GPS data shows a diffuse intraplate deformation, similar to an indentor pattern. The Yakutat block seems to strongly drive the North America plate deformation.This indentor pattern induces strong lateral variations on the large intraplate faults: the Denali – Totschunda – Duke River system. In a second part, I realize a regional geomorphological study to characterize the role and slip rate of those faults. From very high-resolution Digital Elevation Models (~ 1 m), a detailed cartography is done. On the basis of fieldwork observations, I measure offsets of fluvial and glacial markers, which are sampled for dating. A dextral cumulative deformation is highlighted on the northern Denali Fault, where as all southern Denali is marked by vertical deformation. This study allows me to quantify new slip rates for the system Denali – Totschunda – Duke River, and to show the leading role of the Totschunda (~ 14 mm/a) and Duke River (~ 6 mm/a) faults, contrary to the Denali Fault (~ 1 mm/a) North of the syntaxis.The new tectonic model for the Yakutat collision provides an important case study for the understanding of indentor systems. The concomitance of a rigid-block deformation (to the West) and diffuse deformation (to the East), as well as the near-zero slip rate on the lithospheric-scale southern Denali Fault highlight the major control of boundary conditions and the structural heritage on the orogen deformation

Les rivières en tresses sont des grandes rivières alluviales de piémont montagneux à forte dynamique spatio-temporelle et à géomorphologie particulière. Leur cours traverse alternativement de vastes plaines et des rétrécissements de vallées ou canyons. Cette géomorphologie influence fortement les échanges d’eau entre la rivière avec sa nappe souterraine et sur l’épaisseur sédimentaire. Les échanges d’eau entre la rivière et sa nappe se produisent à différentes échelles allant de la vallée jusqu’à des bancs de graviers et peuvent créer des filtres biotiques et abiotiques qui influencent les communautés d’invertébrés. Les canyons créent des zones de moindre épaisseur sédimentaire voire d’absence de sédiments et peuvent représenter de fortes barrières à la dispersion pour des organismes inféodés au milieu sédimentaire souterrain. Ce travail de thèse a cherché à évaluer dans quelle mesure la géomorphologie pouvait donc structurer les communautés d’invertébrés de surface et souterraines et pouvait jouer sur la dispersion d’un organisme souterrain Proasellus walteri. Les différents résultats obtenus ont permis de montrer que la géomorphologie structurait les communautés d’invertébrés en mettant en évidence une forte réponse des communautés souterraines mais pas de surface et créait des zones de forte biodiversité à l’aval des plaines. Les résultats de cette étude ont également permis de conclure sur un effet positif de la géomorphologie des rivières en tresses sur la structuration génétique de P. walteri et de mettre en évidence de grandes tailles de populations ainsi que de fortes capacités de dispersion, permettant d’écarter certaines idées reçues sur le milieu souterrain
Braided rivers are large alluvial rivers found in piedmont mountainous areas. These rivers are very dynamic systems in space and time and exhibit particular geomorphology. The river flows alternatively into large alluvial plains or narrowing parts (also defined as canyons). This geomorphology impacts groundwater-surface water exchanges and sedimentary thickness. Groundwater-surface water exchanges occur at different scales, then interacting to shape biotic and abiotic filters for invertebrate communities. Canyons can reduce sedimentary continuity or interrupt it and may represent strong barriers to dispersal for sedimentary-dwelling organisms. This present work aimed at evaluating the effects of geomorphology in invertebrate community structure and as a potential barrier to dispersal in the subterranean organism Proasellus walteri. The different results obtained have shown that geomorphology structured invertebrate communities, highlighting a strong response in groundwater communities but not in surface communities and have shown that downstream parts of alluvial plains were hotspots of biodiversity. The results of this study also concluded on a positive effect of geomorphology in braided rivers on the genetic structure of P. walteri and underlined large effective population size and high dispersal ability, then removing some misconceptions about subterranean environment

Cette thèse a pour objet la genèse et la structure du pergélisol via l'étude des lithalses, palses et plateaux de pergélisols. Les sites étudiés sont situés près d'Umiujaq, au Nunavik (Québec nordique). Cette recherche comporte trois axes méthodologiques : 1. Etudes descriptives, analyses sédimentaires et analyses cryologiques d'échantillons de pergélisols à l'aide d'un tomodensitomètre à rayons X. 2. Analyses chimiques et isotopiques (oxygène 18, deutérium et tritium) sur l'eau et les sédiments extraits des échantillons. 3. Etude du régime thermique interned'une lithalse à l'aide de thermistances. L'analyse d'images obtenue par tomodensitométrie aux rayons X a été développée et appliquée sur des échantillons naturels de pergélisol. Il en résulte une compréhension d'un niveau encore inégalé de la structuration du pergélisol en lien avec l'aggradation de glace de ségrégation. La représentation graphique du champ tridimensionnel de températures dans la lithalse a permis une interprétation approfondie des transferts de chaleur dans la butte. Des mesures de teneurs isotopiques en oxygène 18, deutérium et tritium, effectuées sur l'eau issue de la glace du pergélisol, suggèrent que la lithalse s'est développé sous un climat plus froid que l'actuel et que des infiltrations d'eau récentes auraient eu lieu. Un modèle cryostratigraphique de la structure interne de cette butte pergélisolée typique a été produit. Les liens entre les structures internes du pergélisol, les formes de relief et les changements dans le régime thermique ont été établis. Une nouvelle compréhension des processus de formation d'une lithalse en particulier et des buttes de pergélisol en général est proposée, ainsi qu'une reconstitution de l'histoire d'une lithalse, du début de l'aggradation du pergélisol jusqu'à la dégradation de la structure par le thermokarst. Une comparaison de la structure interne de buttes et de plateaux de pergélisol épousant des formes différentes démontre finalement que des facteurs locaux comme la topographie préexistante et le régime hydrogéologique exercent une influence sur les formes et leur structure interne.

Des cartographies aéromagnétiques et magnétiques ont été réalisées dans une région du fossé Rhénan. L’enjeu est double, d’une part la mise en oeuvre et l’amélioration de la qualité de la mesure magnétique vectorielle et d’autre part l’étude structurale de la région cartographiée. L’originalité de ce travail de thèse est l’utilisation pour la cartographie magnétique, des magnétomètres vectoriels trois composantes type fluxgate dans différentes configurations d’acquisition en particulier aériennes. Pour améliorer la qualité des mesures, un protocole de traitement reste obligatoire. Concernant les capteurs fluxgates nous avons constaté qu’ils sont sujets à des défauts de fabrication, qui impliquent que l’on est obligé de l’étalonner. Une méthode mathématique simple a été proposée pour corriger à la fois les défauts des capteurs et les aimantations parasites liées au système d’acquisition. L’aspect multi-échelle de nos cartographies a été discuté : trois jeux de données ont été testés au sol, à 50 m et 150 m d’altitude utilisant des aéronefs (avion sans et avec pilote). L’objectif est de mieux contraindre les variations d’aimantation en fonction de la profondeur. L’apport de la cartographie magnétique à la compréhension de la structure de la région étudiée a ensuite été validé par la compilation des cartes d’anomalies magnétiques transformées, la sismique réflexion, la géologie de la région et la modélisation
Aeromagnetic and magnetic mapping were realized in the Rhine graben area. The stake is double, on one hand implementation and improvement of the magnetic vector measurement quality and on the other hand the structural study of this area. The originality of this works is using fluxgate vector magnetometer 3-axis for magnetic mapping in various acquisition configurations, airborne in particular. To improve the quality of measurement, a protocol of treatment remains necessary. The main problems in using fluxgate magnetometers arise from defect related to manufacturing but these can be overcome using a simple mathematical method of calibration. This method also has the advantage of compensating magnetometer defects and interference magnetization generated by the measuring equipment. We discussed the multi-scale magnetic mapping: data carried out on the ground, at an altitude of 50 m and 150 m using successively unmanned aerial vehicles (UAV’s) and piloted aircrafts. The purpose of the interpretation is to define the location and magnetization of structural elements for each recognized magnetic anomaly depending to depth. The contribution of magnetic mapping in understanding of structural study of the Rhine graben area was then validated by compilation of transformed magnetic anomaly maps, seismic reflection, geology of the area and synthetic modeling

La premiere partie du memoire est consacree a la structure et a l'histoire tectonique du massif de millas. A partir des methodes microtectoniques en particulier, la genese et l'evolution des systemes fissuraux sont caracterisees et replacees dans le contexte tectonique regional. Cette partie comprend une description du milieu fissural aux differentes echelles d'observation: echelle du massif, du site experimental, de l'affleurement et en forage. Dans la deuxieme partie, la fracturation est abordee en termes numeriques, necessaires aux simulations du reseau fissural. Aux differentes echelles envisagees, la fracturation est traitee par des methodes geostatistiques. Une nouvelle methode d'approche de la densite de fracturation, a vocation hydrogeologique, est proposee et fournit couplee a une demarche probabiliste, des resultats interessants pour la prevision de la fracturation sous couverture. La troisieme partie aborde des problemes plus specifiques a l'hydrogeologie (essais hydrauliques et tracages), a l'echelle d'un champ de forages implante sur le granite (site de montalba). Les phenomenes hydrodynamiques et l'hydrodispersivite du milieu sont etudies par le biais de modeles numeriques. Ces modeles demontrent l'utilite de l'etude de la geometrie du reseau fissural et de l'approche tectonique pour une modelisation valable des aquiferes de socle

En raison de leur caractère torrentiel, les « crues rapides » qui apparaissent en périodes printanière et estivale dans les régions du nord de la France constituent aujourd'hui la forme la plus originale et la plus dangereuse des inondations rencontrées dans ces régions. Le poids des activités humaines dans le fonctionnement de ces crises hydrologiques est incontestable. Ces crues turbides prennent naissance sur des territoires agricoles où les espaces cultivés ne cessent de se développer. L'urbanisation croissante et la place du réseau routier dans les axes majeurs d'écoulement aggravent la rapidité des flux et la vulnérabilité des biens et des personnes. Afin d'améliorer la connaissance sur ces événements, un inventaire a été réalisé à partir des dossiers « CatNat ». L'approche comparative menée sur les 189 bassins versants recensés (1983-2005) a permis de faire ressortir l'influence de la morphologie à différentes échelles. La vitesse de concentration de l'écoulement rapide est principalement liée à la combinaison entre le système de pentes, l'organisation des réseaux de talwegs et la forme des bassins versants. Il n'existait cependant aucune méthode permettant de mesurer, de manière synthétique et continue, le rôle de cette composante sur la dynamique hydrologique d'un bassin versant. Les approches quantitatives se sont limitées à des mesures séparées des composantes morphologiques (indices de compacité, rapport de confluence d'Horton, courbe hypsométrique...). En s'appuyant sur la théorie des systèmes complexes, et en particulier sur les automates cellulaires, il a été possible de développer des méthodes permettant de quantifier l'efficacité de la structuration en trois dimensions du « bassin versant ». L'adaptation de ces nouvelles méthodes d'analyse spatiale, encore peu employées en géomorphologie, nécessitera une réflexion sur la validité des outils et la pertinence des
résultats en réintégrant progressivement les autres variables de l'hydrosystème. Tous ces résultats aboutissent à la réalisation de différentes cartes de sensibilité dans ces régions du nord de la France.

La compréhension du fonctionnement hydrodynamique des grands complexes aquifères nécessite une bonne connaissance des réservoirs sollicités. Au sein de ces ensembles, l'influence des structures géologiques de grande extension reste mal connue. La structure de Villagrains-Landiras, limite méridionale du système aquifère nord aquitain, sert ici de cadre pour étudier l'impact de ces structures sur l'alimentation de systèmes aquifères profonds.
Différentes méthodes, faisant appel à plusieurs domaines des géosciences (géologie, géophysique, hydrogéologie, hydrologie, géomorphologie, géochimie isotopique, ...) ont été employées pour caractériser le fonctionnement hydrodynamique de cette entité et établir son rôle au sein du complexe aquifère nord aquitain.

L'interprétation des données issues des prospections effectuées (sondages de reconnaissance, sismique réflexion) a aboutit à la révision de la géologie du secteur et des conditions de gisement des réservoirs rencontrés. Les travaux réalisés montrent l'importance des phénomènes érosifs qui ont affecté l'ensemble étudié induisant l'absence de nombreux horizons aquifères du Tertiaire (Éocène, Oligocène et Miocène). Les formations du Crétacé supérieur, largement fissurées et karstifiées, occupent quant à elles une place majeure au sein de la structure.

L'étude du fonctionnement hydrodynamique de la structure s'est appuyée sur une étude transversale intégrant diverses analyses.
Tout d'abord, l'examen des modelés et des différentes chroniques piézométriques a montré l'importance de la structure dans la mise en charge des aquifères du complexe nord aquitain.
Ensuite, les différentes mesures effectuées sur le terrain ont mis en évidence l'existence, dans certains secteurs, d'une relation étroite entre les eaux de surface et de sub-surface et les eaux souterraines. Les cours d'eau recoupant l'axe de la structure sont ainsi caractérisés par des échanges avec les réservoirs souterrains (pertes et/ou émergences).
Par ailleurs, les nombreuses dépressions circulaires immergées présentes sur l'axe de la structure de Villagrains-Landiras, sont des marques de l'existence d'une communication privilégiée entre les eaux de la nappe de surface et les eaux du réservoir de la base du Crétacé supérieur. Ces formes caractéristiques ont une origine complexe combinant plusieurs processus (thermokarstique et cryptokarstique), la karstification des formations du secondaire ayant abouti à la suffosion des terrains meubles du Plio-Quaternaire.
En définitive, les différentes analyses isotopiques effectuées viennent appuyer les précédentes observations. Les secteurs dans lesquels des traces de tritium ont été retrouvées coïncident avec les zones d'échanges mises en évidence par les mesures en rivières et l'étude des dépressions ennoyées. D'une manière générale, la structure de Villagrains-Landiras apparaît comme une zone de recharge, les temps de résidence étant plus courts sur l'axe de la structure et ce pour différentes nappes.

Enfin, les écoulements au sein du complexe aquifère nord aquitain ont été appréhendés à l'aide d'un modèle hydrodynamique régional représentatif des échanges entre les 6 aquifères composant ce système. La géométrie des réservoirs a complètement été reprise sur la zone de Villagrains-Landiras de manière à restituer plus fidèlement le fonctionnement hydrodynamique de cet ensemble.
Ainsi, ce modèle a pu être utilisé pour mesurer l'impact à grande échelle de l'implantation de champs captants exploitant la nappe de la base du Crétacé supérieur sur la commune de Saint-Magne.

La modélisation géologique des réservoirs de type fluviatile est un domaine dans lequel de nombreuses techniques ont été développées, qui correspondent chacune à un contexte particulier, souvent déterminé par la nature et la densité des données disponibles. Dans le cadre de cette thèse, nous nous situons par rapport à l'étude d'un site de stockage de gaz naturel de type aquifère. La densité et la diversité dont nous disposons ici nous permettent d'envisager la construction d'un modèle déterministe. Pour cela, nous avons développé de nouveaux outils de modélisation, regroupés autour de trois thèmes : - la modélisation géométrique et la caractérisation volumique de séquences stratigraphiques. C’est le sens de la création d'un nouvel objet, que nous avons baptisé le gstack. - la création d'un outil de type grille régulière, auquel nous avons associé de nouvelles fonctionnalités. Celles-ci permettent, dans le cadre d'un projet de modélisation géologique complexe ou plusieurs types de maillages différents sont utilisés à différentes étapes de ce projet, d'intégrer l'ensemble des résultats obtenus sur un support de travail commun. - le développement d'un nouvel algorithme d'interpolation, basé sur la méthode D. S. I. , qui permet de contraindre par un champ non uniforme d'anisotropies l'estimation d'une propriété physique sur une grille régulière. Ces outils ont été testés et validés par la construction du modèle géologique d'un site de stockage en aquifère. Ce travail nous a également permis de montrer comment il était possible d'intégrer sur un seul modèle plusieurs sources d'informations différentes (données sismiques, données de puits, connaissance du géologue, etc)

La marge provençale, localisée au Nord-Ouest de la Méditerranée, constitue avec la marge du Golfe du Lion et la marge ligure, la bordure septentrionale du bassin Liguro-Provençal. L'objectif principal de ce travail est la reconstitution de l'histoire géodynamique, structurale et géomorphologique de la marge depuis le Tertiaire. Sa structure est principalement le résultat des phases tectoniques anté-miocènes. Sur la marge provençale la transition entre le plateau continental et le bassin est étroite et caractérisée par des pentes abruptes affectées par des phénomènes d'instabilité gravitaire dans l'axe du canyon sous-marin de Cassidaigne. A terre, la marge provençale est caractérisée par une compression pyrénéenne, des fossés oligocènes, et une sédimentation mésozoïque à cénozoïque essentiellement carbonatée propice à l'infiltration des eaux en profondeur. L'origine des cours d'eau de la région est essentiellement karstique, et les sources côtières de Port-Miou et Bestouan constituent des réseaux karstiques noyés développés sur plusieurs kilomètres dans le calcaire urgonien, au droit du canyon de Cassidaigne. Les travaux antérieurs suggèrent (1) que l'absence de réseau fluviatile de surface en amont et la forme de reculée karstique de la tête du canyon de Cassidaigne sont le résultat d'une connexion karstique entre les sources côtières et le canyon, (2) que la marge provençale n'ait pas été affectée par l'érosion messinienne et la transgression pliocène, (3) que certains dépôts transgressifs marins miocènes sont situés à des altitudes anormalement élevées par rapport à leurs niveaux de dépôt théorique. Ces faits témoignent d'une évolution géodynamique récente, mais encore peu documentée dans la région. Cette thèse applique une approche intégrative géologique, géomorphologique et hydrogéologique afin de caractériser l'évolution et le fonctionnement du karst côtier et des canyons sous-marins. Les méthodes utilisées sont principalement : (1) l'acquisition et l'interprétation géologique des données de sismique marine (2740 km) et de 74 carottages, (2) l'analyse tectonique et/ou eustatique de marqueurs géomorphologiques de paléo-niveaux de base, (3) le suivi hydrogéologique et l'imagerie électrique des aquifères karstiques côtiers de Cassis, (4) la modélisation géologique 3D de surfaces terre-mer dans le géomodeleur gOcad, et (5) la restauration de l'évolution de la paléotopographie depuis le Tortonien. Les résultats de l'interprétation sismique sont (1) une carte détaillée de la surface d'érosion messinienne du plateau continental mettant en évidence la présence d'un canyon messinien de direction E-W, baptisé " canyon de Bandol ", (2) une carte géologique inédite du plateau continental et des coupes géologiques terre-mer qui s'étendent de l'extrémité ouest de la Nerthe au Cap Sicié. L'évolution sédimentaire du canyon de Cassidaigne durant la période messino-pliocène est génétiquement liée à celle du canyon de Bandol. Deux modèles stratigraphiques ont été proposés pour expliquer l'histoire du remplissage sédimentaire de ces deux canyons. L'altitude et la bathymétrie des transgressions marines miocènes reconnues à terre et en mer ont permis de définir une carte de déformation de la topographie de la marge à grande longueur d'onde depuis le Burdigalien. Les restaurations en 3D mettent en évidence la bascule de la marge et le rajeunissement des reliefs pyrénéo-provençaux à terre du NE vers le SW. Un schéma d'évolution du réseau hydrogéologique de la marge, cohérent avec le modèle restauré est présenté. Un karst profond, connecté à un réseau inférieur de la grotte de Port-Miou, émerge pendant le Messinien dans la partie amont du canyon de Cassidaigne. Il est confiné par des structures géologiques défavorables à la karstification situées juste au sud. Des cours d'eau mineurs, provenant du Massif des Calanques ou du secteur vallonné du bassin de Riou façonnent la partie ouest de la tête du canyon de Cassidaigne. Le canyon de Bandol, de direction ouest-est, est principalement incisé par les cours de la Reppe-Destel, du Gapeau.

La synthese des donnees gravimetriques collectees en oman depuis 1954, completee par de nombreuses campagnes d'acquisition dans les regions encore non-couvertes conduit a l'etablissement d'une base de donnees homogene couvrant tout le territoire omanais. La carte de l'anomalie de bouguer ainsi obtenue est interpretee en termes de structures regionales le long d'un profil 2d au centre de l'oman. Nous proposons alors un premier modele structural pour les ophiolites de masirah et la geometrie de la croute continentale au centre de l'oman. Localement, les anomalies gravimetriques sont interpretees avec les donnees sismiques et magnetiques afin de localiser des bassins sedimentaires presentant un interet petrolier. Puis, dans la seconde partie de ce travail, nous nous interessons a la chaine nord-omanaise. Sur la base des anomalies gravimetriques au nord de l'oman et dans les regions limitrophes, mais egalement des donnees sismiques d'origine petroliere, nous proposons une structure crustale actuelle pour cette region. Les donnees sismiques et gravimetriques permettent egalement d'estimer les differentes forces agissant sur la lithosphere arabique et liees a des processus de deformation actuels ou passes. Ces differentes forces sont appliquees sur une lithosphere arabique deformee de facon elastique, en deux episodes instantanes, durant l'obduction, et au tertiaire. Ces differents resultats permettent alors de proposer un evolution tectonique de la chaine nord-omanaise depuis pres de 100 ma, en domaine compressif, dans le cadre de la convergence arabie-eurasie.

La synthèse de 50 feuilles géologiques à 1/50 000, la compilation de 2500 sondages et la combinaison des cartes thématiques grâce à l'outil S.I.G. permettent d'établir la géométrie des altérites à silex (RS) à l'ouest du Bassin de Paris. Le traitement géostatistique de la variable épaisseurs de formations superficielles de plateau (RS + LP + résidus cénozoïques) et l'image de leur rugosité caractérisent l'irrégularité à échelle locale du toit de la craie, imputable aux poches karstiques. La géométrie des différents types de FS est corrélée à la morphologie des surfaces sur lesquelles elles se sont élaborées d'une part et l'épaisseur de substrat sec d'autre part. Ces diagrammes binaires révèlent deux familles de RS, associées respectivement aux paléosurfaces paléogène et plio-quaternaire. La typologie des RS, réalisée à partir des observations de terrain, des cartes de résultats analytiques de B. LAIGNEL et de l'étude des formations cénozoïques résiduelles associées, permet d'identifier plusieurs générations d'altérites à silex à l'ouest du Bassin de Paris : - Des paléo-RS remaniées sur les plates-formes d'abrasion marine du Thanétien supérieur au nord de la Seine (sauf au coeur de la Gouttière Normande) et du Rupélien supérieur en Drouais. - Des RS développées du Paléogène jusqu'à l'Actuel (faciès Thimerais et ses variantes). Elles sont les plus évoluées de toute la zone d'étude et sont localement recouvertes par des dépôts fluviatiles paléogènes et/ou silicifiées au sommet des profils à l'Eocène moyen et/ou scellées par des formations détritiques et lacustres carbonatées d'âge éocène supérieur. - Des RS développées après le dépôt et sous la couverture des Sables de Fontainebleau en Drouais, des Sables de Lozère et de St-Eustache dans le Roumois et le Pays de Caux, des alluvions pléistocènes de la Seine et l'Eure, après le décapage des argiles yprésiennes dans la Gouttière Normande et le Talou. D'âge plio-quaternaire, elles sont peu évoluées et peu épaisses, enrichies d'une part allochtone non négligeable, et le toit de la craie est très rugueux. Ces différentes altérites à silex caractérisent d'une part la surface continentale paléogène, ayant atteint un état d'équilibre, et d'autre part les surfaces pliocène et quaternaire, fortement incisées et non à l'équilibre. Les calages biostratigraphiques des silex creux des RS et paléo-RS montrent que l'altération a eu lieu in situ et que les profils de RS n'ont subi que de faibles décapages sommitaux. La géométrie actuelle des RS reflète le biseau sédimentaire des craies à silex originelles sur la bordure armoricaine du Bassin de Paris. Les microfaunes confirment l'existence du Maastrichtien dans le Bassin de Paris, jusqu'ici douteuse car occultée par les processus d'altération et d'érosion ultérieurs. Les épaisseurs de craie dissoute sont quantifiées sur une carte 3D dans les zones des différents faciès-types de RS en intégrant les calculs de bilan isosilex 1D de B. LAIGNEL. Les taux moyens de dissolution varient régionalement et au cours du temps, en fonction des contextes climatiques et de l'intensité du drainage. Ils sont plus élevés pour les RS plio-quaternaires (10 m/Ma) que pour les RS paléogènes (2 m/Ma). La Composante Verticale de la Déformation Finie de la surface continentale paléogène est calculée entre le Thanétien et l'Actuel sur une carte 3D en introduisant l'image des épaisseurs de craie dissoute. Elle varie entre - 170 m et + 170 m, pour une moyenne de - 1,5 m et une fourchette d'incertitude entre ± 20 m et ± 40 m. La confrontation de l'altitude et le faciès des sédiments ou altérites conservés avec l'altitude des paléoniveaux marins contemporains, permet ensuite de contrôler la cohérence des résultats obtenus et de valider l'image 3D de la CVDF pour toutes les zones testées. Un soulèvement général de la bordure ouest du Bassin de Paris au tout début du Tertiaire est mis en évidence, tandis que l'hypothèse d'un soulèvement récent de 100 à 150 m du Pays de Caux est invalidée. Le soulèvement s'est toutefois poursuivi au niveau de l'Eperon du Perche et plus récemment pour le Bray et le Dôme Picard. Le flambage lithosphérique déjà mis en évidence en Bretagne, Vendée et Poitou (WYNS, 1991, 1996b), et lié à la collision Afrique-Europe (compression pyrénéenne), est identifié jusqu'en Normandie. Il s'est fortement résorbé dans les grabens du Perche et le Drouais à l'Eocène supérieur et juste avant le Rupélien, en raison du passage de la compression méridienne pyrénéenne à la distension E-W oligocène. Ce facteur géodynamique interne conditionne la localisation des zones soumises à l'altération, les facteurs géodynamiques externes (climat et niveau de base) contrôlant les vitesses de l'altération. Il reste à valider et quantifier l'hypothèse de la rétroaction de la dissolution des craies sur le soulèvement, qui constituerait un exemple d'influence indirecte du climat sur la stabilité verticale de la lithosphère. Ce travail cartographique trouve enfin des applications directes dans le domaine de l'aménagement (gîtologie des réserves en silex utilisables comme granulats, prévention des effondrements), de l'environnement (gestion de la qualité de l'eau) et en géoprospective (cartes prédictives de vitesses de déformation du bâti).

Cette étude propose une synthèse sur les stratégies d'implantation des sites de la culture des Terramares selon deux axes: géomorphologique d'une part et spatial d'autre part. La culture des Terramares s'est développée, entre autres, à la suite de déplacements de populations investissant la plaine émilienne au sud du Pô et exploitant intensément ce nouvel environnement. Vers 1150 avant notre ère, soit cinq siècles après sa genèse, cette culture connaît un collapsus généralisé. L'étude des modalités d'occupation de ce territoire a pour but de mieux appréhender ces particularismes. Ce travail a ainsi montré, par la reconstitution du réseau hydrique de l'âge du Bronze, l'existence de liens étroits entre terramares et cours d'eau notamment par des détournements de torrent dans le fossé périphérique des sites. Ces aménagements sont probablement à corréler avec la mise en place de réseaux d'irrigation et de drainage. Des hypothèses ont pu être formulées quant à l'état d'activation des bourrelets alluviaux à cette période. Les analyses spatiales, elles, ont mis en évidence l'existence d'axes de circulation et d'échanges aussi bien fluviaux que terrestres. Ces derniers structurent les trois territoires individualisés. De là, des propositions d'organisation sociale ont pu être émises et des éclaircissements sur certaines pratiques rituelles et votives ont pu être apportés, dans un contexte pourtant pauvre de ce type de données. Enfin, la soudaineté des phénomènes de genèse et de déclin de cette culture a pu être relativisée.

Aux marges de la Lorraine et de la Champagne, au contact des plateaux calcaires jurassiques et de la plaine argilo-sableuse crétacée se développe le karst du Barrois, un géosystème naturel en interaction permanente avec son environnement. La structure du système est marquée par un étagement des horizons karstiques et une mobilité des formes (recul de pertes et de puits, réorganisation des réseaux souterrains) en étroite liaison avec l'épaisseur, la nature et la localisation du front d'une couverture non-carbonatée. Ces structures évolutives, exo et endokarstiques, impliquent aujourd'hui la coexistence de structures fonctionnelles (actives), relictuelles (semi-actives) et héritées (inactives) traduisant une adaptabilité constante du système aux modifications des conditions externes. Le fonctionnement du système se traduit par une dualité de l'infiltration et un écoulement souterrain rapide et concentré. Les dépôts argilo-sableux de couverture constituent un aquifère perché, véritable compresse humide qui étale le flux hydrique annuel et concentrent les écoulements lors des fortes averses vers le point bas des bassins de surface : les pertes. Les crues du système sont un élément majeur d'une morphogénèse active marquée par des transports solides et dissous très importants. L'évolution du système montre que le recul des couvertures non-carbonatées, l'incision des vallées et la karstification des masses calcaires sont les trois modes d'une même évolution qui conduit à l'exhumation des plateaux calcaires. L'incision du réseau hydrographique et le décapage des couvertures sont jalonnés par des paléo-systèmes karstiques qui sont les marqueurs des paléo-niveaux de base régionaux et des paléo-extensions du front de couverture. Ces dispositions conduisent à s'interroger sur les relations entre spatial et temporel dans l'édification et l'évolution des structures karstiques et sur le rôle des couvertures non-carbonatées dans cette évolution.

De nombreux enjeux socio-économiques et environnementaux sont associés aux transferts hydro-sédimentaires qui s’organisent au sein des hydrosystèmes, depuis les parcelles agricoles jusqu’aux cours d’eau (pertes en sol, diminution de la fertilité des sols, pollution diffuse, crues turbides, etc. ). Si les conditions d’initiation des transferts sont bien connues à l’échelle de la parcelle agricole, les dynamiques d’écoulements qui se produisent sur les versants restent mal connues, et ce particulièrement dans les petits hydrosystèmes du nord-ouest de la France, où la mosaïque paysagère et notamment la présence plus ou moins importante de réseaux linéaires (haies, routes, fossés, etc. ) contraint la dynamique purement topographique des écoulements. Afin de mesurer ces impacts, qui restent aujourd’hui peu aisés à estimer, deux approches complémentaires ont été mises en place dans le cadre de cette thèse. Tout d’abord, un travail de quantification des transferts hydro-sédimentaires a été réalisé au cours de différents épisodes pluvieux sur un petit bassin versant normand (17,6 km², BV de Lingèvres, Calvados). Il permet de mettre en évidence l'importance des flux sédimentaires qui peuvent transiter en période de ruissellement et la complexité des dynamiques spatio-Temporelles induite par la structure paysagère. En parallèle de cette approche "de terrain", un modèle sous Système Multi-Agents (SMA) a été conçu. En s'appuyant sur les capacités des SMA à faire émerger la dynamique globale d'un système à partir des interactions à un niveau local, il est possible de reconstruire le parcours des écoulements de surface et 'obtenir des indices d'analyses spatiales capables de mesurer les effets de la structure paysagère. Le modèle, nécessitant que peu de données en entrée, a été appliqué sur différents bassins aux caractéristiques paysagères distincts et offre des résultats intéressants pour mieux appréhender les conséquences des paysages sur les écoulements de surface
Many socio-economic and environmental issues associated with hydro-sedimentary transfers are organized within hydrosystems from agricultural fields up to rivers streams (soil loss, soil infertility, diffuse pollution, turbid flood. . . ). If transfers initiation conditions are well known at the agricultural field levels, the flow dynamic that occur on the slope remains poorly understood. It is especially true in small hydrosystems in north-western France, where the abundance of linear networks (hedges, roads, ditches, etc. ) that could interfere with the topographic flow dynamics are present in the landscape. To measure these impacts, which remain difficult to estimate, two complementary approaches have been developed within this thesis. First, a quantification of the hydro-sedimentary transfers was achieved during different rainfall events on a small Normandy catchment (17. 6 km², BV Lingèvres, Calvados). This work allowed us to highlight the importance of sedimentary flows that can pass though during runoff episode and the complexity of spatio-temporal dynamics induced by the landscape structure. In parallel to this "field" approach, a computer model in multi-agent systems (SMA) was designed. By relying on SMA capabilities to bring out the overall dynamics of a system based on interactions at a local level, it is possible to reconstruct the path of runoff and get clues on spatial analysis in order to measure the effect of the landscape structure. The SMA model requires little input data and was applied to various catchment with different landscape features. This model produces interesting results that allow us to better understand the consequences of the landscapes on runoff

L'ophiolite d'Oman permet d'étudier un morceau de lithosphère océanique formé à une dorsale rapide et échoué sur le continent. La structure générale permet de reconnaître la présence de plusieurs diapirs dont certains alimentaient la dorsale d'origine, partiellement obductée avec l'ophiolite. Le diapir de Maqsad est l'exemple type d'un diapir à l'axe. Les linéations verticales couvrent 100 km2 et tournent à l'horizontale au sein d'une zone de transition riche en magma, épaisse de 500 m, juste sous le Moho. Un flux forcé et radial est issu du diapir. Un calcul prédit que ce flux divergent devient passif à 10 km du diapir, comme le suggèrent nos données de terrain. Le diapir de Nakhl a des caractères similaires, tandis que le diapir de Mansah, éloigné de l'axe de la paleodorsale, est bordé par des zones de cisaillement et des injections de diabase qui attestent qu'il poinçonnait une lithosphère refroidie. Dans une seconde partie, les traces de magma dans les péridotites sont étudiées par analyse d'image sur des lames minces. On montre que les poches de liquide ont un allongement préférentiellement parallèle à la linéation et proportionnel à la force de la fabrique cristallographique de l'olivine. Ces données sont utilisées pour calculer les propriétés sismiques des échantillons. Nos résultats suggèrent que la quantité de liquide au Moho de la dorsale Est Pacifique peut être sous estimée à cause de l'anisotropie des roches. Enfin, une modélisation sismique d'un diapir, à partir de nos données structurales et des vitesses sismiques calculées permet de comparer les données d'Oman et de l'EPR.

L'ophiolite d'Oman permet d'étudier un morceau de lithosphère océanique formé à une dorsale rapide et échoué sur le continent. La structure générale permet de reconnaître la présence de plusieurs diapirs dont certains alimentaient la dorsale d'origine, partiellement obductée avec l'ophiolite. Le diapir de Maqsad est l'exemple type d'un diapir à l'axe. Les linéations verticales couvrent 100 km2 et tournent à l'horizontale au sein d'une zone de transition riche en magma, épaisse de 500 m, juste sous le Moho. Un flux forcé et radial est issu du diapir. Un calcul prédit que ce flux divergent devient passif à 10 km du diapir, comme le suggèrent nos données de terrain. Le diapir de Nakhl a des caractères similaires, tandis que le diapir de Mansah, éloigné de l'axe de la paleodorsale, est bordé par des zones de cisaillement et des injections de diabase qui attestent qu'il poinçonnait une lithosphère refroidie. Dans une seconde partie, les traces de magma dans les péridotites sont étudiées par analyse d'image sur des lames minces. On montre que les poches de liquide ont un allongement préférentiellement parallèle à la linéation et proportionnel à la force de la fabrique cristallographique de l'olivine. Ces données sont utilisées pour calculer les propriétés sismiques des échantillons. Nos résultats suggèrent que la quantité de liquide au Moho de la dorsale Est Pacifique peut être sous estimée à cause de l'anisotropie des roches. Enfin, une modélisation sismique d'un diapir, à partir de nos données structurales et des vitesses sismiques calculées permet de comparer les données d'Oman et de l'EPR.

Dans cette thèse je travaille sur la relation entre la pluviosité et l’érosion fluviatile en utilisant une approche probabiliste. Je développe une méthodologie indépendante de la moyenne pour caractériser la variabilité de la pluviosité journalière.L’indépendance vis-à-vis de la moyenne permet une comparaison simpleetobjectivedelavariabilitédelapluviosité sous différents régimes climatiques. Elle semontre également utile pour intégrer le concept de variabilité de la pluviosité dans lathéorie que je développe ensuite. J’applique cette approche à la chaine de montagnesHimalayenne en utilisant des données de pluviosité de hautes résolutions spatiale ettemporelle et trouve qu’il existe des variations significatives de la variabilité de la pluviositédans l’Himalaya. En prenant en compte la variabilité de la pluviosité en plusde la pluviosité moyenne, je trouve un lien entre pluviosité et érosion qui, d’un pointde vue géomorphologique, diffère, de façon significative, de celui déduit de la seulepluviosité moyenne.Ensuite, je développe une théorie d’érosion fluviatile du type ’puissance de flux‘ quicomprend une paramétrisation réaliste de la pluviosité et de l’hydrologie. Ceci estréalisé en intégrant un modèle hydrologique stochastique-mécaniste bien établi dansune formulation stochastique de la puissance de flux comprenant un seuil. La théoriehydrologique conduit à des expressions mathématiques pour la distribution et la variabilitédu débit journalier en fonction des conditions climatiques qui sont valablespour la majorité des régimes de débit observés à la surface de la Terre. Les nouveauxparamètres qui en découlent ont une signification bien ancrée dans des théories climatiqueet hydrologique établies et se mesurent facilement. Cette approche nous permetde prédire comment le taux d’érosion fluviatile répond à des changements du forçageclimatique. Je trouve ainsi que les processus hydrologiques peuvent avoir une influencesignificative sur l’efficacité érosive d’un forçage climatique donné. Cette approchepeut également être utilisée comme fondement de nouveaux modèles d’évolution desreliefs qui prennent en compte des conditions aux limites climatique et hydrologique.Une des principales conséquences d’intégrer l’hydrologie dans le modèle de puissancede flux est de révéler le double effet de la moyenne et de la variabilité du forçage climatiquesur la réponse écohydrologique. Une corrélation négative existe entre la moyenneet la variabilité qui restreint grandement les réponses possibles d’un bassin versant àdes changements climatiques. L’approche théorique que j’ai développée décrit égalementles relations qui relient la variabilité journalière à plusieurs paramètres écohydroclimatiques.Je trouve ainsi que l’index d’aridité, le temps de réponse du bassin versant,et l’épaisseur effective de sol sont les contrôles les plus importants sur la variabilité dudébit. Ceci a d’importantes conséquences pour le rôle que jouent l’hydrologie et lavégétation sur l’évolution des reliefs.Finalement, je démontre que l’influence de la variabilité journalière du forçage climatiquesur le taux d’érosion des rivières est principalement déterminée par l’existence et la valeur de seuils d’érosion. Je démontre que, quelques soient les détails du processus d’érosion considéré, c’est le rapport entre la valeur du seuil et la valeur moyenne du forçage climatique qui détermine si la variabilité compte ou pas, et dans quel sens.Parmi de nombreuses autres applications, ces découvertes contribuent à l’élaborationd’un nouveau cadre permettant de comprendre et prédire la réponse de la surface dela Terre à des changements de la moyenne et de la variabilité de la pluviosité et du débit des rivières. La généralité de ces découvertes a d’importantes implications pour le reste des travaux présentés dans la thèse, ainsi que pour les travaux antécédents sur le rôle de la variabilité de la pluviosité et du débit sur l’efficacité érosive des rivières
In this thesis, we address the problem of how climate drives landscape evolution. Specifically, we work on the relationship between rainfall and fluvial erosion using a probabilistic approach. First we develop a mean-independent methodology to characterize the variability of daily rainfall. The mean-independent nature allows for simple, objective comparison of rainfall variability in climatically different regions. It also proves useful for integrating the concept of rainfall variability into theory. We apply this method over the Himalayan orogen using high spatial and temporal resolution rainfall data sets and find significant variations in rainfall variability over the Himalayan orogen. By taking into account variability of rainfall in addition to mean rainfall rate, we find a pattern of rainfall that, from a geomorphological perspective, is significantly different from mean rainfall rate alone. Next we develop of theory of stream power fluvial erosion that allows for realistically parameterized rainfall and hydrology. This is accomplished by integrating an established stochastic-mechanistic model of hydrology into a threshold-stochastic formulation of stream power. The hydrological theory provides equations for the daily streamflow distribution and variability as a function of climatic boundary conditions that are applicable across most of the observed range of streamflow regimes on Earth. The new parameters introduced are rooted firmly in established climatic and hydrological theory and are easily measured. This framework allows us to predict how fluvial erosion rates respond to changes in realistic rainfall forcing. We find that hydrological processes can have a significant influence on how erosive a particular climatic forcing will be. This framework can be used as a foundation for landscape evolution models that have realistic climatic and hydrological boundary conditions. One of the main strengths of integrating hydrology into the stream power model is to reveal the dependence of both streamflow mean and variability on the climatic forcing and ecohydrological response. This negative correlation of the mean and variability vastly restricts the likely responses of a river basin to changing climate. Our theoretical framework also describes the scaling daily variability with several other ecohydroclimatic parameters. We find that the aridity index, the basin response time, and the effective soil depth are the most important controls on discharge variability. This has important implications for the role of hydrology and vegetation in landscape evolution. Finally, we demonstrate that the way the Earth's surface responds to short-term climatic forcing variability is primarily determined by the existence and magnitude of erosional thresholds. We show that, irrespective of the nature of the erosional process, it is the ratio between the threshold magnitude and the mean magnitude of climatic forcing that determines whether variability matters or not and in which way. Among many other implications, our findings help provide a general framework to understand and predict the response of the Earth's surface to changes in mean and variability of rainfall and river discharge. The generality of this finding has important implications for the other work in this thesis, as well as previous work on role of rainfall and discharge variability on fluvial erosion

Le site routier expérimental de Beaver Creek (62º 20’ 20’’ N – 140º 50’ 10’’ O) est sis sur la moraine de Beaver Creek pré datant le Dernier Maximum Glaciaire. Dans un périmètre d’un kilomètre carré, son relief, sa végétation, son sol et sa cryostratigraphie ont été étudiés avec une perspective géosystémique, afin d’en détailler la catena et sa structure. Ensuite, la cryostratigraphie a été interprétée pour suggérer un modèle d’évolution du paysage. Enfin, les changements récents y ont été intégrés en vue d’actualiser la tendance évolutive du géosystème. Il ressort de cet ouvrage que la durabilité du pergélisol est fortement appuyée par la présence des milieux humides dans les replats. Quelques affleurements de la moraine sont toujours visibles, quoique faiblement exprimés. Ils contiennent peu de glace et leur teneur en matière organique est mince. Quant aux dépressions, elles sont peu profondes et étendues. Non seulement elles ont hérité des sédiments érodés des crêtes, mais elles ont aussi fixé une quantité importante de glace et de matière organique par le truchement d’un pergélisol syngénétique (>15 m) généré par le climat et protégé par l’écosystème. Au moins un évènement de thermo-érosion est survenu avant le dernier stade d’aggradation syngénétique (Holocène), mais il n’a été que partiel. L’actuel réchauffement climatique menace d’engager un autre épisode de dégradation à l’échelle du bassin versant. Contrairement au changement climatique, l’utilisation du territoire provoque déjà la dégradation du pergélisol, mais de manière localisée seulement.
The Beaver Creek Road Experimental Site (62º 20’ 20’’ N – 140º 50’ 10’’ O) sits on the Beaver Creek moraine. This landform was already evolving before the Last Glacial Maximum. In a single square kilometer perimeter, its topography, vegetation, soil and cryostratigraphy have been studied with a geosystemic perspective to detail its catena and related structure. Furthermore, the cryostratigraphy has been interpreted considering the literature to suggest a landscape evolution model. Recent changes at the site were integrated in the model to actualize the geosystem’s evolutive trend. This work has shown that the durability of the permafrost is strongly supported by the wetlands associated to flat lowlands. On the one hand, some moraine hillcrests are still slightly outcropping. There, the limited moisture inhibited the development of peat and intrasedimentary ice (<1 m). On the other hand, the depressions are quite flat and extended. They inherited not only of the crest’s eroded sediments, but they also fixed an important quantity of ice and organic matter (>15 m) by the mean of syngenetic permafrost aggradation driven by the climate and preserved by the ecosystem. At least one thermoerosion event occurred before the last syngenetic aggradation stage (Holocene), but was only a partial one. The ongoing global warming threatens to trigger another permafrost degradation stage on the drainage basin scale. On the field unit scale, the land use is already degrading the local ice-rich permafrost.