Détachements et failles normales a faible pendage : cinématique et localisation de la déformation, approche de terrain et modélisation numérique. Exemple des Cyclades.

De nombreuses failles a faible pendage (pendage inferieur a 30°) ont ete decrites en domaine continental extensif depuis leur mise en evidence dans la province des Basin and Range (USA). Bien que les observations de terrain suggerent, dans plusieurs regions, que le jeu d'une faille se produit a faible pendage dans la croute cassante (Apennins, Italie ; Basin and Range, USA; Alpes orientales), l'activite sismique liee a ces failles est presque inexistante et est en accord avec les angles de blocage des failles predits par la mecanique andersonienne associee a la loi de Byerlee. L'etude des Metamorphic Core Complex et de l'exhumation de detachements dans les Cyclades permet d'obtenir un modele fige de la croute continentale en extension. Le Metamorphic Core Complex qui affleure sur l'ile de Mykonos se caracterise par une intrusion granitique (laccolite) dans le dome migmatitique, recoupe a son sommet par un systeme de detachements compose de deux branches. La branche inferieure ductile du detachement met en contact la Nappe Superieure Cycladique, constituee de metabasites, et le laccolite. La branche superieure cataclastique du detachement juxtapose une unite sedimentaire molassique sur la Nappe Superieure Cycladique ou directement sur le laccolite. Le detachement cataclastique conditionne la sedimentation syn-tectonique dans les bassins. Associee au reseau de veines contemporain du jeu du detachement, la deformation dans l'unite sedimentaire montre que le detachement cataclastique de Mykonos a ete actif a faible pendage et a faible profondeur, au moins au cours des derniers increments de deformation. La synthese des donnees collectees sur les iles d'Andros, de Tinos et de Mykonos montre que les detachements nord-cyladiques peuvent etre consideres a differents stades d'evolution comme une seule et unique structure d'echelle crustale (le Systeme de Detachement Nord-Cycladique) pouvant accommoder l'extension regionale et l'exhumation des roches de l'unite inferieure. L'etude de l'Anisotropie de la Susceptibilite Magnetique (ASM) dans le laccolite, couplee aux observations de terrain, a permis de mettre en evidence une rotation de l'unite inferieure du detachement de Mykonos autour d'un axe vertical, compatible avec les donnees paleomagnetiques disponibles dans la litterature. Afin de reconcilier observations de terrain et mecanique des roches, nous proposons un nouveau modele de reactivation de failles en considerant la faille comme une fine couche deformable plastiquement, contrairement au modele classique suggerant une dislocation avec des proprietes frictionnelles. Notre modele permet alors d'inclure les variations volumiques de la zone de faille au cours du cisaillement, et notamment, de prendre en compte des coefficients de dilatation faibles voir negatifs (faille compactante), souvent observes en laboratoire ou sur le terrain. Notre modele permet, en particulier, de determiner les quantites de deformation plastique que peuvent accommoder ces failles au cours du cisaillement avant leur blocage. Les angles de blocage obtenus dans notre modele varient peu par rapport au modele classique de reactivation de faille, qui apparait comme un cas particulier de notre modele. La reactivation d'une faille a faible pendage en extension est alors possible completement ou partiellement et peut etre associee a la formation de veines et de failles normales dans l'encaissant. La reactivation est alors favorisee lorsqu'il s'agit d'une faille compactante et se produit en regime durcissant, suggerant ainsi un comportement asismique de la faille.