Evolution Néogène de l'arc~alpin~sud-occidental: Approches sismotectonique et thermochronologique

Cette these cible l'evolution Neogene de la branche sud de l'arc alpin occidental. Une approche multi-methodes associant etudes de terrain, sismotectonique et thermochronologie basse temperature y met en evidence un regime tectonique complexe ainsi qu'une evolution morphologique et structurale originale au sein de l'arc. La fracturation s'organise autour d'un faisceau d'accidents NW-SE, a jeu principalement dextre, accompagnant la courbure de l'arc et commandant structure et morphologie. Par ailleurs, a l'echelle des massifs, une structuration en failles normales conjuguees NE-SW traduit une extension parallele a la chaine. D'autres failles normales traduisent une extension perpendiculaire a la chaine. L'inversion des donnees microtectoniques a permis de caracteriser des regimes de paleocontraintes decrochant et extensif. L'absence d'une chronologie coherente a l'echelle regionale suggere que ces regimes ont coexiste. Je propose que ces regimes constituent deux extremes d'un regime de contrainte unique variable, resultant de l'interference entre un champ de contraintes extensif, a tendance multidirectionnelle et propre a la partie interne, surepaissie de la chaine, et un champ de contraintes decrochant a transpressif commande aux limites de la chaine. L'analyse sismologique montre que l'arc interne subit actuellement un regime transtensif en zone Brianconnaise et un regime purement extensif en Zone Piemontaise, plus interne. La direction d'extension reste proche d'E-W, comme plus au nord a la latitude du Pelvoux, et independante de la courbure de l'arc. La caracterisation du regime extensif actuel en termes de directions tangentes ou radiales a l'arc est donc ici inadaptee. La Zone Externe presente un regime globalement transpressif a nuancer puisqu'elle est egalement affectee par de l'extension dans sa partie la plus interne. Je propose une correlation entre la zone subissant l'extension et la zone d'epaisseur crustale maximum. Ce modele s'inspire et etend celui propose par [Delacou et al., 2004]. Il favorise un processus d'extension lie a un effondrement gravitaire de la chaine. La structure arquee concerne surtout la croute superieure, les structures plus profondes etant plus lineaires. Ce decouplage vertical des structures est probablement herite du poinconnement syncollision oligocene, responsable de la formation de l'arc interne. Il peut expliquer qu'au Neogene le decouplage tectonique entre arc interne en extension et zone externe en transpression ne reactive pas, pres de la surface, l'ancien front chevauchant de l'arc interne, comme c'est le cas plus au nord au sein de l'arc. Quelques nouvelles donnees thermochronologiques (traces de fission dans l'apatite), replacees dans une synthese des donnees existantes, confirment que les Alpes sud-occidentales ont connu une evolution structurale et morphologique originale au Neogene. Les zones internes presentent un refroidissement final homogene et rapide des la fin de l'Oligocene. Le saut d'âge entre zone externe et zones internes, recemment mis en evidence a la latitude du Pelvoux, est confirme dans l'ensemble de la branche sud de l'arc. Il temoigne de l'inversion du front chevauchant des zones internes peu de temps apres le paroxysme de la collision. Je relie l'exhumation rapide des zones internes de la branche sud a la forte erosion d'une cordillere alpine axee sur les zones internes au front du poincon apulien. La quantification de l'evolution du relief a partir du systeme traces de fission sur Apatite a ete testee sur la base de deux transects echantillonnes dans les massifs du Pelvoux et Dora-Maira. Les relations âges-altitudes a differentes longueurs d'onde permettent d'estimer un taux d'exhumation moyen de 0.4km/Ma pour le Pelvoux au cours des 7 derniers Ma, et de 0.1Km/Ma pour Dora-Maira au cours des 20 derniers Ma. Pour ces deux massifs, aucune evolution probante du relief n'est mise en evidence. On souligne des lors le manque de resolution du systeme apatite pour quantifier l'evolution du relief. Une synthese des resultats permet de proposer que la deformation soit le resultat d'un equilibre instable entre l'etalement de la chaine sous l'effet des forces de volume et la cinematique complexe de l'Apulie qui integre a la fois une composante en translation et une composante rotationnelle.