Tectonique et géodynamique actuelle de l'arc alpin - Approche sismotectonique et modélisation numérique

Jury : Stefan Schmid (rapporteur), Laurent Jolivet (rapporteur), Nicolas Deichmann, Bertrand Delouis, Angelika KaltThe current tectonic regime of the western/central Alps is examined from the compilation of a synthetic database of 389 focal mechanisms. This synthesis reveals the major role of extensionnal tectonics, characterising the whole 'high' core of the belt. The directions of extension are orogen-perpendicular in these areas, while fan-shapped directions of compression are found in external domains, in a general transcurrent mode of deformation (shifted locally to extension or compression).A model of gravitationnal re-equilibration is advanced and tested with finite element numerical modellings, firstly in 2.5D and secondly in 2D (ECORS profile). These modelling studies reveal the major role of gravitationnal body forces, producing a tectonic regime close to the one analysed in our seismotectonic analysis and interpreted as a current post-collisionnal setting in the western/central alpine belt.Quantifications of deformation show slow deformations, of the order of 1-3 mm/y from GPS studies and 0.1-0.4 mm/y from seismological studies (the difference asking the problem of aseismic deformation in the belt). Rotation quantifications show slow rotations, of the order of 2-2.5 degres/My, probably associated with anticlockwise Apulian rotation, inducing anticlockwise rotations of the core of the alpine arc and clockwise rotations along the dextral transcurrent system of the western border of the belt.Le régime tectonique actuel de la chaîne des Alpes centrales/occidentales est analysé grâce à une compilation de 389 mécanismes au foyer. Cette synthèse met en évidence l'importance des phénomènes extensifs, caractérisant l'ensemble de la 'haute' chaîne. Les directions d'extension sont orientées perpendiculairement à l'orogène, tandis qu'en domaine externe, les directions de compression sont orientées en éventail perpendiculaire à l'arc alpin, dans un contexte globalement décrochant (dérivant localement vers l'extension ou la compression).Un modèle de ré-équilibrage gravitaire est avancé et testé par modélisation numérique en éléments finis, d'une part en 2.5D, d'autre part en 2D (coupe ECORS). Ces études de modélisation montrent l'importance des phénomènes d'étalement gravitaire dans la chaîne, aboutissant à un régime de déformation/contraintes proche de celui observé par les outils sismotectoniques et permet de proposer un régime tectonique actuel post-collisionnel au niveau des Alpes centrales/occidentales.Des études de quantifications de la déformation montrent des taux de déformation faibles, de l'ordre de 1 à 3 mm/a pour les calculs sur base GPS et de 0.1 à 0.4 mm/a pour les calculs sur une base sismologique (la différence entre les deux quantifications posant la question des déformations asismiques dans la chaîne). Les taux de rotation montrent des rotations faibles, de 2 à 2.5 degrés/Ma, probablement associé à la rotation antihoraire de la plaque Apulienne qui entraînerait la rotation antihoraire du coeur de l'arc, tandis que des rotations horaires observées en domaine externe résulteraient de la rotation de blocs situés le long des grands décrochements dextres de la bordure occidentale de l'orogène