Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This thesis aims to analyze the active tectonics and the seismic hazard for three main cities of NW Iran (Tehran, Tabriz and Zandjan) using morphotectonics and paleoseismology. Within the Tehran capital, we focused our analysis on the Mosha-North Tehran (M-NT) active fault system. Our investigations show that this fault system is mainly dominated by left-lateral faulting. Along the eastern part of the M-NT fault system, we found evidences of at least seven strong (M>7) paleoearthquakes during the past 10 ka (recurrence interval : 1100-1400 yrs). Our study along the central portion of the fault system (in Abali region) suggests that it corresponds probably to the source of the 1830 AD historical earthquake (M=7.1, Io= IX). Within Tabriz region, we studied the SE segment of the North Tabriz fault. We found evidences of at least three strong events, which occurred during the past 33.5 ka. The North Tabriz dextral fault corresponds to the central portion of a fault system (TFS), and contains two fault segments (NW and SE). Our paleoseismological analysis shows a variation of the slip rate, which decreases from NW to SE along the strike-slip fault. The western (Mishu) and eastern (Bozghush) terminations of the fault system correspond to oblique-compression zones. TFS belongs to the eastern portion of a regional fault system (GSKT), linking the active extension within the central part of the collision and the active compression to the East. Finally, we focus on the Zandjan area, where no important historical seismicitiy is recorded. There, based on morphotectonics analysis we discovered a large active fault network, whose southeastern part affects the Zandjan city. To conclude this work, we replace our observations within the general geodynamic framework of the Arabia- Eurasia collision. One of the striking pictures is the occurrence of opposite kinematics along the M-NT (and other range parallel faults within the south Central Alborz) and the North Tabriz fault systems that have the same trend. This shows the rapid variation of the regional stress field in the Northern Iran.
L'objectif de ce mémoire de thèse est l'étude de la tectonique récente et l'évaluation de l'aléa sismique pour trois villes importante, Téhéran, Tabriz et Zandjan, situées dans le nord-ouest de l'Iran. Dans la capitale de l'Iran, Téhéran, nous nous sommes concentrés sur le système de faille active de Mosha-Nord Téhéran. Nos travaux démontrent que ce système est essentiellement décrochant sénestre. Nos analyses paléosismologiques sur la portion est de ce système (dans la vallée de Tar) montrent au minimum les évidences de sept grands événements sismiques (M>7) pendant les derniers 10000 ans (l'intervalle de récurrence est de 1100 à 1400 ans). Les études que nous avons mené dans la partie centrale de ce système (région d'Abali) révèlent qu'il pourrait être la source du dernier événement sismique ayant affecté la ville de Téhéran en 1830 AD. Dans la région de Tabriz, nous nous sommes intéressés au segment SE de la faille décrochante dextre de Nord Tabriz où nous avons trouvé les évidences de trois grands séismes pendant les derniers 33500 ans. Nos études montrent que la faille Nord Tabriz qui est la portion centrale d'un système de faille (TFS) est constituée par deux segments NW et SE dextres. Notre étude paléosismologique suggère une variation de la vitesse qui diminue du NW vers SE le long de ces segments. Les extrémités ouest (Mishu) et est (Bozghush) de ce système correspondent à des zones compressives qui absorbent les déplacements horizontaux sur les segments NW et SE. D'un point de vue général la TFS est une partie d'un système de failles régionales (GSKT) qui relie une zone d'extension active dans la partie centrale de la collision Arabie-Eurasie et une zone de compression active à l'Est. Enfin, à Zandjan qui est une ville située dans une région de lacune sismique, nous avons découvert un important réseau de failles actives. Le tracé sud-est de ce réseau de failles passe par la ville de Zandjan. En conclusion, les localisations et les cinématiques des systèmes de faille étudiés sont discutées dans le cadre géodynamique général de la collision Arabie-Eurasie. On remarquera que la faille majeure de Nord Tabriz qui correspond essentiellement à un décrochement dextre a la même direction NW-SE que les décrochements sénestres présents dans la chaîne de l'Alborz (les failles de : Mosha, Talaghan et Manjil). Cette observation nécessite une variation de la direction de compression entre ces deux régions.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This work addresses a study of geodynamics in Armenia, a country located in the central part of the zone of continental collision between the Arabian and Eurasian lithosphere plates. The work includes two main parts: study of recent deformations of the lithosphere by means of GPS and detailed paleoseismological and morphometric investigations in the zone of the Artanish-Tskhouk segment of the PSSF. We analyze and compare rates of deformation determined by the GPS data and the rates estimated by the paleoseismological and morphometric studies. The Armenian-French network of GPS observations was installed in Armenia in 1998. Three observation sessions were conducted in 1998, 2000 and 2003. Based on the evidence obtained, a detailed study of the velocity field was conducted to analyze lithosphere deformation in Central and Northern Armenia. Slip rates were estimated for the principal active faults in Armenia. Several field works, including paleoseismological, archaeo-seismological, archaeological, geodetic and morphological studies, had been implemented in the zone of the Artanish-Tskhouk segment of the PSSF in 2003-2005. The fault was mapped in detail; rates of main horizontal and vertical slip along the fault were estimated and re-estimated. Four (4) paleo- and archeo-earthquakes were studied and dated. Eventually, the obtained data allowed us to re-estimate slip rates, maximum possible magnitudes and recurrence intervals of strong earthquakes on the Artanish-Tskhouk segment of the PSSF. A technique enabling estimation of horizontal and vertical displacements along strike-slip faults during paleo-earthquakes by the evidence obtained from paleo-seismological trenching was developed.
Les travaux présentés dans ce mémoire sont consacrés à l'étude de la géodynamique du territoire de l'Arménie qui est situé dans la partie centrale de la zone de collision continentale entre les plaques Arabique et Eurasienne. Le mémoire comprend deux parties principales: 1/ l'étude des déformations actuelles par la géodésie GPS; 2/ l'étude paléosismologique et morphométrique détaillée de la zone du segment d'Artanish-Tskhuk de la faille de Pambak-Sevan-Syunik (PSSF). On présente l'analyse et la comparaison des vitesses de déformations estimées par les données de GPS et par les données paléosismologiques et morphométriques. Le réseau d'observations GPS Arméno - Français a été installé en Arménie en septembre 1998. Trois campagnes de mesure du réseau ont été réalisées en 1998, 2000 et 2003. L'analyse détaillée du champ de vitesse à partir des données GPS a permis d'étudier et de quantifier les déformations actuelles de l'Arménie centrale et septentrionale. On a pu estimer les vitesses des déplacements des failles actives principales du territoire de l'Arménie. Un ensemble de travaux sur le terrain comprenant des recherches paléosismologiques, archéosismologiques, archéologiques, géodésiques, et morphologiques a été réalisé entre 2003 et 2005 dans la zone du segment d'Artanish-Tskhuk de la faille de PSSF. La cartographie détaillée de la faille a été réalisée et l'on a estimé et/ou re-estimés les déplacements horizontaux et verticaux le long de la faille. Quatre paléo- et archéoséismes ont été étudiés et datés. À partir des données obtenues, pour le segment d'Artanish-Tskhuk de la faille de PSSF, on a réévalué les vitesses de déplacements, la magnitude maximale possible, et l'intervalle récurrence des séismes forts. Une méthode d'évaluation des déplacements horizontaux et verticaux a été proposée à partir des logs de tranchées sur les failles de décrochements associées à des paléoséismes.
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Résumé : Given the technological development of embedded satellite sensors, the potential of available satellite images increases so that the question now arises of their most efficient exploitation possible. This is the purpose of the CARTAM-SAT project to fluidize the processing workflow from satellite images to users. The thesis is part of this framework.Processing operations relating to images have evolved over the years. Low-resolution images were processed by a so-called pixel approach while the high-resolution has allowed the development of a so-called object approach. The latter focuses on analysing not about the isolated pixels, but about groups of pixels representative of concrete objects on the ground. Thus, in principle, these are groups of pixels with a domain-specific remote sensing semantics.Along with satellite imagery, knowledge representation has evolved. The standards of representation have benefited from the expansion of the web to give rise to standards like OWL. This one is widely based on description logics that allow the use of automated reasoners able to infer implicit knowledge.This thesis is at the junction of these two sciences and provides an ontological approach for analysing satellite images. The aim is to formalize different types of knowledges and conceptualizations implicitly used by image processing programs and by remote sensing experts, and then reasoning automatically on an image description to obtain one semantic interpretation.This general principle may have numerous technical variations. The implementation consisted in a prototype combining a satellite image analysis library and an ontology-based reasoner. The implementation proposed in the thesis allows to explore four technical variations of the principle that lead to discussions on the complementarity of pixel and object analysis paradigms, the representation of some of the spatial relations and the role of knowledge in relation to processing.
Étant donnée l'évolution technologique des capteurs embarqués à bord des satellites, le potentiel d'images satellitaires accessible s'accroît de telle manière que se pose maintenant la question de son exploitation la plus efficace possible. C'est l'objectif du projet CARTAM-SAT que de fluidifier la chaîne de traitement depuis les satellites jusqu'aux utilisateurs des images. La thèse s'inscrit dans ce cadre. Les traitements relatifs aux images ont évolué au cours des années. Les images basse résolution étaient traitées par une approche dite pixel alors que la haute résolution a permis le développement d'une approche dite objet. Cette dernière s'attache à analyser non plus des pixels isolés, mais des groupes de pixels représentatifs d'objets concrets sur le terrain. Ainsi, en principe, ces groupes de pixels sont dotés d'une sémantique propre au domaine de la télédétection. La représentation des connaissances a évolué parallèlement aux images satellitaires. Les standards de représentation ont profité de l'expansion du web pour donner naissance à des standards comme OWL. Celui-ci repose en grande partie sur les logiques de description qui permettent l'utilisation de raisonneurs automatiques capables d'inférer une connaissance implicite.Cette thèse se place à la jonction de ces deux sciences et propose une approche ontologique d'analyse des images satellitaires. Il s'agit de formaliser différents types de connaissances et de conceptualisations implicitement utilisés par les logiciels de traitement d'image et par les experts en télédétection, puis de raisonner automatiquement sur la description d'une image pour en obtenir une interprétation sémantique.Ce principe général est susceptible de nombreuses déclinaisons techniques. La mise en œuvre a consisté en la réalisation d'un prototype alliant une bibliothèque d'analyse d'images satellitaires et un raisonneur basé sur les ontologies. L'implémentation proposée dans la thèse permet d'explorer quatre déclinaisons techniques du principe qui mènent à des discussions sur la complémentarité des paradigmes d'analyse pixel et objet, la représentation de certaines relations spatiales et la place de la connaissance par rapport aux traitements.
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NNT : 2013MON20059
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Résumé : The method of shear-wave splitting provides a unique possibility to identify seismic anisotropy, which is a result of the preferred orientations of the anisotropic minerals by deformation. The novel software SplitLab, presented in this thesis, simplifies the data processing. The comparison of three independent techniques makes it possible to associate an objective quality to the results and also to define a criterion to automatically detect events without splitting (“Nulls”). This criterion is applied to shear-wave splitting measurements at 16 stations located on the East European Craton. The results indicate that the fast directions reflect the ancient blocks, which constitute the East European Craton. The fast directions in south-west are aligned with the margin of the craton and continue the general tendency of offcraton stations. The stations in the Ural foredeep show fast directions perpendicular to the general tendency of the mountain chain. Various indicators give reason to assume lithospheric origins of anisotropy
La mesure du déphasage des ondes de cisaillement offre la possibilité de caractériser l'anisotropie sismique présente dans les différentes couches de la Terre, qui résulte généralement des orientations préférentielles des minéraux anisotropes induites par la déformation. Le nouveau logiciel SplitLab présenté dans cette thèse, simplifie le traitement des données depuis la requête des données jusqu'à la masure de déphasage et l'interprétation des résultats. La comparaison de trois techniques indépendantes pour mesurer ce déphasage permet de quantifier la qualité des résultats et de détecter automatiquement les mesures sans déphasage apparent. Ce critère est appliqué aux mesures de déphasages des ondes SKS enregistrées en 16 stations situées sur le Craton Est Européen. Les résultats indiquent que les directions rapides reflètent les structures anciennes, qui constituent le Craton Est Européen. En outre, les directions rapides dans le Sud-ouest s'alignent avec la bordure du craton et sont en continuité avec la tendance générale définie par les stations éloignées du Craton. Les stations dans les unités externes de l'Oural montrent des directions rapides perpendiculaires à la tendance générale de la chaîne de montagne.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : At present, the forecasting of littoral evolution presents a considerable social stake. Many studies have been achieved to better understand coastal dynamics. Such dynamics are controlled by morphology, sediment supply, hydrodynamics, eustacy... at different time scales. At geological time scale, deposits geometry, controlled by eustacy and subsidence, is succesfully analysed where sediment supply is high. But the littoral zones present important sediment supply variability. In low sediment supply areas, the record of coastal tracts is smaller and harder to interprete. Analyses of about 250 kilometres of new VHR seismic profiles acquired along the languedocian coast (Northern Gulf of Lion, France), tens of short cores and outcrops data allowed us to determine the three-dimensional high-resolution geometry of the coastal tracts from Quaternary to present-day. This highlighted the role of alongshore dynamics in coast where direct sediment supply is low. The concepts of protected lagoon and isolated lagoon were broughted to the fore and the effect of inherited incised valley morphology was discussed. Last, a complementary study by analogue modeling of the channel incision processes controled by eustatic and climatic changes allowed to discuss the role of incised valleys in coastal areas.
Actuellement, la prévision de l'évolution d'un système littoral représente un enjeu social important. De nombreuses études sont réalisées afin de mieux connaitre la dynamique côtière et donc de comprendre les facteurs qui influencent son évolution. Cette dynamique est contrôlée par la morphologie, les apports sédimentaires, l'hydrodynamique, l'eustatisme... qui agissent à des échelles de temps différentes et avec de fortes interactions. A l'échelle géologique, l'architecture des dépôts, contrôlée par l'eustatisme et la subsidence, est parfaitement décrite dans les zones à forts apports sédimentaires. Par contre, dans les zones à faibles apports sédimentaires, l'enregistrement des cortèges côtiers est réduit et est difficile à interpréter. L'analyse de 250 kilomètres de profils sismiques THR sur le littoral languedocien (Nord du Golfe du Lion, France), de carottages et de données de terrain a permis de déterminer la géométrie en trois dimensions des cortèges sédimentaires côtiers depuis le Quaternaire jusqu'à l'actuel. Ces observations montrent l'importance de la dynamique longshore sur les littoraux pauvres en apports sédimentaires directs. De plus, l'étude d'un système lagunaire sur ce littoral met en évidence les concepts de lagunes protégées et lagunes isolées ainsi que l'importance des vallées incisées dans la génèse de ces environnements. Enfin, la modélisation en laboratoire des processus d'incision de chenaux sous contrôle eustatique et climatique permet de discuter le rôle des vallées incisées en milieu côtier.
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Résumé : To study the dynamics of an orogen-foreland system and more particularly the impact of surface processes on its development, we base our work on two main axes. In a first part, using analogue tapered wedge models, we investigate the interplay between tectonics, erosion and sedimentation during the orogenic growth. The basis model mimics the evolution of a wedge section extending from the orogen to its foreland basin, with both the structural and the lithological heritages simulated. In a second part, the focus is on the recent tectonic and geomorphologic processes affecting the Swiss Prealpes klippen belt and surrounding structural units (Molasse basin and Jura fold-and-thrust belt). Remote sensing analyses allow to evaluate the impact of tectonics on the drainage pattern and landscape morphology. In addition, local field investigations in the Prealpes provide information on the nature and kinematic of brittle fractures and the paleostress fields.
Afin d'étudier la dynamique d'un système orogène/avant-pays et plus particulièrement l'impact des processus de surface sur son développement, notre travail se base sur deux axes principaux. Dans une première partie, à l'aide de modèles analogiques de prisme d'accrétion, nous analysons les interactions entre la tectonique, l'érosion et la sédimentation au cours de la croissance de l'orogène. Le modèle de base reproduit l'évolution d'une section de prisme, qui s'étend de l'orogène au bassin d'avant-pays, et où les héritages à la fois structural et lithologique sont simulés. Dans une seconde partie, l'accent est mis sur la tectonique récente et les processus géomorphologiques qui affectent la klippe des Préalpes suisses et les unités structurales environnantes (le bassin molassique et le Jura). Des analyses de télédétection permettent d'évaluer l'influence de la tectonique sur le réseau de drainage et la morphologie du paysage. De plus, des analyses de terrain menées localement dans les Préalpes fournissent des informations sur la nature et la cinématique des fractures cassantes et des champs de paléocontraintes.
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Résumé : The spreading ridge subduction is an unavoidable process during the subduction-related belt elovution. The aim of this thesis concerns the evolution of the Central Patagonian Cordillera, at the latitude of the Chile triple junction, in relation with the Chile spreading ridge subduction inducing the opening of a slab-window beneath the South American plate. By a morphologic, and a structural analysis, coupled with the analysis of satelittes and topographic images, we show the influence of the slab-window development at 3 Ma on the morphostructural evolution of the Central Patagonia. During the Pliocene, the Central Patagonian Cordillera experiences a major extensional phase inducing the formation of transverse and internal depressions. Negative tectonic inversion, responsible to the rift-type topography, induces the inversion of the morphotectonic front and the disruption of the volcano-sedimentary piedmont with the rest of the Cordillera at 3 Ma. Radial extensional regime is characterized by a magnitude comprises between 800 m and 3500 meters and vertical movements are localized along polyphazed faults. We suggest that the Plio-Quaternary morphostructural evolution is related to the opening of the slab-window at 3 Ma beneath the Central Patagonia. The upwelling of asthenospheric hot mantle through the slab window induces the regional collapse of the Central Patagonian Cordillera.
La subduction d'une dorsale active sous un continent est un processus inévitable dans l'évolution des chaînes de subduction. Le travail de cette thèse concerne l'évolution de la Cordillère de Patagonie Centrale, à la latitude du point triple du Chili, en relation avec la subduction de la dorsale active du Chili induisant le développement d'une fenêtre asthénosphérique sous la plaque sudaméricaine. A l'aide d'une approche morphologique, structurale, couplée à l'analyse d'images satellites et topographiques, nous montrons l'influence de la fenêtre asthénosphérique depuis 3 Ma sur l'évolution morphostructurale de la Patagonie Centrale. Au cours du Pliocène, la Cordillère de Patagonie Centrale est marquée par une phase d'extension majeure induisant la formation de dépressions transverses et internes à la chaîne. L'inversion négative du relief responsable de la topographie générale de type rift induit l'inversion du front morphotectonique et la déconnexion du piedmont volcano-sédimentaire du reste de la Cordillère à partir de 3 Ma. L'extension radiale dont l'amplitude est comprise entre 800 mètres et 3500 mètres, se localise dans la plupart des cas au niveau de failles polyphasées. L'évolution morphostructurale plioquaternaire proposée est directement reliée à l'ouverture de la fenêtre asthénosphérique à 3 Ma sous la Patagonie et à la remontée de matériel asthénosphérique chaud induisant la collapse régionale de la Cordillère de Patagonie Centrale.
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