Analyse des mouvements verticaux récents associés aux reliefs cévenols : Implications en termes de dynamique des déformations en domaine intraplaque

L’origine des déformations en domaines intraplaque est mal connue et ne s’intègre pas pleinement au sein de la théorie de la tectonique des plaques. Le cas des orogènes en domaine en particulier, puisque au-delà de la question de l‘activité sismique, un mécanisme de production de forte topographie est nécessaire. La question même de l’âge de ces zones d’orogène intraplaque est sujette à discussion : ces zones sont-elles actuellement actives ou s’agit-il de reliefs hérités ?Le Massif-Central (France) est un exemple de ce genre d’orogène et l’axe principal de cette thèse consiste en la caractérisation de la dynamique du Massif-Central a travers des approches géomorphologiques et géochronologiques.Une analyse des morphologies régionale fait ressortir la présence d’un signal régional interprétable au-delà des nombreuses variations et spécificités locales. Le centre du massif, entre plateau Ardéchois et massif de la Margeride présente des morphologies héritées actuellement portée à une altitude supérieure à 1000 m. Cette zone à morphologie héritée est progressivement démantelée à partir des zone périphériques. Cette érosion régressive est à l’origine du creusement des vallées et canyons régionaux.La production de plus d’une centaine de nouvelles mesures de concentrations en isotopes cosmogéniques au sein des sédiments alluvial actuels, ou ancien et piégés dans l’endokarst, a permis de quantifier les vitesse moyennes d’évolution du paysage. Une vitesse de dénudation régionale de ~ 60 mm.ka-1 sur les derniers ~ 10 à 20 ka est obtenu. La vitesse d’incision long terme, déduite des étagements de sédiments au sein des karsts est estimé à ~ 80 – 100 m.Ma-1. Cette différence dans les vitesses d’érosion linéaire au niveau du système fluviatile et d’érosion diffusif au niveau des versants permet de déduire une vitesse d’incision relative réelle, donc de création de relief, de l’ordre de 20 à 40 m.Ma-1. Au niveau de la Faille des Cévennes, les résultats obtenus indiquent un mouvement vertical différentiel sur les derniers ~ 5 Ma avec une surrection du compartiment Nord de la faille de l’ordre de 40 m.Ma-1. En posant une hypothèse de linéarité dans le temps long (> Ma) des taux d’incision et de dénudation, il est possible de remonter à l’époque d’initiation du creusement et du début de la surrection : ~ 6 Ma. Des compléments sur la vitesse d’incision sur le temps courts (~ 50 ka) mettent en avant une probable cyclicité de ces processus érosifs sur cette gamme de temps.L’intégration de ces nouveaux taux d’érosions dans des modèles numériques permet de tester la réponse de la lithosphère à ce forcage La réaction mécanique de la lithosphère a ce déchargement est associé à une surrection, ce processus est souvent invoqué pour expliquer les mouvements verticaux loins de zones de frontières de plaques. Cette hypothèse est une extrapolation des résultats déduit du rebond glacio-eustatiques observé, par exemple au Canada, en lien avec la disparition des calotte glaciaire il y a ~ 10-15 ka. Dans le cas de la réaction à l’érosion, le formalise de flexure de plaque élastique semble être en limite de validité du fait de la forte non linéarité spatio-temporelle des processus érosifs engendrant des taux de contrainte variables et une réponse rhéologique lithosphérique complexe. Ces questions nécessiterons une intégration plus complète au sein de modèles numériques 3D et permettrons également de préciser le rôle de ces processus dans les dynamiques de failles tel que mis en évidences au niveau du faisceau cévenol, et à terme d’apporter une meilleur estimation de l’aléa sismique.

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