• Langue : Français
• Discipline : Sciences naturelles
• Identifiant : Inconnu
• Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
• Date de soutenance : 01/01/2010

Résumé en langue originale

Le thème central de cette Habilitation à Diriger des Recherches concerne la géodynamique de la chaîne varisque (ou hercynienne)(380-305 Ma BP). La lithosphère continentale d’Europe occidentale, et a fortiori de la France, a été structurée de façon primordiale lors de cet événement orogénique majeur au cours du Paléozoïque supérieur lors de la collision entre un bloc continental septentrional (la Laurussia, résultat de l’assemblage entre Avalonia, Baltica et Laurentia) et un ensemble continental méridional (le Gondwana), préalablement soudé au bloc continental armoricain. Cet assemblage continental, initiateur du méga-continent Pangéen à la fin du Paléozoïque, a imprimé la configuration thermo-mécanique de base de la lithosphère ouest-européenne, qui a, depuis lors, contrôlé l’histoire géologique de nos régions. Cet héritage orogénique est particulièrement explicite dans le Nord de la France qui localise le front de déformation septentrional de la chaîne varisque. A la lumière des études menées sur la marge nord du Bassin de Paris et sur son substratum, impliqué dans le système orogénique varisque septentrional, les travaux, présentés ici, se proposent d’apporter une nouvelle vision de la géodynamique de la chaîne, depuis sa surrection jusqu’à son affaissement à l’orée du Mésozoïque. De façon plus précise, la géodynamique de la chaîne a été abordée suivant 3 axes de recherche principaux: (1) le premier concerne l’évolution tardive de la chaîne (classiquement appelée tardi-varisque) et son impact sur l’évolution des bassins de couverture dans le nord de la France ; ce volet a été abordé à deux échelles différentes avec d’une part, les relations à grande échelle entre la formation du Bassin de Paris et les processus orogéniques tardifs visant à faire disparaître la racine lithosphérique de la chaîne (le phénomène de délamination lithosphérique), et d’autre part, l’influence à une échelle régionale, des zones de chevauchements varisques sur la localisation des failles activées lors de la mise en place des dépôts de la fin du Paléozoïque et du Mésozoïque et de leur déformation lors de la phase de compression tertiaire péri-alpine (la phase dite « d’inversion » tertiaire) ; (2) le second concerne la dynamique du front de chaîne varisque septentrional dans le nord de la France, entre le Boulonnais à l’ouest et les Ardennes à l’est ; deux volets ont été plus particulièrement explicités : le style spécifique du front chevauchant par rapport aux modèles classiques des fronts de chaîne et la segmentation latérale et la courbure du front de la chaîne dans le nord de la France. Nous proposons, en particulier, un nouveau modèle de front de chaîne (le modèle de « zone triangulaire frontale profonde ») impliquant l’existence de rétrochevauchements profonds dans l’avant-pays brabançon. Du point de vue de la segmentation latérale du front de chaîne et de sa courbure à toute échelle, nous soulignons l’impact important exercé par l’héritage structural, en particulier associé à la configuration initiale de la marge rhénohercynienne antérieurement à sa déformation au sein du prisme orogénique varisque ; (3) le dernier axe, d’échelle plus globale, concerne l’impact de la phase précoce de surrection de la chaîne varisque sur l’évolution des environnements terrestres et du climat au Dévonien supérieur (période Frasnien-Famennien). Cet axe, un peu marginal par rapport aux deux autres qui ont un ancrage fort à l’université de Lille depuis assez longtemps, fait appel à une étude intégrée de la géodynamique couplée, interne et externe, au cours de la mise en place des premiers reliefs varisques et de ce fait, intègre des données assez larges concourrant à la compréhension du système Terre à grande échelle (reconstitutions paléogéogéographiques et paléotectoniques, géochimie, magnétisme environnemental, modélisation du cycle du carbone). Il est proposé que l’épisode de surrection du relief (phase transitoire d’environ 1-2 Ma) au cours du Frasnien supérieur ait induit une déstabilisation rapide du cycle du carbone à travers l’intensification de l’érosion continentale et de l’altération chimique associée conduisant à une chute drastique de la teneur en CO2 atmosphérique et au final à un refroidissement sévère et durable du climat à partir du Dévonien supérieur.