Thèse soutenue

Déformation active, cinématique et mécanique de l'Est de la Sicile : Analyse morphostructurale et modélisation analogique

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Auteur / Autrice : Maxime Henriquet
Direction : Stéphane Dominguez
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences
Date : Soutenance le 21/09/2020
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Serge Lallemand
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Dominguez, Serge Lallemand, Anne Replumaz, Jacques Déverchère, Jean-Paul Callot, Claudio Faccenna, Giovanni Barreca
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Replumaz, Jacques Déverchère

Résumé

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Située au cœur de la Méditerranée, la Sicile est connue pour son activité volcanique intense (Mont Etna, îles Eoliennes) et ses séismes historiques majeurs (Noto, 1693, M 7.4; Messine, 1908, M 7.1). Ces événements traduisent un contexte géodynamique particulièrement actif, contrôlé par des mécanismes de déformation et des interactions entre la tectonique profonde et les processus de surface (érosion, sédimentation) encore mal connus.Au cours du Mésozoïque, l’ouverture de la Néo-Téthys, entre les futures plaques Europe et Afrique, a modelée la géométrie des marges continentales, notamment dans le domaine Nord Africain. La Téthys Alpine, branche occidentale de cet ancien océan, s’est refermée durant le Cénozoïque via un système de subductions et de collisions rapides se développant dans un contexte de convergence lente entre les plaques Afrique et Eurasie. L’Arc Calabro-Sicilien, et plus généralement le système Apennins-Maghrébides, résultent du retrait de la subduction de la Téthys Alpine, puis de la subduction continentale des marges Africaine et Apulienne sous les blocs continentaux AlKaPeCa (Alboran, Kabylie, Peloritain et Calabre). Ces micro-bloc dérivés de la marge Européenne ont accompagné le retrait de la subduction vers le Sud-Est, localisant à leur front l’accrétion de la couverture sédimentaire de la Téthys et ouvrant dans leur sillage une série de bassins arrière-arc (bassins Algéro-Provençal et Tyrrhénien). Du Nord au Sud, la Sicile orientale est divisée en quatre domaines tectono-stratigraphiques : 1) le bloc Peloritain-Calabre, détaché du micro-continent Corso-Sarde depuis l’ouverture de la Mer Tyrrhénienne il y a 15 Ma, 2) les sédiments pélagiques téthysiens, vestiges du prisme d’accrétion océanique, 3) la couverture Méso-Cénozoïque de la marge Africaine accrétée depuis le Miocène Moyen, et 4) l’avant-pays actuel représenté par une épaisse plateforme carbonatée (Plateau Hybléen), séparée du domaine Ionien par l’Escarpement de Malte.Cette thèse s’intéresse aux processus de la déformation crustale et leurs interactions avec la dynamique profonde à partir de l’analyse de données géologiques, géophysiques et morpho-structurales, couplée à des modélisations analytiques et analogiques. Mes travaux ont d’abord conduit à une nouvelle interprétation de l’origine du Plateau Hybléen (SE de la Sicile). Cette anomalie topographique sub-circulaire de 1000 m d’altitude et de 80 km de diamètre est héritée d’un soulèvement qui a débuté à la fin du Miocène, contemporain d’épisodes magmatiques majeurs dans cette région. Contrairement au modèle flexural couramment évoqué, la majeure partie du soulèvement est probablement liée à des intrusions magmatiques déformant l’épaisse couverture Méso-Cénozoïque carbonatée. Des modèles analogiques ont permis de valider mécaniquement l’hypothèse d’un scénario tectono-magmatique à l’origine de la morphologie du Plateau Hybléen, et de souligner le rôle majeur de l’héritage structural dans la localisation de la déformation en subsurface. A partir d’une revue critique des données géologiques disponibles, j’ai également proposé une nouvelle reconstruction tectono-stratigraphique de la Chaîne Sicilienne. Ici encore, la modélisation analogique a apporté des contraintes fortes sur la paléogéographie et la mécano-stratigraphie de la marge Africaine, ainsi que sur la dynamique de la déformation et les interactions tectonique-érosion-sédimentation associées à la construction du prisme orogénique. Enfin, j’ai étudiée la zone de transition entre la Chaîne Sicilienne et le Prisme Calabrais dans ses quatre dimensions, afin de préciser la cinématique actuelle de cette région à fort potentiel sismique. Sur la base de données bathymétriques et sismiques, les mécanismes de la déformation à l’origine des réseaux de failles à terre et en mer sont expliqués par la dynamique imposée par la plaque inférieure et celle issue de la migration de l’Arc Calabrais et du prisme d’accrétion vers le Sud-Est.