Champs de failles et tectonique en extension : Modélisation expérimentale

Dans la partie superIeure de la croute continentale; la tectonique en distension s'exprime essentiellement par le developpement de champs de failles plus ou moins complexes. L'extension lithospherique s'accompagne d'une subsidence importante et d'une sedimentation localisee aux regions amincies. Par consequent, les structures et les mecanismes profonds sont rarement observables et sont le plus souvent deduits de l'observation de l'orientation, la geometrie et la repartition des failles en surface. Dans ce memoire, nous presentons les resultats et les implications tectoniques de plusieurs series de modeles experimentaux dimensionnes. L'etude de ces modeles permet d'etablir des relations de cause a effet entre des conditions cinematiques et mecaniques donnees et la geometrie du champ de failles observe. Inversement, ces relations champ de faille - conditions de deformation peuvent etre appliquees aux donnees naturelles et contribuent a une meilleure interpretation des structures et des mecanismes qui, gouvernent l'extension en profondeur. En premiere partie, ce travail presente une serie de modeles analogiques a grande echelle (lithosphere, croute, croute superieure). Les resultats experimentaux mettent en evidence le controle de la symetrie ou de l'asymetrie du champ de faille par (i) les conditions aux limites imposees a la base et sur les bordures du systeme faille et (ii) les parametres mecaniques appliques (orientation des contraintes principales, cisaillement ' basal, cisaillements lateraux). Dans la seconde partie, nous effectuons une revue des caracteristiques structurales, mecaniques et cinematiques des failles normales listriques. Un nouveau mecanisme de formation des failles listriques est propose et est applique au cas des failles de croissance. Enfin, nous presentons les resultats d'une approche experimentale des deux contextes structuraux particuliers: - fracturation d'une couverture sedimentaire induite par le rejeu d'anciennes failles de socle. Le champ de faille resultant de ces conditions aux limites montre le developpement simultane de failles normales et des failles inverses a forte courbure. La geometrie des structures depend (i) de la rigidite du socle, (ii) de la rheologie des series de couverture, et (iii) de l'orientation de la faille de socle. - failles obliques liees a un decrochement : les modeles illustrant les differentes variations structurales liees le long d'un lineament globalement decrochant. Les implications de ces modeles en terme de divergence ou convergence des plaques sont discutes.