Rolland Yann

Maître de Conférences
tél :
mèl : Yann.Rolland univ-smb.fr
ResearchGate Publons

Profil recherche

1. Géologue-géomorphologue : Démarche de terrain géologie, géomorphologie, cartographie des chaînes de montagne.

2. Pétrologue-géochimiste : En laboratoire, développement de méthodes géochronologiques reliées à la pétrologie et à la géomorphologie. Géochronologie Ar-Ar (Nice). U-Pb sur calcite (datation de la fracturation). Etude géochimique des fluides et des transferts de matière. Datation par isotopes cosmogéniques (en coll. avec le CEREGE).

Domaines de recherche

Structure, tectonique et formation des chaînes de Montagne

J’ai réalisé des études cartographiques et pétro-géochronologiques dans des domaines profonds, métamorphiques (Alpes, Caucase, Himalaya-Tien Shan, chaîne varisque Antarctique, avec l’objectif de mieux comprendre la formation et l’évolution des orogènes. Suite à mes travaux de thèse sur la convergence et la collision Inde-Asie, et l’évolution de la chaîne de collision himalayenne, j’ai travaillé pendant 15 ans sur le Caucase. Cette recherche, essentiellement centrée sur le Petit Caucase, et sur l’étude des zones de sutures en particulier, a fait l’objet de nombreux articles (thèses de M. Hässig et G. Galoyan), dont la synthèse est présentée en Publication 85. Ces travaux m’ont amené à corréler l’évolution structurale des différentes unités géologiques entre l’Iran et la Turquie et à reconstituer les différentes étapes de convergence depuis le Paléozoïque. Un des faits marquants de cette recherche fut de mettre en évidence les processus d’obduction (cf, Publication 95). Nous avons mis en évidence une grande nappe ophiolitique d’épaisseur très faible (1 km max). Ce processus d’obduction nécessite un état thermique anormal de la lithosphère océanique et un processus de retrait du domaine lithosphérique juste après l’obduction.

Les travaux menés dans le Tien Shan ont également permis de reconstituer la structure crustale de cette chaîne, sa formation au varisque et les modalités de la réactivation tectonique intra-continentale depuis la collision himalayenne (Thèses de Chloé Loury et Anthony Jourdon, Publications 51, 64, 70,83, 86, 87).

Enfin, les travaux menés en Antarctique sur plus de 15 ans (thèse de G. Duclaux et de G. Lamarque, publications 13, 22, 88, 91, 96) ont permis d’esquisser une carte géologique d’ensemble de la Terre Adélie et de contraindre l’évolution PTt des différents segments de celle-ci. Par une analyse Ar-Ar détaillée, nous montrons notamment (Publication 96) une durée très importante de la phase de métamorphisme du Paléo-Protérozoïque, qui se décompose en 4 étapes principales, sur une durée de 200 Ma. Cette évolution long-terme est attribuée à un régime en supra-subduction avec une prédominance de mouvements transcurrents.

Evolution des domaines profonds et transferts de matière dans les chaînes de Montagne

L’objectif de ma recherche dans le domaine ductile, profond, des chaînes de montagne, est de mieux comprendre les processus de rééquilibrage des roches et les transferts de matière via les fluides. Dans ce cadre, j’ai contribué à faire émerger le concept de pétro-chronologie, reliant le rééquilibrage métamorphique des roches aux épisodes d’équilibre géochronologique essentiellement Ar-Ar (notamment co-encadrement de P. Lanari, publication 56). Depuis mon post-doc en Australie (2003), et dans le cadre de la thèse de Magali Rossi, j’ai travaillé sur les Massifs Cristallins Externes des Alpes, choisi comme ‘laboratoire naturel’ pour caractériser les mécanismes de déformation et la géométrie en 3D+t des structures déformées afin de mettre en évidence les zones de transferts de matières à différentes échelles : (1) A l’échelle crustale, (2) à l’échelle d’un massif, (3) à l’échelle d’une shear zone (100aine de m), (4) à l’échelle du minéral. Nous avons montré au cours de ces études que les shear zone enregistrent des phases successives de déformation soit en enfouissement, comme avec la marge E du massif du Pelvoux qui enregistre le sous-charriage du massif à 34-31 Ma (Publication 28) ainsi que le cœur du Mont blanc (Publication 57) soit au cours de l’exhumation (ex. massif de l’Aar à 12-9 Ma, publication 31, Mercantour, publication 39, Mont Blanc, Publication 21). Toutes ces datations ont été réalisées par Ar-Ar sur des générations successives de mica dont la cristallisation syn-cinématique est bien contrainte, ce qui permet de reconstituer l’évolution de la déformation au cours du temps dans ces massifs entre 30 et 10 millions d’années. En utilisant les isotopes stables de l’oxygène et du carbone (publication 62), nous avons montré l’origine profonde des fluides (manteau sup.), ascendants le long des shear zones subverticales qui se connectent au Front Pennique et se mélangent à des fluides descendants à la limite des massifs cristallins. Les bilans de masse réalisés entre zones déformées et non déformées permettent de montrer l’importance des tranferts de matière liés à ces circulations transcrustales (Publications 14, 77), tandis que l’étude des veines indiquent une stagnation très longue des fluides piégés dans la porosité (entre 15 et 10 Ma, publication 62).

Structure des chaînes de Montagne et implications sur leur évolution

Je cherche à associer les approches géologiques (cartographie du bâti géologique 3D, reconnaissance des failles et anisotropies structurales) avec l’évolution de la géomorphologie, et ses conséquences sur la stabilité des versants et l’aléa sismo-gravitaire. Ces recherches ont concerné le massif de l’Argentera-Mercantour et l’arrière-pays niçois dans le cadre des thèses de Guillaume Sanchez, Victorien Bauve et Romain Darnault. Dans ce domaine, nous avons pu mettre en évidence l’évolution du champ de déformation des Alpes du Sud au cours du Néogène et jusqu’à l’actuel. Les champs de contraintes issus de l’analyse de la fracturation sont comparables à ceux issus de l’analyse des mécanismes au foyer (Publication 58). La réactivation du système ductile de zones de cisaillement se fait en contexte fragile, avec des décalages des géomorphologies (Publications 32 et 43) et un contrôle latéral sur les zones de glissement de terrain majeures (Publication 32). La modélisation numérique montre que le déclenchement des mouvements gravitaires se fait par un abaissement du niveau de base de la vallée en réponse à l’incision fluviatile (Publication 46).

Reconnaissance des séismes passés et aléa sismologique dans les Alpes

L’estimation de l’aléa sismologique, en liaison avec l’étude des carottes de sédiments des lacs de montagne est un développement de recherche effectué à Géoazur en collaboration avec les sismologues et sédimentologues du laboratoire (Publications 48, 54, 58, 80). L’un des points importants dans cette recherche est la reconnaissance des évènements sismiques dans l’archive lacustre (« homogénites »), corrélés aux évènements historiques avérés dans la région. Ce travail a permis de mettre en évidence un temps de récurrence de l’ordre de 500 ans pour des séismes de magnitude > 6 sur le système de faille décrochante de Jausiers-Tinée (cartographié dans la publication 33).

Par ailleurs, le potentiel d’enregistrement qui peut varier d’un lac à l’autre en fonction de paramètres locaux (effets de site, taux et nature de la sédimentation, géométrie et pente du lac). Les données intégrées à l’échelle des Alpes sur différents lacs ont permis de discuter du potentiel des lacs à enregistrer des séismes de magnitude modérée (publication 80).

Relation érosion-climat-tectonique

Les processus d’érosion sont l’expression des mouvements tectoniques et du forçage climatique. L’objectif de ma recherche dans ce domaine est de caractériser la part de ces deux composantes participant à l’érosion des chaînes de montagne. Pour cela je me propose d’étudier le signal d’incision et ses fluctuations au front de l’arc alpin en domaine péri-glaciaire. Nous avons estimé les fluctuations de l’incision fluviatile par datation 10Be et 36Cl de polis de rivières dans les gorges au cours des derniers 20 ka (cf. publications 59, 81, thèse de R. Darnault et thèse en cours de T. Cardinal. Dans les Alpes Maritimes, nous avons pu mettre en évidence des phases d’incision corrélées au pic des avancées glaciaires (LGM puis Younger Dryas) et des phases d’abaissement de l’incision en interglaciaire (Publication 81), ce qui a fait l’objet d’une publication de l’INSU.

J’ai pu également contraindre le timing de la déglaciation depuis le LGM dans le Mercantour par une cartographie couplée à une datation par isotopes cosmogéniques des des polis glaciaires et des blocs de moraine. L’essentiel de la déglaciation a eu lieu juste après le LGM, mais les hautes vallées ont été déglacées à partir de 14 ka (Publication 90).

La marge Antarctique est un objet unique pour la compréhension des interactions entre érosion et climat. La compréhension de la dynamique long-terme des écoulements glaciaires est clé pour comprendre l’effet de ceux-ci sur le niveau marin en liaison avec le réchauffement climatique, et constitue ainsi un enjeu majeur pour l’homme. La mise en place de la calotte glaciaire antarctique (3000 m de glace en moyenne sur une surface de 14 millions de km2) a conduit à une érosion importante dans les zones littorales. Je m’intéresse à la géologie de la Terre Adélie (Terres Australes Antarctiques Françaises) depuis 15 ans. En collaboration avec le LMV de St Etienne nous avons ébauché la carte géologique de cette région (Publications 13, 22, 88, 96). Nous avons quantifié l’érosion de la marge Antarctique en liaison avec la dynamique glaciaire long-terme en couplant des méthodes de thermochronologie (méthodes des traces de fission et U-Th-He sur Apatite) au cours de mon passage à Isterre Grenoble. Cette recherche a montré que l’érosion Cenozoïque représente 1-2 km d’exhumation en Terre Adélie, tandis que l’essentiel de l’érosion remonte au Late Paleozoic Ice Age (340-280 Ma), au cours duquel plus de 4 km d’érosion glaciaires ont eu lieu (Publication 91). Cette recherche a également fait l’objet d’une publication de l’INSU .

Liste des publications

Les noms marqués d’une * correspondent aux étudiants que j’ai encadrés
100 publications publiées, ou acceptées, dans des revues à comité de lecture :
(H-index : google scholar 41, 4400 citations au 15/1/2021)

Publication 1 : Bouillin, J.P., Pêcher, A., Rolland, Y., Carrio, E., Dumont, T. & Tricart P., 1997. Les filons sédimentaires du Pelvoux, enregistreurs des déformations alpines de la bordure occidentale du massif cristallin externe de l’Oisans (Alpes Occidentales). C.R. Acad. Sci. Paris, 324, 409-415.

Publication 2 : Rolland Y., Lardeaux J.-M., Guillot S., Nicollet C., 2000. Syn-convergence extension, vertical pinching and contrasted metamorphic units on the western edge of the Gran Paradiso massif (French-Italian Alps). Geodinamica Acta, 13, 133-148.

Publication 3 : Rolland Y., Pêcher A., Picard C., 2000. Middle Cretaceous Back-arc formation and Arc evolution along the Asian margin : the Shyok Suture Zone in northern Ladakh (NW Himalaya). Tectonophysics, 325, 145-173.

Publication 4 : Rolland Y., Pêcher A., 2001. The Pangong granulites of the Karakoram Fault (Western Tibet) : vertical extrusion within a lithosphere-scale fault ? C.R. Acad. Sci. Paris, 332, 363-370.

Publication 5 : Rolland Y., Mahéo, G., Guillot, S., Pêcher A., 2001 Tectono-metamorphic evolution of the Karakoram Metamorphic Complex (Dassu-Askole area, NE Pakistan) : exhumation of mid-crustal HT-MP gneisses in a convergent context. Journal of Metamorphic Geology, 19, 717-737.

Publication 6 : Rolland Y., Picard C., Pêcher A., Carrio E., Sheppard, S.M.F., Villa I.M., Oddone M., 2001, Presence and geodynamic significance of Cambro-Ordovician series in the SE Karakoram (N Pakistan). Geodinamica Acta, 13, 1-22.

Publication 7 : Rolland Y., Pêcher A., 2001. Reply to the comments on « Middle Cretaceous back-arc formation and arc evolution along the Asian margin : the Shyok Suture Zone on northern Ladakh (NW Himalaya) » by Weinberg and Dunlap. Tectonophysics, 340, 269-271.

Publication 8 : Rolland Y., Picard, C., Pêcher A., Lapierre H., Bosch D., Keller F., 2002, The Ladakh Arc of NW Himalaya – Slab melting and melt-mantle interaction during fast northward drift of Indian Plate. Chemical Geology, 182, 139-178.

Publication 9 : Mahéo G., Guillot S., Blichert-Toft J., Rolland Y., Pêcher A., 2002, A slab breakoff model for the Neogene thermal evolution of South Karakorum and South Tibet. Earth. Planet. Sci. Lett., 195, 45-58.

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Publication 16 : Rolland, Y., Carrio-Schaffhauser, E., Sheppard, S.M.F., Pêcher, A., Esclauze*, L.*, 2005. Metamorphic zoning and geodynamic evolution of an inverted crustal section (Karakorum margin, N Pakistan), evidence for two metamorphic events. International Journal of Earth Sciences, 95, 288-305.

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Publication 21 : Rolland,Y., Rossi,M., Cox, S.F., Corsini,M., Mancktelow,N., Pennacchioni, G., Fornari, M., Boullier, A.M., 2008. 40Ar/39Ar dating of syn-kinematic white mica : insights from fluid-rock reaction in low-grade shear zones (Mont Blanc Massif) and constraints on timing of deformation in the NW External Alps. In : Wibberley C.A.J., Kurtz W., Imber J., Holdsworth R.E. & Colletini C. (eds). The Internal Structure of Fault Zones : Implications for Mechanical and Fluid-Flow Properties. Geological Society of London Special Publications, 299, 293-315. DOI : 10.1144/SP299.17

Publication 22 : Duclaux, G.*, Rolland Y., Ménot R.P., Guillot S., Rey, P., 2008. Superimposed Neoarchaean and Paleoproterozoic tectonics in the Terre Adélie Craton (East Antarctica) : evidence from Th-U-Pb ages on monazite and 40Ar/39Ar ages. Precambrian Research, DOI : 10.1016/j.precamres.2008.09.009

Publication 23 : Pêcher, A., Guillot, S., Jouanne, F., Kausar, A., Latif, M., Madji, M., Mahéo, G., Mugnier, J.L., Rolland, Y., Seeber, N., van der Beek, P., Van Melle., J., 2008. Fault inversion in Northern Pakistan : paleo-stress field in transpression context, Northwest Himalaya. Tectonics, 27, TC6005, doi : 10.1029/2007TC002252.

Publication 24 : S. Guillot, N. Riel*, K. Hattori, S. Desgreniers, Y. Rolland, J. Van Melle, M. Latif, A. B. Kausar A Pêcher. 2008. New occurrence of eclogitic continental rocks in NW Himalaya : The Stak massif in northern Pakistan. HIMALAYAN JOURNAL OF SCIENCES 5 (7), 57.

Publication 25 : Rolland Y., Mahéo, G., Pêcher, A., Villa, I.M., 2009. Syn-kinematic emplacement of the Pangong metamorphic and magmatic complex along the Karakorum Fault (N Ladakh). Journal of Asian Earth Sciences, 34, 10-25.

Publication 26 : Galoyan, G.*, Rolland Y., Sosson, M., Corsini, M., Billo, S.*, Verati, C., Melkonyan, R., 2009. Geology, geochemistry and 40Ar/39Ar dating of Sevan ophiolites (Lesser Caucasus, Armenia) : Evidence for Jurassic Back-arc opening and hot spot event between the South Armenian Block and Eurasia. Journal of Asian Earth Sciences, 34, 135-153.

Publication 27 : Rolland Y., Galoyan*, Gh., Bosch, D., Sosson, M., Corsini, M., Fornari, M., Vérati, C., 2009. Jurassic Back-arc and hot-spot related series in the Armenian ophiolites – Implications for the obduction process. Lithos. DOI 10.1016//j.lithos.2009.02.006.

Publication 28 : Simon-Labric*, T., Rolland, Y., Dumont, T., Heymes, T.*, Authemayou, C.*, Corsini,M., Fornari, M., 2009. 40Ar/39Ar dating of Penninic Front tectonic displacement (W Alps) during the Lower Oligocene (31-34 Ma). Terra Nova, 21, 127-136.

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Publication 30 : Rolland, Y., Corsini, M., Demoux, A.*, 2009. Metamorphic and structural evolution of the Maures-Tanneron massif : evidence of syntaxial Himalayan-type doming and mantle-crust magma mixing along the SE Variscan chain trans-pressive margin, Bull. Soc. géol. Fr, 180, 217-230.

Publication 31 : Rolland, Y., Cox, S.F., Corsini, M., 2009. Constraining deformation stages in brittle-ductile shear zones from combined field mapping and 40Ar/39Ar dating : the structural evolution of the Grimsel Pass area (Aar massif, Swiss Alps). J. Structural Geology, 31, 1377-1394. DOI : 10.1016/j.jsg.2009.08.003

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Publication 37 : Avagyan, A., Sosson, M., Karakhanian, A., Philip, H., Rebai, S., Rolland, Y., Melkonyan, R., Davtyan, V., 2010. Recent Tectonic stress evolution in the Lesser Caucasus and adjacent regions. Geological Society, London, Special Publications, 340, 393–408.

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Publication 51 : Rolland, Y., Alexeiev, D. V., Kröner, A., Corsini, M., Loury, C.*, Monié, P., 2013. Late Palaeozoic to Mesozoic kinematic history of the Talas-Ferghana strike-slip Fault (Kyrgyz West Tianshan) as revealed by 40Ar/39Ar dating of syn-kinematic white mica. Journal of Asian Earth Sciences, 67-68, 76–92.

Publication 52 : Revel, R., Combourieu-Nebout, N., Ducassou, E., Colin, C., Grousset, F.E., Bernasconi, S., Rolland, Y., Migeon, S., Brunet, P., Zhaa, Y., Bosch, D., Mascle, J., 2013. 21,000 years of Ethiopian African moonsoon variability recorded in sediments of the western Nile deep sea fan, The climate of the Mediterranean region : recent progresses and climate change impacts. Regional Environmental Change, 14(5), 1685-1696

Publication 53 : Loury, C.*, Rolland, Y., Guillot, S., Lanari, P., Alexeiev, D.A., Mikolaichuk, A.V., 2013. Geodynamic significance of preserved Carboniferous subduction complex in Atbashi range (South Tianshan, Kyrgyzstan) and inferences for crustal-scale structure of north Tarim-Tibet orogenic system. Journal of Nepal Geological Society, 46.

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