12 profils de sismique-réflexion à haute résolution situés dans la partie centrale de la moyenne vallée du Rhône ont été interprétés. Un des profils a été retraité pour déterminer les vitesses des ondes P des principales unités géologiques et pour convertir cette ligne en une coupe en profondeur. Sur tous ces profils, les unités du Crétacé inférieur et supérieur sont clairement identifiables, de même que la surface d'érosion messinienne (MES) creusée pendant la crise de salinité messinienne (CSM) par le paléo-Rhône et ses affluents de rive droite, les paléo-canyons de l'Ardèche et de la Cèze. Le remplissage Plio-Quaternaire de ces paléo-canyons montre au moins 4 unités principales témoignant d'une transgression globale. La combinaison des données issues des cartes géologiques, des études de terrain et des données de forages a permis de modéliser la MES à l'échelle de la région. D'un point de vue géologique, l'interprétation des lignes sismiques a permis de proposer une reconstruction des étapes du remplissage sub-aquatique de l'aggradation messino-pliocène des paléo-rivières. Plusieurs épisodes de dépôts de transport de masse (MTD) ont été interprétées comme résultant de différents cycles eustatiques. D'un point de vue géomorphologique, cette étude fournit de nouvelles informations sur le tracé et le profil longitudinal des paléo-rivières et, en particulier, elle approfondit le profil du Paléo-Rhône à la latitude de la région du Tricastin (jusqu'à 700m sous le niveau de la mer) et modifie de manière significative le cours et la profondeur de l'Ardèche tel qu'il a été proposé dans des études antérieures. La Paléo-Ardèche, connue pour développer un système karstique pendant la MSC, est connectée à un profond canyon, très probablement par le biais d'une reculée karstique, comme le suggère le profil longitudinal très abrupt de la MES. Enfin, d'un point de vue structural, l'interprétation des lignes sismiques montre une large structure anticlinale orientée ENE associée à une faille normale d’extrados qui n'affecte apparemment pas le remplissage mio-pliocène. Dans la partie sud de la zone, près de l'anticlinal d'Uchaux, les structures imagées suggèrent la présence de failles ayant eu une activité récente (syn à post-pliocène) associée au rejeu de cet anticlinal. Les nouvelles informations apportées par cette étude sur la géologie, la morphologie et les processus de creusement et de remplissage du paléo-canyon messinien ont permis de proposer un modèle topographique du paléo-canyon. Concernant l’évaluation de l’aléa sismique, l’utilisation d’un tel modèle est cruciale pour modéliser les effets de site dans un bassin à géométrie complexe dans un contexte de faible sismicité.