Nous avons mené cet exercice au travers d’une étude pluridisciplinaire combinant des couvertures géophysiques (gravimétrie et aéromagnétisme) réactualisées ou nouvelles, des informations géologiques acquises sur le terrain ou sur carottes de forages pétroliers et un catalogage de propriétés pétrophysiques des roches. Sur une large moitié sud du Bassin parisien, du Massif armoricain aux Vosges, nous avons : i) réalisé un schéma structural du substratum du Bassin parisien, ii) proposé une carte géologique détaillée, sous couverture, iii) réactualisé la carte de zonation de la chaîne varisque en France, intégrant de nouvelles datations sur carottes de forages ayant atteint le substratum. D’après ces résultats, la suture éo-varisque se poursuit d’ouest en est, de la partie sud-armoricaine jusqu’au nord des Vosges, le domaine nord-armoricain se prolonge jusqu’à la faille de Bray et la zone saxothuringienne est continue d’est (Vosges) en ouest (Manche). Egalement, à l’aide de modélisations conjointes de gravimétrie et magnétisme, intégrant l’information recueillie dans le forage de Couy, la nature du substratum environnant désormais mieux connu, ainsi que les contraintes pétrophysiques nouvelles, nous proposons que la source de l’AMBP soit un corps plutonique intermédiaire à acide. Pour finir, en compilant la bibliographie et nos résultats, nous proposons que ce corps se soit mis en place entre le Viséen inférieur et le Viséen supérieur, dans une ouverture NNE-SSW selon un raccourcissement maximal NNW-SSE. / Mapping the cadomian/variscan basement buried beneath the Paris basin is a key objective to improve the geological knowledge of the Variscan belt in West Europe. We address this objective using a combination of new and updated potential field data (aeromagnetic and gravity), as well as information provided by field studies and drill cores, and a library of petrophysical characteristics measured on field samples. On a large southern half of the Paris basin, from the Armorican Massif to the Vosges: i) we made a new interpretative structural sketch map under the sedimentary cover, ii) we proposed a detailed geological map of the Paris basin substratum, iii) we updated the tectonic sketch of the Variscan belt in France, supported by new geochronological determinations on deep drill cores. Altogether, these results show that the eo-Variscan suture is extended from the southern part of the Armorican Massif to the northern Vosges. Eastwards, the North-Armorican domain reaches the Bray fault; and the Saxothuringian zone is extended from the Vosges to the English Channel. In addition, based on combined aeromagnetic and gravity 2D modelling constrained by Couy deep borehole data, the PBMA source is interpreted as a deep intermediate-alkaline plutonic body. Finally, compiling bibliographic information together with our new results, we hypothesize that this magmatic body could have been emplaced in the early to late Visean period, during a NNE-SSW opening under a NNW-SSE shortening.

L’objectif de ce travail est d’améliorer la caractérisation des sources à l’origine d’anomalies magnétiques, par le biais de développements théoriques et expérimentaux. Pour des structures invariantes dans une direction horizontale (structures à 2D), l’idée de Nabighian (1972) a été généralisée, ce qui implique une nouvelle façon d’étudier les méthodes potentielles à 2D. Ces développements ont permis de proposer une nouvelle approche théorique et de nouvelles représentations dans le plan complexe des fonctions magnétiques. La deuxième approche de ce travail est expérimentale. Une étude y est faite par le biais de données et de cas synthétiques, afin d’estimer l’apport d’acquisitions magnétiques à différentes altitudes pour caractériser une source. Dans un troisième temps, les développements théoriques et expérimentaux sont mis en œuvre pour deux exemples : des anomalies magnétiques en domaine océanique de type Vine et Mathews et une cartographie pour l’archéologie. / Magnetic anomalies recorded outside bodies provide high quality information relative to buried structures. By using theoretical and experimental developments, this thesis aims to improve the characterization of the source inducing the magnetic anomaly. Firstly, some properties of three dimensional magnetic functions are presented, for example the presence of several maxima of the analytic signal operator (3D) is demonstrated. The Nabighian (1972) equation is generalized, which imply a new process to study potential method in two dimensions. These developments enable a new visualization of the anomaly in the complex field. The second approach is experimental. Synthetic cases are used to estimate the contribution of different configurations of magnetic data acquisitions at different altitudes to characterize the magnetic source. Theoretical and experimental developments are finally applied to two field examples: oceanic magnetic anomalies and archaeological magnetic prospection