Dans cette thèse, nous décrirons les effets structuraux (structure moyenne et à l'ordre local) engendrés par la substitution de l'aluminium par du bore dans la gehlénite (Ca2Al2-xBxSiO7). Les modifications des environnements atomiques à courtes et moyennes distances ont pu être déterminées grâce à une analyse poussée par diffraction sur poudre et à l'utilisation des dernières techniques de RMN haute résolution en phase solide. La première partie du manuscrit donne une description complète de la structure du minéral non substitué Ca2Al2SiO7. L'ensemble des 7 environnements de l'aluminium a été décrit par une simulation combinée de spectres RMN MAS et MQMAS 27Al acquis à différents champs et attribué à l'aide d'expériences d'édition spectrale. L'existence de liaisons Al-O-Al a été démontrée. Par ailleurs, la détermination de la proportion des unités Q3(2Al) nous a permis d'accéder à l'enthalpie de mise en ordre Al/Si dans ce système. Le mécanisme de substitution Al/B et l'évolution structurale de la solution solide Ca2Al2-xBxSiO7 (0 x 2), synthétisée par cristallisation de verres de même composition, ont été caractérisés par affinements Rietveld de données collectées par diffraction des rayons X et des neutrons. Des observations effectuées par RMN MAS sur les trois noyaux du système (27Al, 29Si et 11B) nous ont permis de compléter ces résultats. Un nouveau borosilicate de calcium de formule CaSi1/3B2/3O8/3, appartenant au diagramme de phase Ca2Al2SiO7-Ca2B2SiO7, a pu être identifié et synthétisé. Sa structure a été déterminée in situ et ab initio en combinant des techniques de diffraction, de microscopie électronique en transmission et de résonance magnétique nucléaire.

Dans cette thèse, nous décrirons les effets structuraux (structure moyenne et à l’ordre local) engendrés par la substitution de l’aluminium par du bore dans la gehlénite (Ca2Al2-xBxSiO7). Les modifications des environnements atomiques à courtes et moyennes distances ont pu être déterminées grâce à une analyse poussée par diffraction sur poudre et à l’utilisation des dernières techniques de RMN haute résolution en phase solide. La première partie du manuscrit donne une description complète de la structure du minéral non substitué Ca2Al2SiO7. L’ensemble des 7 environnements de l’aluminium a été décrit par une simulation combinée de spectres RMN MAS et MQMAS 27Al acquis à différents champs et attribué à l’aide d’expériences d’édition spectrale. L’existence de liaisons Al-O-Al a été démontrée. Par ailleurs, la détermination de la proportion des unités Q3(2Al) nous a permis d’accéder à l’enthalpie de mise en ordre Al/Si dans ce système. Le mécanisme de substitution Al/B et l’évolution structurale de la solution solide Ca2Al2-xBxSiO7 (0 x 2), synthétisée par cristallisation de verres de même composition, ont été caractérisés par affinements Rietveld de données collectées par diffraction des rayons X et des neutrons. Des observations effectuées par RMN MAS sur les trois noyaux du système (27Al, 29Si et 11B) nous ont permis de compléter ces résultats. Un nouveau borosilicate de calcium de formule CaSi1/3B2/3O8/3, appartenant au diagramme de phase Ca2Al2SiO7-Ca2B2SiO7, a pu être identifié et synthétisé. Sa structure a été déterminée in situ et ab initio en combinant des techniques de diffraction, de microscopie électronique en transmission et de résonance magnétique nucléaire. / This work describes the structural modifications (average structure and local order) due to the substitution of boron for aluminum in gehlenite (Ca2Al2-xBxSiO7). The modifications of the short and medium range in the structure order have been determined using neutron and X-ray powder diffraction and recent advanced high resolution solid-state NMR techniques. The first part of this manuscript provides a full description of the structure of the non substituted mineral (Ca2Al2SiO7). All the 7 aluminum sites are identified and quantified by 27Al MAS, MQMAS and spectral editing NMR experiments performed at 9.4 and 17.6T. The existence of Al-O-Al linkage is demonstrated. The quantification of the Q3(2Al) species by 29Si MAS NMR allows the determination of the enthalpy related to the Al/Si ordering in the system. The Al/B substitution mechanism and the structural evolutions of the Ca2Al2-xBxSiO7 (0 x 2) solid solution, synthesised by crystallisation from glass, have been characterised by Rietveld refinements from Xray and neutron powder diffraction data. These results have been completed by solid-state NMR experiments (11B, 27Al and 29Si). A new calcium borosilicate phase (CaSi1/3B2/3O8/3), observed in the Ca2Al2SiO7-Ca2B2SiO7 phase diagram, has been identified and synthesised. The in situ and ab initio structure determination of this phase has been performed using the charge flipping method by combining powder diffraction, transmission electron microscopy and solid-state NMR analyses.

Cette étude structurale est fondée sur la cartographie au 1/10 000 du massif du Ruitor qui constitute le socle de la zone houillère briançonnaise (Alpes franco-Italiennes). Ce socle est constitué par une série gréso-pélitique à tendance grauwackeuse très proche de celle du Grand-Saint-Bernard, de Vanoise méridionale et d' Ambin. Dans ces métasédiments, sont tnterstratifiés ou injectés suivant les cas un complexe de roches vertes rubanées de nature tholéitique, une population d'orthogneiss oeillés d'origine anatectique et de rares niveaux kératophyriques. L'ensemble de ces roches a subi avant le carbonifère supérieur (« Houil[er ») une déformatlon et un métamorphisme de faciès amphibolitique puis schiste vert HT ou amphibolite BT bien que la paragenèse des roches acides, stable dans ces faciès, puisse être magmatique. Au Carbonifère supérieur, le Ruitor était sans doute très proche de la bordure orientale du bassin Houiller et soumis à une tectonique distensive qui a permis l'intrusion de filons ovarditiques stéphano-permiens. Pendant l'orogenèse alpine, outre le charriage des Sçhistes lustrés directement sur le socle, la tectonique se décompose en 5 phases majeures qui sont: D1, le pincement des Schistes lustrés, D2,D3 et D4. - D1 s'est déroulée sous des conditions de hautes pressions et a développé une forte structure linéo-planaire F1/L1 à glaucophane-clinozoïte jusqu'ici, uniquement repérable dans le socle. F1 est postérieur à une première génération de glaucophane. L1 est orienté NW-SE. L'âge de D1 par rapport au charriage et au pincement des Schistes lustrés demeure inconnu. Il pourrait être Crétacé sup. ou Eocène. - Le pincement des Schistes lustrés (synclinal d'Avise) entre deux blocs de socle résulte d'un rêtrochevauchement précoce (anté-mésoalpin) montrant un rejet minimum de 8 km. La pincée de Schistes lustrés a une forme en biseau ouvert vers l'Est dont l'axe de fermeture était initialement orienté N-S. Les pincées de Schistes lustrés du Val de Rhèmes et du Valsavaranche pourraient bien avoir une origine analogue. - La déformatlon plicative et cisalliante D2 a affecté l'ensemble des unités du Ruitor (y compris la pincée de Schistes lustrés) et a transposé tous les contacts et foliations antérieures. Le plissement P2, d'échelle plurihectométrique d'axe NNE-SSW et de vergence WNW a développé une structure linéo-planaire très pénétrative F2/L2 (L2 = WNW) qui constitue le débit principal de la roche. D2 s'est déroulée dans un faciès schiste vert, probablement mésoalpin (Eocène-Oligocène). Il est possible que D1 et D2 ne forment qu'une seule et même phase progressive sous des pressions sans cesse décroissantes. - Le plissement P3 ayant pour plan axial une crénulatlon S3, s'inscrit dans la structure d'un grand pli régional. Le Ruitor en forme le flanc supérieur et l'amorce de la charnière. L'axe général de P3 est NE-SW et la vergençe NW, mais certains plis mineurs P3 montrent dans l'Est du massif une orientation WNW. P3 est antérieur aux dernières cristallisations d'albite et serait par conséquent tardi-mésoalpin (Oilgocène inf.), Des structures d'extension (ECC) tardi-D3 indiquent un déplacement de matière vers le WNW et pourrait être associé à un dernier chevauchement majeur repéré dans le Houiller du col du Petit Saint Bernard. Le plissement P4, très tardif, ne forme qu'une vaste ondulation d'axe ESE-WNW à plan axial subvertical. Dans un dernier chapitre, on considère l'hypothèse ou, malgré les apparences, P3 constituerait le flanc Inverse d'un vaste pli de rétrocharriage. L'orientation initiale des structures antérieures serait alors : P2: ENE-WSW et vergence NNW et l'axe de fermeture des Schistes lustrés E-W ; la pincée serait ouverte vers le Nord, ce qui éliminerait l'hypothèse développée dans ce travail, du rétrochevauchement précoce (anté-D2).

L'étude géologique préliminaire de la retenue d'accumulation souterraine de Sidi -lfni (Anti -Atlas, Maroc), a été menée en considérant que la connaissance de l'organisation structurale régionale est fondamentale pour analyser les écoulements souterrains en milieu rocheux. Pour cela, les systèmes de décrochement qui ont façonné la région, ont été analysés; ainsi, ont été établies la genèse et la géométrie de ces décrochements. Les travaux de reconnaissances (sondages, essais Lugeon, mesures piezométriques ont permis de préciser l'importance de la notion de " maille de fracturation " en milieu rocheux fracturé. Il apparaît que les données de reconnaissance doivent toujours être interprétées en fonction de l'objet géologique considéré. La confrontation des cartes piezométriques et du schéma de répartition de la fracturation semble indiquer qu'il existe une relation claire entre la position de zones structurales de nature différente et la distribution de la perméabilité à l'échelle régionale. Quant au projet initial, les données acquises montrent qu'il était très optimiste quant à la possibilité d'accumuler ainsi, puis d'exploiter les volumes d'eau envisagés.