L'évaluation de la stabilité des falaises est complexe, du fait de l'incertitude des mécanismes de rupture et de la méconnaissance de l'état de fracturation interne du massif. Les méthodes géophysiques permettent d'obtenir de l'information sur la structure interne du massif. Le radar géologique a montré son efficacité pour détecter et caractériser les fractures. Plusieurs profils radar (réflexion, transmission, CMP) sont testés sur deux falaises verticales calcaires proches de Grenoble. La combinaison de profils verticaux et horizontaux permet de mieux contraindre la géométrie 3D du réseau de fractures. Les analyses de vitesses radar, déduites des acquisitions CMP, permettent de caractériser directement les larges fractures ouverture en profondeur. La tomographie radar fournit une image 2D de l'intérieur du massif, mais avec une trop faible résolution. Dans une gamme de fréquences donnée, la détection de fractures par le radar va dépendre de l'ouverture et du remplissage, qui contrôlent le coefficient de réflexion. Une stratégie de caractérisation des fractures est proposée en utilisant la sensibilité fréquentielle de la réflectivité. L'inversion des coefficients de réflexion radar, basée sur un algorithme de voisinage, permet de retrouver les paramètres caractéristiques des fractures modélisées. La méthode du rapport spectral entre un signal réfléchi (mesuré) et un signal de référence (connu), permet de calculer facilement le coefficient de réflexion. Une étude numérique 2D (FDTD) est menée pour le choix du signal de référence. L'inversion des coefficients de réflexion radar synthétiques est testée pour une configuration de fracture ouverte rencontrée sur le terrain.

Ce travail est consacré à l'analyse et au développement de concepts et d'outils mathématiques en vue de leur application à des problématiques propres aux sites de stockage géologique profond de déchets radioactifs. La première partie porte sur l'estimation en champ lointain de la concentration de radionucléides issus du relâchement des colis de confinement, lorsque les incertitudes sur le relâchement sont prises en compte. En s'appuyant sur les travaux de A. Bourgeat et A. Piatniski sur l'homogénéisation d'une équation de convection-diffusion avec second membre aléatoire, on développe des outils numériques permettant d'approcher le comportement probabiliste du champ de concentration dans une configuration du type site de stockage. Dans une seconde partie, on s'intéresse à la migration de gaz dans et autour d'un site de stockage. Après une revue sur la modélisation physique des écoulements diphasiques de type eau/hydrogène en milieu poreux, on propose une nouvelle formulation mathématique du problème qui décrit, dans un même jeu d'équations, les écoulements à une (liquide) et deux (liquide/gaz) phases. Une étude de l'existence de solutions de cette formulation est menée à l'aide de la théorie générale des équations différentielles quasilinéaires elliptiques-paraboliques introduite par H.W. Alt et S. Luckhaus. Une méthode de résolution numérique du problème est mise en oeuvre pour la simulation de différents cas test, des plus simples au plus représentatif d'un site de stockage géologique. Enfin, l'homogénéisation périodique du modèle est effectuée et appliquée à la simulation de l'exercice Couplex-Gaz proposé par l'ANDRA

Les recherches systématiques de minéralisations de divers éléments métallifères, entreprises dans le Massif armoricain au début des années 60 par le B.R .G.M., ont abouti à la découverte d'indices puis de gîtes de type ama~ sulfuré à Pb, Zn, Cu, Fe, Ag d'âge briovérien (Rouez) et paléozoïque : Porte-aux-Moines (amas sulfuré sur appareil volcanique), Bodennec (hydrothermal sédimentaire). Ces deux derniers sont d'âge dévonien inférieur et sont antérieurs à la Formation des "Grès de Landévennec". A la suite de la découverte d'anomalies géochimiques et géophysiques sur le secteur de Gouézec - St Thois le B.R.G.M. a décidé d'implanter des sondages carottés sur la zone de Torhoat : ils ont recoupé des niveaux minéralisés. La présente étude, proposée par le B.R.G.M. a pour objectif de définir le cadre géologique de cette minéralisation. Des travaux cartographiques et l'étude des sondages ont permis d'identifier six formations (sédimentaire, volcano-sédimentaire et volcanique) datées du Silurien au Carbonifère . Le volcanisme observé sur ce secteur est bimodal : - les faciès volcaniques basiques possèdent des affinités tholéïtiques de type intraplaque . - les volcanites acides s'apparentent à des ignimbrites . L'étude géophysique a permis de mettre en évidence des structures ("axes lourds") et de préciser les limites entre les formations . L'évolution tectono-métamorphique se traduit par l 'existence de deux périodes de tectogenèse : - la première synschisteuse et la seconde caractérisée "namuro- westphalienne". métamorphique est rapportée à la phase "bretonne" par un décrochevauchement est attribuée à la phase L'étude de la minéralisation a permis d ' identifier deux niveaux porteurs situés dan s deux formations différentes : - le premier est de type sédimentaire distal - le second est submassif stratiforme (à blende dominante), intimement lié à des volcanites acides . Les travaux cartographiques, l'étude des sondages, structurale et micropaléontologique ont permis d 'attribuer un âge Dévonien moyen à supérieur à ces minéralisations. La dé couverte du niveau minéralisé submassif stratiforme, à ce jour inconnu dans le secteur de Gouézec - St Thois peut constituer un argument favorable à la relance de l 'étude des indices sulfurés dans la partie terminale du Paléozoique . Ces é tude s furent abandonnées à la suite des travaux sur les gisements de Porte-aux-Moines et de Bodennec qui concluaient à l 'existence d' une seule minéralisation da tée du Dévonien inférieur dans le bassin de Châteaulin (synclinorium médian).

Résumé indisponible

L'étude comparative des six pays de l'arc alpin, de la France à la Slovénie interroge la place occupée désormais par les géopatrimoines au sein du champ patrimonial ainsi que leur rôle comme support de développement local. Une première analyse portant sur la chronologie des événements politiques, juridiques et sociaux permet de mettre en évidence des différences d'appropriation de ces nouveaux patrimoines expliquant les particularités institutionnelles observées dans chacun des pays considérés. Ainsi, l'Allemagne et l'Italie semblent davantage investies dans ce nouveau champ patrimonial. Depuis quelques années cependant, les autres pays, comblent rapidement leur retard. Afin de vérifier ces premiers résultats sur le terrain, un indicateur spécifique a été retenu : le géotourisme. Il permet d'établir une typologie des géosites mis en valeur, typologie à partir de laquelle un inventaire de l'offre touristique a été réalisée. Un corpus de 388 géosites touristiques a alors été constitué. Son analyse montre que les deux formes principales d'offre géotouristique s'organisent autour de deux pôles : les sentiers d'interprétation qui relèvent d'un tourisme de nature et associent la randonnée à une approche naturaliste des géopatrimoines et la nébuleuse muséographique qui relève davantage d'un tourisme culturel. Mines, carrières, grottes et gorges, bien que moins nombreux complètent cette offre. De nouvelles différences apparaissent entre les pays, L'Allemagne, l'Autriche et certains cantons suisses appuient leur offre touristique sur des géosites in situ : grottes, gorges, mines, carrières et sentiers d'interprétation montrant l'attirance du public dans ces pays pour la confrontation directe avec les objets géologiques. La France, l'Italie et certains cantons suisse ont davantage développé une offre ex situ qui s'appuie sur différentes catégories de musées, illustrant ici une approche davantage culturelle des patrimoines. Ce fait s'expliquant certainement par l'origine des acteurs ayant participé à la mise en valeur des géopatrimoines. Chacun des sites géotouristique identifié a été développé dans le but de promouvoir un territoire. Ils peuvent aussi être considérés comme illustrant des événements de l'histoire géologiques anté-alpine et alpine des Alpes. Dans le but de mettre en valeur les meilleures pratiques de médiation et de valorisation observées sur le terrain, il a été choisi de sélectionner dans le corpus établi une centaine de sites permettant de retracer de façon chronologique cette histoire. Parallèlement à ce travail un site internet a été développé afin de matérialiser la mise en réseau des géosites retenus. Alors que les acteurs locaux semblent désormais attentifs aux projets de développement liés au patrimoine géologique, il apparaît que le moment est désormais favorable à la constitution d'un réseau de compétences scientifiques et techniques international et transdisciplinaire capable de soutenir ces actions locales.

Cette thèse s'articule autour de la reconstruction géométrique de formes. Plusieurs méthodes, basées sur les diagrammes de Voronoï, sont proposées pour la reconstruction automatique d'objets naturels. L'application principale est la modélisation et l'imagerie géologique. Une première méthode permet la reconstruction de volumes et surfaces géologiqu- es à partir de données incomplètes et hétérogènes : données ponctuelles sur des affleurements, portions de contours cartographiques, sondages, coupes incomplètes ou interprétées, modèles numériques de terrains... L'idée majeure de la méthode consiste à assembler les objets différents selon leurs proximités, en utilisant le diagramme de Voronoï de ces objets. Les diagrammes de Voronoï sont des structures géométriques permettant de partitionner l'espace en régions d'influence. En pratique toutes les données sont discrétisées en un ensemble de points colorés, les couleurs représentant ici les caractéristiques géologiques ou géophysiques des données, que nous souhaitons imager. La partition "colorée" de ces points nous donne une première solution topologique au problème de reconstruction. Elle nous fournit en outre, une représentation du bord de l'objet géologique et de son intérieur. L'utilisation de courbes et de surfaces déformables sous contraintes (tension, courbure et respect de la topologie initiale) permet ensuite d'obtenir des interfaces plus lisses et plus conformes. Une étape particulière permet de prendre en compte des surfaces de discontinui- té comme les failles. Afin de représenter un objet S, non plus par des éléments discrets (polyèdres de Voronoi), mais par les valeurs positives d'une fonction continue, nous avons introduit une nouvelle méthode. L'objectif de la méthode est de définir une fonction interpolante s telle que l'ensemble des zéros de s passe exactement par les données de départ et soit une approximation cohérente et lisse de S par ailleurs. Dans un premier temps nous définissons, une fonction caractéristique locale en chaque donnée (point, contour...) et l'objet volumique final résulte alors d'une interpolation de ces fonctions.

La présente étude s'inscrit dans le cadre d'un projet multidisciplinaire visant à comprendre la dynamique du carbone organique et inorganique suite à la mise en eau d'un réservoir hydroélectrique. Dans un premier temps, ces travaux avaient pour objectif de décrire et de cartographier à l'échelle du 1: 50 000 les dépôts superficiels (nature, étendue, sédimentologie et stratigraphie) afin de reconstituer les principaux évènements quaternaires de la région dans le but de définir, entre-autre, le contexte de mise en place des tourbières étudiées dans le volet paléoécologique du projet. Dans un deuxième temps, ces travaux visaient à estimer la teneur en carbone inorganique (CO₃) dans les sédiments meubles, à partir de la mesure des carbonates (CaCO₃) afin d'évaluer son impact potentiel dans l'équation du bilan global du carbone du réservoir créé. Ces travaux de caractérisation des dépôts meubles ont été réalisés dans le secteur affecté par le réservoir Eastmain-I, durant les étés de 2005 et 2006. La photo-interprétation, la campagne de validation sur le terrain et la compilation cartographique ont permis d'évaluer la répartition spatiale et l'épaisseur maximale des principaux types de dépôts quaternaires dans la zone maintenant ennoyée par le réservoir: till (superficie couverte 30 %; épaisseur maximale 6 m), fluvioglaciaire de contact (< 1 %; 10 m), proglaciaire (12 %; 4 m), marin (30 %; 11 m) et organique (18 %; 5 m). Les relevés des microformes et mésoformes d'érosion glaciaire suggèrent également qu'il y a eu quatre phases d'écoulement soit de la plus ancienne à la plus récente: NNE-SSO (006°-186°) à NNO-SSE (350°-170°), NO (310°) à ONO (290°), OSO (240°; mouvement dominant responsable de l'orientation des formes fuselées) et finalement SO (220°). De plus, lors de la déglaciation, il a été établi que la Mer de Tyrrell a envahi le territoire jusqu'à une altitude d'environ 274 m (900 pi). Cette limite marine est indiquée par des deltas, des limites de délavage dans le till et quelques accumulations littorales. C'est à l'intérieur de la zone couverte initialement par la Mer de Tyrrell que les plus vastes tourbières se sont développées. Les datations au radiocarbone de la base de six de ces tourbières indiquent qu'à 6640 ± 40 ¹⁴C BP (7 510 cal BP), le niveau de la mer était situé sous l'altitude de 246 m. Enfin, les teneurs en CaCO₃ mesurées dans les sédiments superficiels sont relativement faibles, soit inférieures à 2,45 %. Ces résultats sont en accord avec la géologie du substratum rocheux, principalement formé de roches cristallines. Les valeurs moyennes les plus élevées se trouvent dans les sédiments marins (1,77 %). Les faibles valeurs en carbonates mesurées dans les tills (1,32 %) semblent démontrer que ce secteur n'a pas été affecté de façon importante par le transport glaciaire qui aurait pu provenir d'autres sources connues de roches carbonatées (régions du lac Mistassini et de la Baie James). À l'intérieur de la portion cartographiée du réservoir EM-1, la quantité approximative de moles de CaCO₃ est de 6,16 x 10¹², soit 9,25 x 10⁰⁸ tonnes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Eastmain-l, Cartographie, Paléogéographie quaternaire, Écoulements glaciaires, Mer de Tyrrell, Teneur en carbone inorganique.

Dans les Appalaches du sud du Québec, la déglaciation du Wisconsinien supérieur s'effectuait à contre-pente, créant ainsi un contexte favorable à la formation de lacs proglaciaires. Le niveau de ces lacs s'est abaissé par palier lors de la déglaciation de cols d'altitude de plus en plus basse. Dans le bassin versant de la rivière Chaudière, les premiers exutoires d'importance, associés au lac glaciaire Mégantic, entaillent le relief des Montagnes Frontalières à une altitude de 430 mètres au sud du lac Mégantic. Les hauts reliefs des Montagnes Frontalières sont séparés des Monts Notre-Dame, plus au nord, par un plateau de plus basse altitude limité par la ligne Baie Verte -Brompton et la faille de la Guadeloupe. On y retrouve des cols à 395 mètres d'altitude vers la rivière Saint-Jean à l'est et à 310 mètres vers le lac glaciaire Memphrémagog au sud-est. Ces exutoires potentiels sont situés respectivement à la rivière Famine et aux environs de ville de la Guadeloupe. Ils ne semblent toutefois pas avoir été reliés aux différentes phases glaciolacustres d'importance ayant affecté la Beauce. Dans la région de Saint-Damien, d'autres exutoires potentiels vers le nord-est se situent à des altitudes de 375 et 305 mètres. La persistance de glaces appalachiennes dans le centre de la Beauce a permis la déglaciation des Monts Notre-Dame et le drainage par le nord-est avant la déglaciation des exutoires de la Guadeloupe et de la rivière Famine. Les exutoires de Saint-Damien sont associés à des phases glaciolacustres nommées lac glaciaire Chaudière-Etchemin phase 1 et 2. Un delta à Saint-Raphaël témoigne du drainage vers le nord-est de ce plan d'eau vers la Mer de Goldthwait par la Rivière du Sud. Des analyses géochronologiques par luminescence ont été effectuées sur des sédiments de paléorivage dans la région de Mégantic et dans la région de Saint-Odilon. Les âges obtenus sont respectivement associés à la perte d'étanchéité des masses glaciaires résiduelles du centre de la Beauce et au passage entre la phase 1 et 2 du lac glaciaire Chaudière-Etchemin. Les résultats de ces analyses datent ces évènements à 14.0 ± 1.0 et 12.4 ± 0.9 ka. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géologie, Quaternaire, Géomorphologie, lacs proglaciaires, drainage, Tardiglaciaire, rivière Chaudière, Beauce, luminescence, sédiments glaciolacustres, paléorivages

La séquence sédimentaire de la carotte COR0503-CL05-37PC, prélevée dans le chenal Laurentien au centre du Golfe du Saint-Laurent (48°20'N - 61°29'W, à 408 m de profondeur), a fait l'objet de plusieurs analyses géochimiques et micropaléontologiques dans le but de reconstruire les variations de la productivité pélagique et des conditions du milieu benthique dans le golfe du Saint-Laurent pendant les derniers millénaires. Les analyses géochimiques (Corg et Corg/N) et isotopiques(δ13Corg et δ15N) montrent des variations importantes de flux de matière organique, notamment une augmentation du taux de carbone organique, depuis environ 2300 ans cal. BP, que l'on estime être liée à l'augmentation de l'apport en matière organique d'origine marine. Les kystes des dinoflagellés permettent également de reconstruire une augmentation de la productivité biogénique dans les eaux de surface. Par ailleurs, plusieurs changements ont été enregistrés dans les assemblages de foraminifères benthiques calcaires. Ces changements se manifestent essentiellement par l'augmentation de l'abondance relative, vers 2000 ans cal. BP, de Brizalina subaenariensis, Globobulimina auriculata et Bulimina exilis, des espèces tolérant de faibles taux d'oxygène et des flux de carbone organique élevés. La variation de l'abondance de Nonionellina labradorica indique des changements dans l'apport des eaux du Courant du Labrador. En outre, les analyses isotopiques (δ18O) sur les tests de foraminifères benthiques Bulimina marginata, montrent des variations de la température et/ou de l'origine des eaux profondes qui sont indépendantes de la variation de la productivité pélagique et de l'augmentation de l'apport en matière organique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Golfe du Saint-Laurent, hypoxie, dinokystes, productivité, foraminifères benthiques, géochimie, isotopes stables, Holocène.

Les changements climatiques en cours affectent particulièrement les écosystèmes des régions nordiques, dont les tourbières situées dans les secteurs à pergélisol continu et discontinu. Dans ce contexte, les modifications des conditions climatiques régionales peuvent perturber l'évolution des écosystèmes tourbeux et indirectement affecter leur bilan en carbone. Comme les changements climatiques actuels sont grandement attribuables aux contenus de l'atmosphère en gaz à effet de serre (GES) tel que le CO2 et le CH4, il devient important de mieux connaître l'influence du climat sur la dynamique des tourbières à pergélisol et sur le bilan de carbone dans ces milieux. L'objectif principal de ce projet de recherche est d'évaluer les effets des changements climatiques sur l'évolution des tourbières des régions à pergélisol discontinu par la reconstitution de la paléohydrologie d'une tourbière à palses du secteur de Kuujjuarapik sur la côte est de la baie d'Hudson. La relation entre les thécamoebiens et les niveaux de nappe phréatique des tourbières a été bien démontrée au cours des dernières années. La première étape pour réaliser ce projet a été de développer une fonction de transfert adaptée aux contextes de développement des tourbières du Québec au moyen de ces organismes afin d'inférer des valeurs d'élévation de la nappe phréatique (NP). Cette fonction de transfert a été construite à partir de thécamoebiens provenant d'échantillons de surface (modernes) de six tourbières ombrotrophes et six rninérotrophes réparties sur l'ensemble du territoire québécois. Ensuite, cet outil a été utilisé pour reconstituer les changements de conditions hydrologiques holocènes, à partir du contenu en thécamoebiens fossiles de deux profils tourbeux provenant d'une tourbière à palses dans la zone de pergélisol discontinu du secteur de Kuujjuarapik. Les résultats des échantillons modernes de thécamoebiens et des tests statistiques ont permis de développer une fonction de transfert pour la reconstitution des niveaux passés de NP des tourbières ombrotrophes et minérotrophes bien adaptée aux différents contextes québécois (Nb.: 86; RMSEP: 4,73 cm ; R2: 0,77). La comparaison des valeurs de NP inférées par cette fonction de transfert à celles d'une autre fonction de transfert nord-américaine déjà existante (Booth, 2008), confirme le potentiel de cet outil pour les recherches portant sur la paléohydrologie des tourbières. Les résultats des analyses stratigraphiques et de thécamoebiens de deux profils de tourbe indiquent un développement et des conditions d'accumulation du carbone distincts entre la zone à palses au centre de la tourbière et la bordure forestière en marge du bassin. Ces différences sont attribuées en partie à l'influence des processus autogènes variables entre ces deux secteurs de la tourbière. Les résultats des conditions hydrologiques du centre de la tourbière présentent plusieurs évènements synchrones avec des épisodes de changement de niveau d'eau de lacs du Québec nordique. Deux phases de développement du pergélisol ont été identifiées entre 1420 - 600 ans étal. BP et entre 440 ans étal. BP et l'actuel. Les résultats montrent aussi l'influence du pergélisol sur les taux d'accumulation en carbone avec des baisses de 11,12 g.m-2.an-1 et 9,23 g.m-2.an-1 lors des épisodes froids. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : tourbière, pergélisol, thécamoebiens, fonction de transfert, Holocène, carbone