Les déformations de la surface de la Terre résultent de plusieurs processus géologiques, très étudiés aux frontières de plaques en raison de leurs fortes amplitudes. Leurs caractéristiques sont variées : amplitude, durée, périodicité et variabilité spatiale. Il existe cependant des zones dites stables où les déformations localisées ou diffuses sont moins importantes en amplitude mais non négligeables une fois cumulées sur de longues périodes de temps. L'objectif principal de cette étude est la quantification et la caractérisation des mouvements verticaux au sein de zones à faible taux de déformation aux courtes échelles de temps, avec plusieurs questions sous-jacentes. Quelle stratégie adopter pour mesurer précisément ces faibles déformations ? Comment extraire et filtrer les effets des différents processus dans un signal GPS de déformation? Comment prendre en compte la surcharge océanique et ses effets locaux dans les traitements GPS ? Dans quelle mesure peut-on relier mouvements verticaux et variations hydrogéologiques ? Cette étude tente de répondre à ces questions tant du point de vue des processus étudiés que de la méthodologie employée. Afin de répondre à ces questions, nous nous sommes intéressés à deux zones : la Bretagne (France) et la plaine du Saïs (Maroc). Le site breton est situé sur une marge passive, à sismicité modérée, sujette à de fortes amplitudes de marées océaniques, et à l'aplomb d'un aquifère cristallin fracturé. La zone d'étude au Maroc est située entre les rides pré-rifaines et le Moyen Atlas, sismiquement actifs, et à l'aplomb d'un vaste aquifère profond et calcaire.

Space geodesy is one of the disciplines that contributes uniquely to the global society; its applications have grown to such an extent that system Earth is better understood today. The current accuracy of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) technique is below centimetre level and this allows very accurate determination of velocity field parameters. This study focused on utilizing GNSS to determine the inter-continental plate velocity field for Africa in support of the African Geodetic Reference Frame (AFREF). Data spanning 12.4 years were processed in the International Terrestrial Reference Frame (ITRF2008) using GAMIT/GLOBK 10.4 (developed at the Massachusetts Institute of Technology). Primarily, processing of data focused on International GNSS Service (IGS) stations with a few non-IGS stations (which are of geodetic quality) included, such as Hamburg (HAMB) and Matjiesfontein (MATJ). The same data set was analysed using the Combination and Analyses of Terrestrial Reference Frame (CATREF) software developed at Institut National de l’Information Géographique et Forestière (IGN). Validation of the results was achieved through comparison of the velocity solution from this study with a solution obtained from a core of IGS GNSS stations processed by the Jet Propulsion Laboratory (JPL). No significant differences were evident between the GAMIT/GLOBK 10.4, CATREF and JPL solutions. The results from the Matjiesfontein station indicated that the proposed Matjiesfontein Observatory site shows no significant vertical or horizontal local motion; this information is valuable in that there is no obvious local site instability. The velocity field as derived by GNSS displays no unexpected deviations and supports current understanding of the motion of the Nubian, Somalian and Arabian plates. Furthermore, the comparison of the velocity vectors derived from the IGS station HRAO, Satellite Laser Ranging (SLR) MOBLAS-6 station and 26 m Very Long Baseline Interferometry (VLBI) telescope, which are collocated at the Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory (HartRAO) indicated good agreement and both techniques exhibit no significant vertical motion. This study also contributed to the first computation of the AFREF solution. It is envisaged that as more stations are added to the sparsely distributed current network, more accurate results and better tectonic models can be derived. The availability of station velocities will facilitate adjustments within the AFREF. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Geography, Geoinformatics and Meteorology / unrestricted