Dans le cadre de recherches menées par l'ANDRA, qui visent à évaluer la faisabilité de créer un stockage de déchets radioactifs dans la formation argileuse du Callovo Oxfordien, cette thèse s'intéresse à deux étapes indispensables pour obtenir une image 3D du sous sol. La première étape concerne la cartographie de la géométrie de la formation. Celle-ci est déterminée à partir de temps pointés le long de profils sismiques, orientés suivant deux directions principales. Aux intersections, les valeurs enregistrées par deux profils sont différentes. Le faible nombre d'intersections ne permettant pas une étude détaillée du comportement spatial de ces différences, elles sont analysées par le biais du pseudo variogramme croisé. L'analyse variographique permet de choisir un modèle cohérent pour l'ensemble des profils. À partir de ce modèle une estimation du temps corrigée est présentée. La deuxième étape concerne l'étude de l'impédance, variable liée aux propriétés intrinsèques de la roche. Deux types de mesure sont disponibles. D'une part l'impédance sismique résultant de l'inversion géophysique de l'amplitude enregistrée le long de profils de sismique réflexion est largement étendue dans la zone d'intérêt. D'autre part, l'impédance log, résultant du produit de la densité de la roche et de la vitesse des ondes P, n'est connue uniquement dans quelques puits. Le comportement spatial bivariable, le long de la direction verticale, a permis de formuler l'hypothèse suivante : chaque mesure d'impédance est décomposée en une somme d'une variable Z (commune aux deux mesures) et d'un résidu différent pour chaque mesure. Sous certaines hypothèses supplémentaires, il est possible d'estimer la composante commune sur l'ensemble des sections sismiques. En complément à ces études, d'autres points ont été évoqués, par exemple la correspondance entre procédés géophysiques et géostatistiques, ou la prise en compte d'incertitude sur les amplitudes. / In the framework of researches carried out by ANDRA (the French agency for nuclear waste), which aim at evaluating the feasibility of creating a repository of radioactive waste in the Callovo Oxfordian clay formation. This thesis studies two key steps to obtain a 3D image of the formation: its geometry and its internal heterogeneity. The geometry of the sedimentary formation is determined from seismic time picking along profiles. These profiles are oriented along two main directions. At the intersections, the values registered by two profiles are different. The low number of intersections does not allow a precise study of the spatial behavior of these differences; they are analyzed via the pseudo-cross-variogram. The variography analysis allows the choice of a coherent model for all the profiles, from which an estimation of the corrected time is presented. The internal heterogeneity is performed through the study of the impedance, a variable linked to the intrinsic properties of the rock. Two types of measurements are available. On one hand, the seismic impedance resulting from the geophysical inversion of the amplitude recorded along seismic reflection profiles is densely distributed in the area of interest. On the other hand, the impedance log, resulting from the product of rock density and P wave velocity, is known at only few wells. Bivariate spatial behavior along the vertical direction has allowed the formulation of the following hypothesis: each impedance measurement can be decomposed into a sum of a variable Z (common to both measures) and a residual specific to each measure. Under certain supplementary hypotheses, it is possible to estimate the common component along the seismic sections. Some complements to these studies are mentioned, for example the correspondence between geophysical and geostatistical methods or the consideration of uncertainty in the amplitudes.

Les grands réaménagements urbains génèrent d’importants volumes de terres excavées, dont la valorisation est désormais possible si elles sont compatibles avec le fond pédo-géochimique du site receveur. Afin de faciliter cette valorisation, cette thèse s’intéresse à des méthodologies de traitement de données acquises à d'autres fins que la détermination du fond pédo-géochimique, afin de fournir un référentiel de qualité géochimique des sols urbains à l'échelle d'un quartier ou d'une ville. Les premiers tests montrent les limites des calculs statistiques, usuellement utilisés avec des données dédiées au fond pédo-géochimique du fait de leur sensibilité à la limite de quantification, à la loi de distribution ou encore au pourcentage d'anomalie. Le découpage du territoire en entités géographiques cohérentes à partir de la nature des sols et sous-sols et des pressions anthropiques (actuelles ou passées) permet la constitution de différents niveaux de fond suivant la qualité géochimique des sols, mais une des difficultés concerne le renseignement de l'ensemble des entités. La classification statistique des échantillons, même spatialisée, n'apporte, actuellement pas de résultats exploitables pour la gestion des terres excavées. Enfin, le filtrage géostatistique via un modèle linéaire de corégionalisation présente une alternative solide pour le filtrage des anomalies et l'estimation du fond à l'échelle d'un quartier. / Large urban redevelopments generate large volumes of excavated soils whose reusability is now possible if they are compatible with the pedo-geochemical background of the receiving site. In order to facilitate this valorization, this thesis focuses on processing methodologies on data acquired for other purposes than the determination of the pedo-geochemical background, in order to provide a geochemical quality reference system for urban soils at the scale of one neighborhood or city. The first tests show the limits of the statistical stresholds, usually used with data dedicated to the pedo-geochemical background because of their sensitivity to the limit of quantification, to the distribution law or to the percentage of anomaly. The segmentation of the territory into coherent geographical entities based on the nature of the soil and subsoil and the anthropogenic pressures (current or past) allows the constitution of different geochemical background levels according to the geochemical quality of the soils, but one of the difficulties concerns the information of all entities. The statistical classification of the samples, even if spatialized, does not currently provide usable results for the management of the excavated earth. Lastly, geostatistical filtering via a linear model of coregionalisation provides a solid alternative for anomaly filtering and background estimation at a neighborhood scale.