La détermination des paramètres d'un milieu poreux, notamment de la porosité, de la perméabilité et des propriétés du fluide saturant est un enjeu important pour des problèmes hydrologiques, pétroliers ou de risques naturels. L'objectif principal de ce travail est d'estimer ces propriétés à partir des ondes sismiques réfléchies.<br />Les théories poro-élastiques (Biot,1956) nécessitent de nombreux paramètres pour caractériser les milieux poreux et conduisent à des propriétés particulières des ondes sismiques (deux ondes de compression, atténuation intrinsèquement définies,...). Ces équations sont résolues pour un milieu poreux stratifié plan saturé par un fluide homogène par une méthode de réflectivité associée à une intégration en nombre d'ondes discrets. Ce programme de simulation est tout d'abord utilisé pour estimer la sensibilité des ondes réfléchies à la localisation et à la concentration du dioxyde de carbone dans le cas d'un stockage dans un aquifère marin profond. La sensibilité de la réponse sismique aux différents paramètres du milieu poreux est ensuite établie de manière plus systématique par le calcul analytique des dérivées de Fréchet des sismogrammes et leur mise en oeuvre numérique. Les applications numériques réalisées indiquent que les paramètres primordiaux à déterminer sont la porosité et la consolidation.<br />Ces opérateurs de sensibilité ont ensuite été intégrés dans un code d'inversion de formes d'ondes complètes (algorithme de Quasi-Newton). Les calculs d'inversion réalisés à partir de données synthétiques indiquent que les distributions de porosité et les paramètres caractérisant le solide et le fluide (densité et modules mécaniques) peuvent être correctement reconstruits lorsque les autres paramètres sont bien déterminés.<br />Cependant, l'inversion de plusieurs paramètres reste un problème difficile du fait des couplages sismiques existant entre eux. Il est cependant possible de résoudre des problèmes complexes en ne considérant qu'un seul paramètre pour le fluide (saturation) et un pour les minéraux (lithologie), ou en effectuant des inversions différentielles pour suivre des variations du fluide.<br />La méthode d'inversion est finalement appliquée à un jeu de données réelles acquis sur le site côtier de Maguelonne dans l'Hérault. Les variations du milieu peuvent être reconstruites en utilisant de l'information a priori venant de forages.

Le Quaternaire terminal a été le théâtre de changements importants du climat, à l'échelle de la dizaine ou de la centaine de milliers d'années. Ces fluctuations ont affecté les enregistrements sédimentaires continentaux et marins à travers le monde. Même si la variabilité du climat est maintenant bien reconnue, les changements associés du niveau marin absolu et de l'environnement, ainsi que l'empreinte de ces changements sur l'organisation stratigraphique restent à préciser.<br />Les travaux entrepris depuis une dizaine d'années sur la marge du Golfe du Lion (Méditerranée occidentale) montrent qu'il s'agit d'une zone exceptionnelle pour explorer l'impact de la variabilité climatique et glacio-eustatique sur l'organisation stratigraphique des sédiments. Les séquences sédimentaires liées aux grands cycles tardi-pléistocènes de 100 000 ans, révélées par la sismique, ont été échantillonnées et interprétées grâce aux données multi-proxies des forages du projet européen "Promess-1". La révision du modèle stratigraphique de la marge, propagé sur l'ensemble de la plateforme, a contribué à préciser les modèles conceptuels de la stratigraphie séquentielle. L'analyse sismo- et litho-stratigraphique à plus haute résolution révèle également l'enregistrement de séquences liées à des cycles climatiques beaucoup plus courts durant le dernier cycle glaciaire (~130 000 ans). L'association des événements de Heinrich et de Dansgaard-Oeschger dans les cycles génériques de Bond présente une expression stratigraphique distincte, sous la forme de paraséquences régressives. Enfin, la modélisation de l'agencement des structures sédimentaires associées à la remontée du niveau marin lors de la dernière déglaciation (~20 000 ans) souligne le rôle des événements climatiques extrêmes dans la formation du message sédimentaire. Cette étude présente enfin une confirmation semi-quantitative et bien contrainte dans le temps, du rôle fondamental des variations du niveau marin et des flux sédimentaires dans l'organisation des séquences de dépôt, y compris à l'échelle des événements climatiques rapides.

Analyse hydrogéologique et limnologique des bassins versants des lacs de Laffrey et Petichet. Établissement d'un bilan hydrologique faisant ressortir les éventuels apports occultes aux lacs ainsi que d'un bilan chimique. Étude détaillée de la structure, la morphologie et la lithologie. Tous ces problèmes sont replacés dans leur cadre géologique.

Im Rahmen von Sicherheitsanalysen kommen Szenarien zur Anwendung, die eine Verletzung der geologischen Barriereintegrität in einem Endlager beschreiben. Während bei der normalen Entwicklung eines Endlagers im Steinsalz von dem langzeitig sicheren Einschluss der radioaktiven Abfälle ausgegangen wird, beschreiben die Szenarien die sogenannte &amp;quot;gestörte&amp;quot; Entwicklung. Das Anhydritszenario hebt auf den Lösungszufluss entlang der Anhydritklüfte und die sich ergebenden Konsequenzen für den Isolationsbereich ab. Obwohl untertägige Untersuchungen gezeigt haben, dass die meisten geologischen Klüfte geschlossen bzw. mit Mineralisationen gefüllt waren, muss in der Störfallanalyse das Anhydritszenario betrachtet werden. Es ist deshalb unverzichtbar, im Rahmen der Integritätsbewertung der geologischen Barriere das gebirgsmechanisch-hydraulische Verhalten des Hauptanhydrits zu bewerten. Die Bedingungen für das Eintreten des Anhydritszenarios müssen untersucht und dafür standortunabhängige Methoden und Kriterien entwickelt werden. In der Arbeit werden die lithologisch-tektonischen Bedingungen untertägiger Hauptanhydritaufschlüsse in unterschiedlichen Salzbergwerken in Thüringen und Sachsen-Anhalt beschrieben und untereinander verglichen. In zwei Gruben in unterschiedlicher Teufe wurden die Spannungsänderungen und Konvergenzen bei der Auffahrung von 2 Messkammern im Hauptanhydrit ermittelt. Vergleichbare Untersuchungen fanden am Grauen Salzton statt, der über Strecken aufgeschlossen war. Unter Verwendung von Bohrkernen fanden umfangreiche Laborversuche zur Festigkeit, Deformierbarkeit und hydraulischen Dichtheit des Anhydrits und Salztons statt. Nach einer umfassenden Analyse der historischen Ereignisse am Staßfurter Sattel vor etwa 100 Jahren wurden die Voraussetzungen für einen Lösungszufluss bewertet und das Szenario nachgerechnet. Es stellte sich heraus, dass die minimale Druckeinspannung eine fundamentale Bedeutung für die hydraulische Integrität besitzt. Für die In-situ-Spannungsmessungen im Anhydrit und benachbarten Steinsalz wurde eine neue Hydrofrac-Messsonde mit seismoakustischer Rissortung gebaut sowie für die Bohrlochschlitzmessungen im Steinsalz eine neuartige Auswertebeziehung unter Berücksichtigung der Tangentialspannungsrelaxation am Bohrlochrand entwickelt. Weiterhin wurde eine einfach anwendbare Methode zur Bestimmung der Permeabilität aus instationären Druckstoßtests eingeführt. In Labortests an Gesteinswürfeln unter drei unterschiedlichen Hauptnormalspannungen konnten Kenntnisse zur Rissbildung und den hydraulischen Eigenschaften gewonnen und Kriterien für die Bewertung der Barrierenintegrität abgeleitet werden. Im Bergwerk Bernburg erfolgten auf dieser Basis In-situ-Tests zur Ermittlung der Rissausbreitung und dem damit verbundenen Fluidfluss unter konstanten Gebirgsspannungen sowie in Abhängigkeit von der Entfernung des Messortes zu einer Abbaufront. Für die abschließenden Schlussfolgerungen und die Festlegung übertragbarer Kriterien wurden ausgewählte Untersuchungen im Labor und in situ unter Verwendung des Fließgesetzes nach Darcy sowie des kubischen Fließgesetzes hydraulisch-mechanisch gekoppelt modelliert.

L’étude des instabilités gravitaires profondes de versant (nommées ici RVR : Ruptures de Versant Rocheux) s’effectue généralement sous forme d’un suivi instrumenté à l’échelle d’un site jugé dangereux, parfois à l’échelle d’une vallée ou d’un massif. Plus rares sont les études qui apprécient la diversité, la taille et la distribution spatiale des RVR à l’échelle d’une chaîne de montagne. C’est ce que propose cette thèse pour les Alpes occidentales. Il s’agit tout d’abord d’un inventaire construit de manière systématique par imagerie satellite à l’aide d’un outil en accès libre : Google Earth Pro™, et d’une série de méthodes de détection visuelles assorties de vérifications sur le terrain. Une typologie qui s’appuie sur des classifications existantes, mais qui s’adapte au cortège de RVR observés dans l’aire d’étude, a permis de retenir cinq grandes catégories de RVR : les EAR (Eboulements et avalanches rocheuses), GR (Glissements rocheux), GC (Glissements-coulées), DGCVR (Déformations gravitaires profondes de versants rocheux) et DDV (Déformation de versant). Nous élaborons sur cette base une étiologie des RVR en fonction de grands facteurs préparatoires réputés mettre en mouvement les masses rocheuses : lithologie, structure géologique (contacts anormaux), sismicité, pente topographique, relief local, intensité du paléoenglacement würmien, précipitations actuelles, dégradation du pergélisol. Sur un inventaire exhaustif de 1400 RVR, les résultats montrent que la susceptibilité lithologique est le premier facteur qui conditionne l’occurrence des RVR, mais qu’il se cumule avec l’amplitude du relief exacerbée par le paléoenglacement quaternaire. Ce dernier fournit le potentiel gravitationnel localement nécessaire à la mise en mouvement des masses rocheuses. Les autres facteurs examinés présentent des degrés d’importance moindres à l’échelle régionale, avec toutefois des exceptions intéressantes à l’échelle locale et pour des catégories de RVR particulières. Ainsi, on peut noter des RVR en lien avec certaines failles et fronts de chevauchements, ainsi qu’avec la dégradation du pergélisol — mais uniquement dans le cas des éboulements. Parmi l’ensemble des facteurs, le pouvoir explicatif des totaux de précipitations demeure le plus faible. Dans une optique de valorisation scientifique du catalogue des RVR inventoriés, nous proposons des perspectives de mise en valeur géo-patrimoniale de certaines RVR sur la base de leurs caractéristiques morphologiques, ou du risque que certaines masses rocheuses font peser sur les enjeux économiques et humains des populations. Nous présentons ainsi une galerie de RVR remarquables, retenues pour leur caractère singulier, ou dangereux, ou éducatif, ou emblématique à divers titres. / The study of rockslope failure (RSF) is usually focused on the instrumental monitoring of hazardous sites, sometimes extended to a population of RSF in a valley or massif. Few studies survey and analyse RSF at the much broader scale of a mountain range. Here we produce a systematic inventory of RSF in the Western Alps based on satellite imagery provided by the open-access platform Google Earth Pro™, and using a series of ground-truth-tested visual detection methods. Based on a categorisation inspired by existing classifications but adapted to the range of RSF observed in the study area, five main RSF types were identified: rockfalls and rock avalanches, rockslides, earthflows, deep-seated gravitational slope deformations (DSGSD), and slope deformations. We analyse the spatial incidence of those five categories in relation to a range of likely cumulative causes. The analysis covers lithology and rock fabric, geological structure (faults, thrust fronts), seismicity, slope angle, local relief, the intensity of Würmian glaciation, modern rainfall patterns, and permafrost degradation. Results from a total population of 1400 RSF occurrences show that RSF incidence and mode are overwhelmingly susceptible to rock type, but that local relief enhanced by past glaciation generates the gravitational potential needed to move the rock masses. Other conditional factors receive lower rankings at the regional scale, but stronger connections appear in local settings. At places, RSF size or density are seen to correlate with faults, thrust fronts, and with permafrost degradation (restricted, however, to the rockfall category). Among all the likely causes of RSF, rainfall totals represent the weakest link. Among the 1400 sites we focus on a subset of flagship RSF occurrences that we consider relevant to either geoheritage or land-use planning concerns. The criteria were selected on the basis of morphological characteristics (uniqueness, educational and scientific value) or from the perspective of the hazards that some of the displaced rock masses may present to human life and infrastructure.

Die Broschüre enthält die Erläuterungen zu den Lithofazieskarten Tertiär Lausitz 1 : 50.000. Darin werden die tertiären Formationen und Subformationen der Lausitz ausführlich beschrieben. Die als Anlagen aufgeführten Kartendaten werden auf der Internetseite des LfULG unter der Rubrik „Geologie – Digitale Geologische Karten“ bereitgestellt. Die Veröffentlichung richtet sich an alle geowissenschaftlich arbeitenden und interessierten Firmen, Behörden, Gesellschaften, Vereine, Verbände, Privatpersonen usw. Redaktionsschluss: 13.10.2020

Im Rahmen von Sicherheitsanalysen kommen Szenarien zur Anwendung, die eine Verletzung der geologischen Barriereintegrität in einem Endlager beschreiben. Während bei der normalen Entwicklung eines Endlagers im Steinsalz von dem langzeitig sicheren Einschluss der radioaktiven Abfälle ausgegangen wird, beschreiben die Szenarien die sogenannte &amp;quot;gestörte&amp;quot; Entwicklung. Das Anhydritszenario hebt auf den Lösungszufluss entlang der Anhydritklüfte und die sich ergebenden Konsequenzen für den Isolationsbereich ab. Obwohl untertägige Untersuchungen gezeigt haben, dass die meisten geologischen Klüfte geschlossen bzw. mit Mineralisationen gefüllt waren, muss in der Störfallanalyse das Anhydritszenario betrachtet werden. Es ist deshalb unverzichtbar, im Rahmen der Integritätsbewertung der geologischen Barriere das gebirgsmechanisch-hydraulische Verhalten des Hauptanhydrits zu bewerten. Die Bedingungen für das Eintreten des Anhydritszenarios müssen untersucht und dafür standortunabhängige Methoden und Kriterien entwickelt werden. In der Arbeit werden die lithologisch-tektonischen Bedingungen untertägiger Hauptanhydritaufschlüsse in unterschiedlichen Salzbergwerken in Thüringen und Sachsen-Anhalt beschrieben und untereinander verglichen. In zwei Gruben in unterschiedlicher Teufe wurden die Spannungsänderungen und Konvergenzen bei der Auffahrung von 2 Messkammern im Hauptanhydrit ermittelt. Vergleichbare Untersuchungen fanden am Grauen Salzton statt, der über Strecken aufgeschlossen war. Unter Verwendung von Bohrkernen fanden umfangreiche Laborversuche zur Festigkeit, Deformierbarkeit und hydraulischen Dichtheit des Anhydrits und Salztons statt. Nach einer umfassenden Analyse der historischen Ereignisse am Staßfurter Sattel vor etwa 100 Jahren wurden die Voraussetzungen für einen Lösungszufluss bewertet und das Szenario nachgerechnet. Es stellte sich heraus, dass die minimale Druckeinspannung eine fundamentale Bedeutung für die hydraulische Integrität besitzt. Für die In-situ-Spannungsmessungen im Anhydrit und benachbarten Steinsalz wurde eine neue Hydrofrac-Messsonde mit seismoakustischer Rissortung gebaut sowie für die Bohrlochschlitzmessungen im Steinsalz eine neuartige Auswertebeziehung unter Berücksichtigung der Tangentialspannungsrelaxation am Bohrlochrand entwickelt. Weiterhin wurde eine einfach anwendbare Methode zur Bestimmung der Permeabilität aus instationären Druckstoßtests eingeführt. In Labortests an Gesteinswürfeln unter drei unterschiedlichen Hauptnormalspannungen konnten Kenntnisse zur Rissbildung und den hydraulischen Eigenschaften gewonnen und Kriterien für die Bewertung der Barrierenintegrität abgeleitet werden. Im Bergwerk Bernburg erfolgten auf dieser Basis In-situ-Tests zur Ermittlung der Rissausbreitung und dem damit verbundenen Fluidfluss unter konstanten Gebirgsspannungen sowie in Abhängigkeit von der Entfernung des Messortes zu einer Abbaufront. Für die abschließenden Schlussfolgerungen und die Festlegung übertragbarer Kriterien wurden ausgewählte Untersuchungen im Labor und in situ unter Verwendung des Fließgesetzes nach Darcy sowie des kubischen Fließgesetzes hydraulisch-mechanisch gekoppelt modelliert.

Ein durch den Lausitzer Braunkohlentagebau Welzow-Süd erschlossener, etwa 250 x 800 m ausgedehnter Aufschluss in den Sedimenten des sogenannten Senftenberger Elbelaufes bzw. der obermiozänen Rauno-Formation bot Anlass für umfangreiche Geländedokumentationen und eine Neubetrachtung der Thematik dieser Elbeablagerungen. Anhand verschiedener sedimentologischer und chemisch-mineralogischer Dokumentationen und Analyseverfahren wurden sowohl dieser Aufschluss als auch acht weitere Lokalitäten untersucht. Im Fokus der Auswertung standen zum einen eine detaillierte Milieu- und Geneseinterpretation der fluviatilen Sedimente im Tagebau Welzow-Süd, zum anderen die Frage nach der stratigraphischen Korrelation der durch quartäre Erosion isolierten Aufschlüsse. Das Ergebnis zeigt, dass die Senftenberger Elbe mit der Hebung des Oberlausitz-Plateaus als verflochtener Fluss vom späteren Elbtal aus durch die Lausitz Richtung Paläo-Nordsee strömte. Eine räumlich-zeitliche Korrelation der einzelnen Aufschlüsse und eine konkrete Flussverlaufsrekonstruktion sind nicht möglich. Auch die bisher etablierte Unterteilung der Senftenberger Elbe in drei zeitliche Abschnitte ist nicht belastbar. Es ist von einer variablen Flussverlaufsentwicklung mit zuströmenden Nebenflüssen auszugehen. Die biostratigraphischen Arbeiten verschiedener Autoren belegen ein obermiozänes bis pliozänes Alter.:Zusammenfassung Abstract Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Methodik 2.1 Geländeuntersuchungen 2.2 Laboruntersuchungen 2.3 Untersuchungen an Konkretionen 3 Regionale Geologie 4 Stand der Wissenschaft 5 Ergebnisse 5.1 Tagebau Auerhahn 5.2 Ehemalige Kiesgrube bei Brauna 5.3 Tagebau Cunnersdorf 5.4 Tagebau Laußnitz I 5.5 Tagebau bei Lauta 5.6 Tagebau Nochten 5.7 Tagebau Sallgast 5.8 Tagebau Welzow-Süd 5.9 Tagebau Wiesa 5.10 Korngrößenparameter 5.11 Kornform 5.12 Modalbestand der Gerölle 6,3 - 10 mm 5.13 Hellglimmer 5.14 Schwerminerale 5.15 Paläoströmung 6 Interpretation und Diskussion 7 Zusammenfassung und Ausblick 8 Danksagung 9 Literaturverzeichnis / The lignite opencast mine Welzow-Süd, Lusatia, provided an excellent outcrop of the fluvial sediments of the so-called Senftenberger Elbelauf (Rauno Formation, Upper Miocene) with a dimension of 250 to 800 m, that delivered new insights into the history of this former river. This location and additionally eight further outcrops were investigated using different sedimentological and chemical-mineralogical analyses. A detailed interpretation of the environment and genesis of the fluvial sediments in Welzow-Süd is given and the results for all investigated outcrops are related. After the uplift of the Upper Lusatian Plateau, the Senftenberger Elbe developed to a braided river, that ran through the Lusatian region towards the paleo North Sea. A precise reconstruction of the river channels way is not possible. A reliable spatiotemporal correlation of the single outcrops can’t be given. Furthermore, the so far established division of this river into three parts of different ages must be rejected. A complex river system with feeder channels and variable flow pattern is more probable. The biostratigraphic results of different authors prove an Upper Miocene to Pliocene age.:Zusammenfassung Abstract Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Methodik 2.1 Geländeuntersuchungen 2.2 Laboruntersuchungen 2.3 Untersuchungen an Konkretionen 3 Regionale Geologie 4 Stand der Wissenschaft 5 Ergebnisse 5.1 Tagebau Auerhahn 5.2 Ehemalige Kiesgrube bei Brauna 5.3 Tagebau Cunnersdorf 5.4 Tagebau Laußnitz I 5.5 Tagebau bei Lauta 5.6 Tagebau Nochten 5.7 Tagebau Sallgast 5.8 Tagebau Welzow-Süd 5.9 Tagebau Wiesa 5.10 Korngrößenparameter 5.11 Kornform 5.12 Modalbestand der Gerölle 6,3 - 10 mm 5.13 Hellglimmer 5.14 Schwerminerale 5.15 Paläoströmung 6 Interpretation und Diskussion 7 Zusammenfassung und Ausblick 8 Danksagung 9 Literaturverzeichnis