La stratigraphie et la tectonique du Dôme de Barrot étant déjà bien connues (Voir "Historique'') et le B. R. G. H .. ayant commencé l ' étude des indices cuprifères des points de vue gitologique et géochimique, il paraissait surtout nécessaire de complèter ces dernières recherches dans les directions sédimentologiques et géochimiques. En effet si la minéralisation apparaissait bien "calée" du point de vue stratigraphique et si le rôle de la tectonique avait été relativement bien cerné (J. Vernet 1958) , il paraissait nécessaire d'en dégager les contrôles sédimentologiques et géochimiques. La base de notre travail a donc consisté à lever en grand détail 16 coupes lithostratigraphiques réparties tout autour du Dôme, à mettre en oeuvre les diverses techniques sédimentologiques sur les divers faciès rencontrés et à effectuer des dosages de certains éléments. Ainsi 140 échantillons ont fait l'objet de dosages de Al203 ; Cao; K2O ; Na2O ; Fe2o3 ; MgO; Cu ; Zn dont les teneurs ou les valeurs de rapport seront corrolées avec celles en cuivre.

Au cours des deux dernières décennies, de grands travaux autoroutes, etc.), ont été réalisés dans le bassin molassique savoyard. A diverses reprises, des problèmes liés à la lithologie au comportement des niveaux tertiaires sont apparus. Le Ministère de l'Équipement, par l'intermédiaire du C.E.T.E. Lyon a, de ce fait, suscité et encouragé la présente étude, Elie vise à caractériser géologiquement et géotechniquement les principaux faciès molassiques. Plus précisément, une étude stratigraphique et divers essais à caractère géotechnique ont été réalisés, avec les objectifs suivants: - définir, sur des critères lithologiques, les grands ensembles stratigraphiques de la moJasse_ savoyarde ; - étudier, sur échantillons, le comportement de faciès caractéristiques soumis à diverses épreuves (eau, gel en présence d'eau, compression simple, etc.). - déterminer les risques de désordres liés aux niveaux argilo-marneux, par l'étude des paragenèses argileuses, notamment du type et des proportions des minéraux gonflants ; - apprécier, in situ, par l'emploi de la gravimétrie (profils de densité) la densité globale de divers niveaux molassiques, ainsi que la géométrie de topographies miopliocènes enfouies sous le Quaternaire; - enfin, donner une indication quant à l'éventuel réemploi des terrains molassiques.

C'est dans le contexte spatio-temporel du dernier cycle glaciaire würmien que ce travail a été réalisé, le cadre paléogéographique correspondant à la zone intra-würmienne de Bourdier (1961). La reconstitution des flux glaciaires des Alpes nord-occidentales pendant le maximum d'englacement würmien en constitue l'objectif principal. L'acquisition de nouvelles observations géomorphologiques a permis, dans un premier temps, la réalisation d'une cartographie paléogéographique cohérente du système glaciaire au maximum würmien, tant pour les bassins versants amont (zones d'alimentation) que pour le domaine aval (lobes de piémont). Dans un second temps, l'étude s'est attachée à déterminer l'origine des différents flux glaciaires ayant alimenté les lobes de piémont des Alpes nord-occidentales (lobe suisse du glacier du Rhône, lobe lyonnais et lobe de Moirans). Pour mener à terme ce travail, le croisement de différentes méthodes d'analyse a été nécessaire : (i) une approche glacio-morphologique permettant de déterminer l'altitude de la ligne d'équilibre glaciaire ; (ii) des analyses pétrographiques des blocs erratiques permettant d'identifier les bassins versant sources des blocs erratiques (iii) ; et des analyses des minéraux lourds contenus dans la fraction fine des tills d'ablation, complétant et confirmant les analyses pétrographiques. Les premières étapes de la déglaciation correspondant à l'individualisation des flux issus des quatre principaux appareils du Rhône, de l'Arve de l'Isère et de la Romanche ont été reconstituées. Elles sont suivies des premiers stades du Tardiglaciaire ancien des vallées de l'Arve et du Rhône. Enfin, une approche chronologique a été menée et notamment la datation du maximum d'englacement würmien. Elle s'appuie sur l'analyse des données disponibles et tente de dégager les grandes tendances. Les résultats acquis apportent une importante contribution aux reconstitutions paléogéographiques et à l'étude de l'organisation des flux glaciaires lors du maximum würmien. Ces nouveaux éléments permettent une interprétation nouvelle de l'organisation du réseau glaciaire dans les Alpes nord-occidentales et remettent en cause, en particulier, la vision traditionnelle du glacier du Rhône atteignant le «complexe des moraines internes». En effet, les analyses démontrent que la totalité des glaces du lobe de piémont lyonnais provenait des zones d'accumulation de la partie interne des Alpes du nord françaises (sens géographique) : sud du massif du Mont-Blanc, Beaufortin, Tarentaise et une partie de la Maurienne. De plus, elles confirment la puissance des appareilsglaciaires ayant occupé les grandes cluses des massifs subalpins (cluses d'Annecy-Faverges et de Chambéry) et soulignent le rôle essentiel des glaciers transversaux originaires de la zone centrale des Alpes dans l'alimentation du lobe de piémont lyonnais. Quant à l'alimentation du lobe de Moirans, les analyses pétrographiques et les comptages de minéraux lourds apportent la preuve d'une contribution majeure du glacier de la Romanche. Ces résultats accréditent les hypothèses esquissées au XIXe siècle par certains auteurs (Lory, 1860 ; Falsan et Chantre, 1879). L'étude des étapes de la déglaciation souligne l'importance relative des différents appareils. Elle met notamment en évidence L'influence prépondérante et tardive du glacier isérois, dont l'importance à été bien souvent sous estimée par les auteurs. Enfin, l'approche chronologique a été abordée et une tentative de datation du WGM a été proposée. Sans pour autant apporter de nouveaux éléments déterminants, elle permet d'envisager un diachronisme entre les extensions des appareils du nord des Alpes (maximum tardif) et les appareils occidentaux (maximum ancien).

Les serpentinites (roches ultramafiques hydratées contenant environ 13 wt.% d'eau) sont particulièrement abondantes dans la lithosphère océanique formée aux dorsales lentes. En parallèle, il est acquis que les serpentinites sont aussi présentes le long du plan de subduction, et dans la partie hydratée du coin mantellique. Dans ce contexte, elles sont stables jusqu'à des profondeurs de 100 à 170 km correspondant à leur température de déstabilisation de l'ordre de 650-700°C (antigorite breakdown). De nombreux travaux ont montré que les serpentinites provenant de ces deux contextes étaient fortement enrichies en éléments mobiles dans les fluides (e.g. As, Sb, B, Li, Ba, Sr, U, Pb, Cs). L'objectif de ce travail de thèse est d'identifier la ou les phases porteuses de ces éléments dans les serpentinites et d'évaluer le comportement des éléments traces et des Terres Rares au cours de la serpentinisation. L'étude géochimique in situ des phases serpentineuses (chrysotile, lizardite et antigorite) par LA-HR-ICP-MS nous permet de montrer la non mobilité des Terres Rares au cours de la serpentinisation des olivines et des pyroxènes. Par contre, nous observons un enrichissement systématique en éléments mobiles (As, Sb, B, Li, Ba, Sr, U, Pb, Cs) dans les minéraux serpentineux. Une étude comparative entre des serpentinites abyssales subduites et exhumées provenant de l'arc des Grandes Antilles (Cuba et République Dominicaine) et des serpentinites abyssales (MARK zone) nous permet d'affirmer que les éléments mobiles incorporés dans les serpentines ne sont pas remobilisés lors du métamorphisme prograde de subduction. Ces dernières peuvent donc transférer ces éléments à des profondeurs importantes, au-delà de 150 km. A partir de l'étude des serpentinites du Tso Morari (Ladakh, Himalaya), issues de l'hydratation du coin mantellique, nous observons aussi un enrichissement en éléments mobiles (Sb, As, B, U, Pb, Cs, Li). Si le bore et l'uranium sont enrichis indépendamment du minéral primaire, Sb et As sont enrichis préférentiellement dans les olivines serpentinisées, tandis que Pb, Cs et Li sont enrichis dans les orthopyroxènes serpentinisés. Cet enrichissement différentiel traduit la déshydratation progressive des sédiments subduits et l'incorporation successive d'éléments mobiles en fonction de la température de serpentinisation de l'olivine (< 300°C) et du pyroxène (> 300°C). En parallèle, une étude expérimentale en autoclave hydrothermale (2 < P < 4 kbars ; 200 < T < 500°C) et en presse piston cylindre (P = 40 kbars ; T = 500°C) a permis de confirmer l'incorporation du Li et de Sb dans le réseau cristallin des phases serpentineuses. De plus, l'étude isotopique du Li dans les serpentines de synthèse a permis de mettre en évidence un fractionnement isotopique de cet élément en fonction de la nature de la phase serpentineuse. Le Δ7Li(solide-fluide) dans les chrysotiles est positif, tandis que les antigorites et lizardites présentent un Δ7Li(solide-fluide) négatif. Ce fractionnement isotopique traduit l'incorporation préférentielle du 7Li dans les tubes de chrysotiles et du 6Li dans les réseaux cristallins de la lizardite et de l'antigorite. Ainsi, nous confirmons par cette étude le rôle majeur des serpentinites comme vecteurs de l'eau et des éléments mobiles depuis la lithosphère océanique vers le manteau profond, et donc leur participation au recyclage de ces éléments dans les zones de subduction. Il est fortement suspecté que leur déshydratation dans ce contexte soit à même de participer à la fusion partielle du coin mantellique et permettrait alors d'expliquer les enrichissements en éléments mobiles observés dans les laves d'arc (As, U, Pb, Sb, B, Li).

Cette comparaison repose sur : - l'analyse minéralogique semi-quantitative, aux rayons X L'analyse des teneurs et de la nature du carbone organique fournit des indications convergentes. - l'analyse géochimique des éléments majeurs et de 12 éléments traces (Sr, Ba, V, Ni, Co, Cr, B', Zn, Ga, Cu, Pb, Sn). Les résultats obtenus grâce aux "black- shales" de l'Atlantique servent de référence à l'étude des dépôts pélagiques profonds des Alpes. En particulier,la connaissance des corrélations entre composition minéralogique et composition chimique autorise, dans le cas des sédiments métamorphisés où seule la seconde est connue, une estimation de la première. - l'analyse des isotopes stables du carbone et de l'oxygène sur les calcaires de trois séries alpines d'âge jurassique supérieur à crétacé supérieur, permet de porter un jugement sur l' évolution spatiale et temporelle de la salinité et/ou de la température des eaux, à la surface du bassin téthysien, et aussi sur le niveau de la productivité organique. Des indications sont ainsi données sur d'éventuels confinements, et sur l'importance des circulations océaniques. La géochimie des éléments majeurs et traces et la géochimie isotopique, apportent des preuves convergentes d'une différence de nature entre les Terres Noires oxfordiennes et les argilites de faciès comparable du Crétacé moyen, en domaine briançonnais et sur ses bordures.

Dans l'estuaire à fortes marées de la Seine où les vases s'étendent de plus en plus vers l'aval, l'identification et la quantification des sources de particules ont été entreprises sur trois cents échantillons superficiels par l'utilisation de marqueurs particulaires. Une "carte d'identité chimique et minéralogique" complète des sédiments fins de l'ensemble du continuum Seine-baie de Seine apporte de nouvelles informations sur : la dilution des apports fluviatiles en baie de Seine, la pénétration de particules fines marines dans l'estuaire et les petits cours d'eau côtiers, et l'apport local et ponctuel par érosion de matériel fossile.<br />La résolution du mélange particulaire (ACP, équations de mélange) montre qu'à long terme (plusieurs décennies), la sédimentation fine actuelle correspond au mélange composite de quatre sources (marine, fluviatile, fossile, estuarienne). A court terme (saisonnier, évènementiel), le mélange est encore plus complexe, marqué par certaines sources secondaires.

De par l'étendue de leur répartition géographique et la facilité de leur extraction, les molasses d'âge miocène du bassin rhodanien ont été largement exploitées par l'homme comme pierre de construction depuis le début de l'ère chrétienne. Le patrimoine bâti provençal érigé à l'aide de ce matériau, connu sous le nom de " Pierre du Midi ", et exposé aux intempéries depuis plus de cinq cents ans présente cependant un certain nombre de morphologies de dégradations. Parmi ces dégradations, la desquamation en plaques a la particularité de se développer en dehors des zones de remontées capillaires ainsi qu'en l'absence de sels solubles, de sollicitation mécanique, de pollution atmosphérique ou de colonisation biologique. Ce phénomène est donc induit par les propriétés intrinsèques du matériau et son comportement vis-à-vis des conditions environnementales. L'objectif de ce travail de recherche est d'établir le rôle joué par les minéraux argileux dans ce phénomène de dégradation spécifique. Une étude de terrain a pu mettre en exergue que le degré de desquamation en plaques observable sur des monuments de périodes de construction équivalentes est variable suivant l'origine des assises. A l'issue de cette reconnaissance, neuf échantillons représentatifs de la variabilité du degré de desquamation en plaques ont été prélevés en carrières. Une étude conventionnelle sur les caractéristiques pétrographiques et la composition minéralogique de ces types de " Pierre du Midi " a tout d'abord été conduite. Par la suite, une définition précise du cortège de minéraux argileux a été menée par le biais d'une approche méthodologique originale. Cette dernière combine la caractérisation cristallochimique au MET-EDS à la simulation des raies 00ℓ de diffraction des rayons X. Cette méthode a permis de déterminer les quantités de chacune des phases de phyllosilicate composant les différents cortèges. Le lien entre la quantité de feuillets de phyllosilicates expansifs et le degré de desquamation en plaques a pu, de ce fait, être mis en évidence. Après avoir déterminé les propriétés de stockage et de transfert des fluides des différents types de pierre, leur comportement hydromécanique a été évalué. L'ensemble de ces propriétés pétrophysiques a permis de mettre en relief la forte hétérogénéité du matériau à l'étude. Les indices de durabilité calculés à partir de ces résultats manquent cependant de pertinence quant à la prédiction du phénomène de desquamation en plaques. Après une analyse statistique (ACP) des données expérimentales, la meilleure interprétation suggère que ce phénomène soit déclenché par l'interaction entre les feuillets de phyllosilicates expansifs et les molécules d'eau. Cette interaction se manifeste par le comportement hydromécanique des pierres qui entraîne leur dégradation. Ce dernier est largement contrôlé par les propriétés physiques de stockage et de transfert des fluides qui conditionnent l'accommodation des déformations au niveau macroscopique.

Une nouvelle génération de spectromètres imageurs émerge dans le domaine de l'exploration spatiale par l'ajout d'une dimension supplémentaire de mesure, la dimension angulaire. L'imagerie spectroscopique multi-angulaire est conçue pour fournir une caractérisation plus précise des matériaux planétaires et permet une meilleure séparation des signaux provenant de l'atmosphère et la surface. Le capteur Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) à bord de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter est une caméra hyperspectrale qui fonctionne systématiquement dans le mode multi-angulaire depuis l'orbite. Néanmoins, les images multi-angulaires hyperspectrales posent certains problèmes de manipulation, de visualisation et d'analyse en raison de leur taille et de leur complexité. Dans ce cadre, cette thèse propose des algorithmes statistiques et physiques pour analyser les images acquises par l'instrument CRISM de manière efficace et robuste. Premièrement, je propose une chaîne de post-traitement visant à améliorer la qualité radiométrique des données CRISM et à générer des produits améliorés, ces dernières données étant conçues pour permettre une analyse fine de la planète Mars. Deuxièmement, je m'intéresse à la correction atmosphérique des images CRISM en exploitant les capacités multi-angulaires de cet instrument. Un algorithme innovant, à base physique est mis en oeuvre pour compenser les effets atmosphériques afin d'estimer la reflectance de surface. Cette approche est particulièrement utilisée dans cette thèse pour déduire les propriétés photométriques des matériaux qui coexistent dans un site spécifique de Mars, le cratère de Gusev. Troisièmement, j'effectue une comparaison d'une sélection des meilleurs techniques existantes, visant à réaliser une déconvolution spectrale des données acquises par l'instrument CRISM. Ces techniques statistiques se sont avérées utiles lors de l'analyse d'images hyperspectrales de manière non supervisé, c'est a dire, sans aucun a priori sur la scène. Une stratégie originale est proposée pour discriminer les techniques les plus appropriées pour l'exploration de Mars, à partir de données indépendantes provenant d'autres capteurs d'imagerie haute résolution afin de construire une vérité de terrain.

Depuis la seconde moitié du XXème siècle, l'utilisation massive des engrais desynthèse a contribué à l'augmentation des rendements mais aussi à l'accumulation d'élémentsminéraux dans les systèmes agricoles. La limitation de cette accumulation passe par unmeilleur recyclage des éléments minéraux déjà présents dans les systèmes agricoles.L'agriculture biologique, qui interdit le recours aux engrais de synthèse, peut être considéréecomme un prototype d'agriculture à même d'améliorer ce recyclage. L'objectif de cette thèse a été d'identifier les stratégies mises en place par les agriculteurs biologiques pour s'approvisionner en éléments minéraux. Cet objectif a été décliné en sous-objectifs qui ont été(i) d'identifier les pratiques d'approvisionnement en fertilisants et aliments des agriculteursbiologiques, (ii) d'en comprendre les déterminants et (iii) d'évaluer la performance de ces pratiques vis-à-vis du recyclage de l'azote, du phosphore et du potassium. Pour ce faire, 63exploitations biologiques ont été enquêtées afin de recueillir des données concernant la natureet la quantité des matières échangées, ainsi que les fournisseurs et les collecteurs en relation avec ces exploitations. Afin d'étudier l'influence du contexte local, les enquêtes ont été menées dans trois régions agricoles sélectionnées en fonction de leur degré de spécialisation (productions végétales, productions animales et mixte). L'intensité du recyclagelocal a été évaluée grâce à deux indicateurs : l'autonomie, définie comme le ratio entre laquantité d'éléments minéraux provenant d'échanges entre exploitations et la quantité totale d'éléments minéraux entrant dans les exploitations biologiques de la région, et le degré de bouclage des cycles, défini comme la proportion d'éléments minéraux passant au moins deux fois par la même exploitation au sein de la région étudiée. Un premier niveau d'analyse, àl'échelle de l'exploitation, a mis en évidence les déterminants de l'approvisionnement en éléments minéraux des exploitations biologiques. Il a montré que les exploitations biologiques spécialisées dans les productions végétales importaient des quantités importantes defertilisants organiques en provenance de l'agriculture conventionnelle. Un second niveau d'analyse, à l'échelle régionale, a montré que la proximité entre des exploitations agricoles spécialisées dans les productions végétales et d'autres spécialisées dans les productions animales favorisait les échanges entre ces exploitations. Ces échanges permettaient d'améliorer l'autonomie locale même si le degré de bouclage des cycles restait faible. Enfin, une approche par modélisation a permis de quantifier la fraction du phosphore des produits biologiques qui dérive des engrais de synthèse, notamment suite aux échanges entre lesexploitations biologiques et conventionnelles. Plus de deux tiers du phosphore composant les productions biologiques étaient du phosphore initialement issu d'apports d'engrais de synthèse. Les résultats obtenus dans cette thèse ont permis de discuter des forme d'organisation des systèmes agricoles à même d'améliorer le recyclage des éléments minéraux, mais aussi des possibilités de développement de l'agriculture biologique.

Il est difficile d'explorer et d'estimer des gisements secondaires de diamants en raison du manque de fiabilité des données et/ou de leur rareté. Des efforts soutenus sont nécessaires pour maintenir une bonne compréhension de ces types de dépôts lors de leur exploration, leur échantillonnage et leur exploitation. Cette thèse traite des sujets suivants : - L'existence de regroupements entre cheminées kimberlites est établie, et leur extension moyenne déterminée. - Des données d'exploration d'indicateurs minéraux sont analysées par arbre de classification. Un modèle est ensuite bâti à partir de sites kimberlitiques connus pour identifier de nouveaux sites. - Les milieux maritimes comportent des mécanismes de piégeage complexes, ce qui les rend difficiles à échantillonner. Dans certaines situations, on dispose de peu, voire d'aucune information de qualité, alors qu'une étude d'optimisation de l'échantillonnage est nécessaire. Dans ce cas, une esquisse au crayon est utilisée pour construire des simulations, lesquelles servent à une première optimisation de l'échantillonnage. - Dans les dépôts sous-marins profonds, les échantillons doivent dépasser une taille minimale critique pour être représentatifs. L'établissement de cette taille passe par une modélisation selon un processus de Cox, bien adapté à la nature discrète de la minéralisation. L'impact de l'échantillonnage sur la qualité de l'estimation par blocs ou par panneaux peut ainsi être testé par simulation. - Ces dernières années, certains terrils sont redevenus économiquement viables. Pour en obtenir une estimation locale par blocs, une procédure de détermination de la taille optimale des échantillons et de leur espacement a été développée et mise en oeuvre sur un terril de kimberlite.