Les informations fournies par le Profilage Sismique Vertical (PSV) se révèlent précieuses dans l'analyse des structures subverticales qui est fréquemment liées aux gisements métalliques. Elles offrent également un éclairage plus approfondi sur la capacité portante des sols en géotechnique et peuvent servir à définir la composition des strates lithologiques des aquifères. La majorité des utilisateurs de ces méthodes se trouvent dans le domaine des énergies fossiles, comme dans les contextes pétrolier et gazier. Toutefois, les équipements actuellement disponibles sur le marché ne conviennent pas aux diamètres courants des forages utilisés dans les domaines de l'exploration minière et de la géotechnique. Les outils conçus pour l'industrie pétrolière et gazière, qui doivent résister à des pressions hydrauliques et des températures élevées, présentent souvent un diamètre plus important que ceux des forages des autres industries. De plus, les équipements de PSV sont généralement onéreux, ce qui restreint leur utilisation dans de nombreux projets de recherche en sciences de la Terre. Le projet Geophysical Open Seismic Hardware a pour objectif de concevoir un système de PSV afin d'aider la recherche dans des domaines non conventionnels tels que l'exploration minière, la géotechnique et la caractérisation des eaux souterraines. La conception de l'outil ainsi que le choix de ses composantes ont été fait dans l'optique d'encourager l'adaptabilité et la réutilisation des systèmes, favorisant ainsi une approche plus ouverte et collaborative dans le domaine. Ce mémoire présente les différentes étapes réalisées pour la conception de la capsule étanche ainsi que ceux sur le bras et le mécanisme de couplage. Les essais en laboratoire ont démontré que le système de couplage conçu pour un forage de diamètre NQ (80 mm) est en mesure d'exercer une force de 490 N ce qui est l'équivalent de 10 fois le poids de chaque capsule. Les essaies d'étanchéité et l'intégration du système électronique à l'intérieur de la capsule étanche demeurent encore à faire. Les pièces du système mécanique sont faciles à trouver ou à remplacer par des équivalents. Celles nécessitant de l'usinage ont été conçues de façon à permettre leur production avec les méthodes d'usinage classiques qui se retrouvent dans les petits ateliers ou les universités, pour permettre aux groupes de recherche de produire cet outil ou les pièces nécessaires à leur application. / The information provided by Vertical Seismic Profiling (VSP) proves valuable in the analysis of subvertical structures frequently associated with metallic deposits. It also provides deeper insights into the load-bearing capacity of soils in geotechnics and can be used to define the lithological composition of aquifer layers. The majority of users of these methods are found in the field of fossil fuels, such as in oil and gas contexts. However, the equipment currently available on the market is not suitable for the common diameters of boreholes used in mining exploration and geotechnics. Tools designed for the oil and gas industry, which must withstand high hydraulic pressures and temperatures, often have larger diameters than those used in other industries' boreholes. Additionally, VSP equipment is generally expensive, limiting its use in many Earth science research projects. The Geophysical Open Seismic Hardware project aims to design a VSP system to support research in unconventional fields such as mining exploration, geotechnics, and groundwater characterization. The tool's design and component selection are geared towards encouraging adaptability and system reusability, fostering a more open and collaborative approach in the field. This thesis presents the various steps taken in designing the waterproof capsule as well as the arm and coupling mechanism. Laboratory tests have demonstrated that the coupling system designed for an NQ diameter borehole (80 mm) is capable of exerting a force of 490 N, which is equivalent to 10 times the weight of each capsule. Sealing tests and the integration of the electronic system inside the waterproof capsule are still pending. The parts of the mechanical system are easy to find or replace with equivalents. Those requiring machining have been designed to allow for production using conventional machining methods found in small workshops or universities, enabling research groups to produce this tool or the necessary parts for their application.

Dans un monde de détection et prospection minière, une multitude de techniques existent. Une des techniques les plus puissantes est l’activation par neutrons (NAA et PGAA). Toutefois, dans le cadre de la prospection minière, l’utilisation de cette technique nécessite du forage. La motivation du projet GREYSTAR est de permettre l’analyse élémentaire par activation en limitant l’impact environnemental. Les facteurs limitant sont l’activation d’un volume distant et la détection de la radiation émise par ce volume. Ce mémoire examine l’activation par neutrons thermiques et la détection de gammas provenant de la désexcitation des noyaux activés. Une approche expérimentale est présentée avec des simulations pour venir appuyer les données expérimentales. Il en résulte que le projet GREYSTAR tel que décrit dans ce mémoire est prometteur et que davantage de recherche est à prescrire. Les résultats initiaux indiquent que selon le prototype proposé, les limites de détections sont de l’ordre de 2-3 m dans un matériel semblable au granite. On conclut que d’un point de vue de prospection minière, il est intéressant de poursuivre la recherche. De plus, plusieurs autres applications dans les domaines militaire, civil et policier sont prometteuses. / In the world of prospecting and detection, various techniques exist. One of the most powerful techniques is neutron activation analysis (both NAA and PGAA). For prospecting, however, this technique requires drilling. The motivation for the GREYSTAR project is to make elemental analysis via neutron analysis possible with little or no environmental impact. The limiting factors are the activation of remote volumes and detection of emitted radiation. This thesis looks at thermal neutron activation and delayed gamma decay from the activated nuclei. An experimental approach is proposed with simulations to back up the results. The resulting impression is that the GREYSTAR project as described is promising and further research is commended. Initial results indicate that depending on the prototypal setup, detection limits are of the order of 2-3 m in a material similar to granite. We conclude that from a prospecting point of view, it is worth continuing the research. Furthermore, other fields such as military, civil and law enforcement could benefit from an eventual prototype as well.