Le socle cristallin fracturé, situé à Ploemeur (Bretagne sud, France) est l'objet de ce travail de thèse. L'étude détaillée du socle nécessite une bonne compréhension de la structure interne, à savoir les propriétés intrinsèques, le mode d'écoulement, la densité et la distribution des fractures. Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation pétrophysique des formations granitiques. Les propriétés physiques ont été déterminées à partir de l'interprétation des données de mesures de géophysique en forage, des images de paroi du puits et des mesures pétrophysiques réalisées sur carottes en laboratoire. Afin de replacer les mesures dans leur contexte lithologique, une lame mince a été analysée pour chaque mini-carotte. Les formations lithologiques rencontrées dans le socle cristallin de Ploemeur sont des schistes et granites sains et altérés, ces deux lithologies étant séparées par une zone de faille. Les résultats ont montré que les propriétés pétrophysiques des roches étaient fonction à la fois de la variation de la porosité et du degré d'altération des roches et que la topologie de l'espace poreux était fortement dépendante de la porosité. Cette thèse introduit une nouvelle formule entre la résistivité électrique et la porosité. De plus, les mesures en laboratoire sur les échantillons de Ploemeur révèlent que les vitesses sismiques ne sont pas seulement fonction de la quantité de porosité, mais aussi fonction de facteur de forme. Ce dernier a été calculé sur les échantillons du socle de Ploemeur à partir des vitesses acoustiques. Les résultats ont montré que la porosité est de forme fissurale. L'intégration des données issues des images optiques et acoustiques, des mesures de géophysique en forage, et de la description des carottes a permis d'étudier de façon détaillée la géologie et l'hydrodynamique du socle de Ploemeur. L'intégration effective de ces différentes méthodes avec les tests hydrogéologiques ressort comme la meilleure façon de caractériser les fractures et les circulations en eau dans le socle.

Le présent mémoire est destiné à présenter la constitution géologique et les problèmes qui en dérivent de 3 sites de barrages en amont de la Plaine de Tananarive dont le projet d'aménagement est en cours d' étude. La première partie comporte surtout des pages documentaires. Il s'agit de données générales qui serviront de références pour les études suivantes. Elle comprend: - une vue très rapide sur la géologie d'ensemble de Madagascar et sur celle des sites ; - une étude sur les latérites et les lavaka qui sont des faits régionaux et qui posent de sérieux problèmes quant à la valeur des sites; - une vue d'ensemble sur le projet d'aménagement de la Plaine de Tananarive. Elle permettra de comprendre l'importance du rôle que jouent ces sites dans l'aménagement. La deuxième partie expose nos observations personnelles détaillées sur les sites étudiés. Elle se compose pour chacun des sites d'une étude géologique détaillée et d'un aperçu sur leurs caractères géotechniques. Enfin les latérites et les "lavaka" constituant pour une bonne partie de Madagascar des terrains dont le comportement du point de vue géotechnique est loin encore d'être connu nous avons jugé bon de rassembler en une troisième partie de ce mémoire les résultats d'analyses et les renseignements relatifs aux échantillons prélevés. De la sorte dans la deuxième partie, en ce qui concerne les latérites,ne traiterons-nous que le nécessaire. Les références seront données pour permettre au lecteur de trouver les résultats analytiques complémentaires dans la troisième partie.

Généralités géologiques, étude pétrographique et tectonique des trois massifs de Belledonne, Grandes Rousses et des Ecrins.

Les régions de socle cristallin, pourtant largement représentées à l'échelle mondiale, sont réputées pour leurs modestes ressources en eaux souterraines. La valorisation des eaux souterraines dans les régions de socle est majoritairement limitée aux formations altérées et fissurées de sub-surface. Cependant, ces ressources sont souvent négligées au profit des eaux de surface en raison de leurs faibles débits d'exploitation et de leurs vulnérabilités aux polluants anthropiques. De récentes études de prospection et de recherche ont révélé la présence de ressources souterraines importantes, au delà des horizons superficiels classiquement exploités. Cependant peu d'informations spécifiques à ces ressources profondes sont disponibles, notamment concernant la structure des systèmes aquifères et leurs particularités hydrogéologiques. Par cette étude nous mettons clairement en évidence la présence de ressources en eau conséquentes dans le socle cristallin profond du Massif Armoricain. Ces ressources sont associées à des systèmes de failles assurant des capacités de drainage des réservoirs de stockage connectés. Les réservoirs de stockage superficiels et bordiers assurent l'alimentation en eau du réseau de fracture principal. Cette capacité de drainage est dépendante de la géométrie du plan de faille perméable. Les failles sub-horizontales sont les structures les plus efficaces dans cette fonction. Le stockage dans les formations bordières au système de faille apparaît déterminant pour assurer un débit d'exploitation conséquent. Cette étude permet d'établir une conceptualisation générale de ces systèmes de faille, tant d'un point de vue hydrodynamique que géochimique, et apporte des pistes de réflexions pour la gestion et la protection de telles ressources en eau. / Crystalline basement regions, although largely represented at continental scale, are characterized by a low groundwater resources availability. Groundwater in crystalline areas appear to be mostly limited to weathered and fractured reservoirs at sub-surface depths. But these resources are often disregarded in favor of surface water because of low yields and their vulnerability to anthropogenic contaminants. Recent specific studies have revealed the presence of significant groundwater resources beyond the superficial reservoirs traditionally exploited. However, only few specific information is available concerning these type of resources, especially concerning their structural aquifer morphology and their hydrogeological properties. This study demonstrates the presence of substantial groundwater resources in the Armorican Massif crystalline basement. These resources are associated to fault systems providing drainage capacity of connected reservoir storage. Water supply of the main permeable fault domain during pumping is ensured by sub-surface and burdened reservoir storage. The drainage capacity is dependent on the geometry of the main permeable fault. Sub-horizontal faults are the most efficient structures to warrant this function. Storage in burdened formations of the fault system appears to ensure high groundwater yield. This study establishes hydrodynamic and geochemical conceptualization of a fault system, and provides thinking points in term of management and protection to ensure groundwater resources availability.

L'étude de la région d'Allevard s'inscrit donc dans le cadre plus général du dechiffrage des ninéralisations carbonatées et sulfureuses du massif de Belledonne et des relations avec la pétrographie des roches encaissantes . Le massif de Belledonne est riche de milliers d'indices minéralisées (sulfures et carbonates ) sur plus de 70 km, de Vizille à Aiguebelle, constituait ainsi une région métallurgique naturelle, aujourd ' hui disparue. Si l'on observe l importance des riches gisements de minerai carbonaté spathique (Sidérite ), si aptes à la fabrication des aciers naturels et l' abondance des ressources en combustible végétal, on ne s'étonne plus que le massif de Belledonne ait été, du temps de la métallurgie à bois, un foyer actif de production de l'industrie sidérurgique.

Les formations cristallines de Haute*Volta sont stériles à l'état sain, et les régions qu'elles occupent n'ont pour réservoirs aquifères que les couches d'altérites, les filons de quartz et la frange fissurée du substratum. - L'étude régionale du bassin versant de la Sissili et celle de nombreux autres secteurs des régions du socle permettent d'aborder les problèmes de mode de gisement, de réalimenta tion, de la prospection et de l'exploitation des eaux souterraines des formations cristallines. - Le bassin versant de la Sissili est occupé par des migmatites recoupées par des amphibolites, des granites et des dolérites. Migmaites et granites ont un chimisme voisin de celui des granites calco-alcalins communs. Les âges isotopiques supérieurs à 3 000 Ma, obtenus au K/Ar sur les minéraux, Indiquent que les migmatites, les amphibolites et les granites orientés appa tiennent au Libérien. Les dolérites sont panafricaines. - Les données des images des satellites, des photos aériennes et de terrain permettent d'identifier les mégastructures ouvertes et drainantes. Celles-ci induisent des perméabilités faibles en dehors de leurs zones broyées. Elles s'accompagnent de poches d'eau plus ou moins étendues, séparées par des seuils. - La réalimentation des nappes superficielles et profondes s'effectue par infiltration à partir de zones préférentielles et circulation à travers les altérites et la roche fissurée. - Les eaux se minéralisent en fonction de leur distance de percolation et de la nature des formations traversées. - Les concentrations en chlorure augmentent avec les difficultés de circulation. Les teneurs en tritium montrent que les précipitations rechargent les nappes même dans les régions nord recevant moins de 500 mm d'eau par an. - La localisation des zones broyées se fait par prospection électrique et électromagnétique. L' influence des fractures sur les courbes de sondages électriques est étudiée. - La productivité hydraulique des ouvrages de captage est liée aux facteurs d'hétérogénéité (fissuration en petit, filon de quartz et composition prétrographique) des roches.

Au moyen de diverses méthodes géophysiques, après une étude géologigue et de télédétection, dix sites comprenant vIngt deux forages très productifs, moyennement productifs ou secs ont fait l'objet d'une étude "post mortem" de détail. - Un certain nombre de facteurs de productivité des ouvrages du socle cristallin du Burkina Faso ont été mis en évidence, ainsi que l'apport de la prospection hydrogéophysique par le Maxmin. - Le dispositif carré permettant d'effectuer des profils d'anisotropie a fourni les meilleurs résultats pour la recherche des forages à haut rendement. Deux propositions ont été retenues: - Une méthode de traitement numérique d'images satellites faisant mieux ressortir les caractéristiques hydrogéologiques. - Une méthode d'implantation type d'un forage à haut rendement dans le socle cristallin du Burkina Faso.

Cette étude hydrologéologique concerne le bassin versant du Gelon (massif de Belledonne) situé sur des terrains cristallins et sédimentaires.

Le secteur de Poli est situé au Nord~Cameroun. Il est occupé par des formations géologiques diverses, allant des migmatites aux schistes, en passant par les gneiss, les granites orientés, les quartzites, les micaschistes; tous ces ensembles datés au moins du Protérozoïque moyen ont été affectés par l'important événement thermotectonique pan-africain du Protérozoïque supérieur. Cette orogenèse a également entraîné la mise en place de roches plutoniques acides et basiques. Postérieurement à cette orogenèse, l'évolution géoiogique de ce secteur est essentiellement volcano-sédimentaire. Abstraction faite des parties supérieures épimétamorphiques, la morphologie actuelle, autant que les grands traits structuraux de ce secteur sont essentiellement hérités des effets de cette importante orogenèse. L'étude régionale de cette morphologie montre que le secteur de Poli présente un relief très contrasté, opposant les vallées d'altitudes voisines de 300 m aux hauts sommets qui culminent à plus de 2000 m. Cet environnement montagneux crée localement des conditions climatiques favorables, caractérisées par une lame d'eau précipitée supérieure à celles observées dans les autres zones cristallines Nord-Camerounaises. Malgré ces apports considérables, la constitution autant que l'alimentation des nappes souterraines sont médiocres et sont étroitement liées d'une part à la nature pétrographique et au degré d'altération des formations et, d'autre part, à leur état de fracturation et de fissuration. L'étude du réseau de fracturation à diverses échelles d'ob. servation - images satellites, photographies aériennes, observatIons de terrain - a permis de réaliser -un classement séquentiel des fractures du secteur. Les comparaisons avec des études antérieures ont permis d'intégrer nos conclusions dans un modèle régional d'ensemble, à savoir celui de la zone mobile. La prospection et la détection des zones broyées liées à ces fractures sont abordées par les méthodes géophysiques et géomorphologiques. La variabilité des débits de forages autant que celle des propriétés hydrodynamiques sont traitées et témoignent du caractère hétérogène et anisotrope des formations. Les eaux sont faiblement minéralisées et présentent un faciès chimique majeur : bicarbonaté-sodique.

Ce travail concerne le Dôme de La Mure : le socle cristallin et sa couverture paléozoïque.: situation dans les Alpes occidentales : Belledonne, socle cristallin couverture carbonifére, série houillère, flore du bassin houiller, le Permine