Nesta pesquisa foi utilizado o método eletromagnético no domínio do tempo (TDEM) em apoio à exploração de águas subterrâneas, visando o mapeamento de aquíferos sedimentar e cristalino na bacia sedimentar do Paraná. Os dados foram adquiridos por meio da técnica de caminhamento TDEM usando o loop transmissor (Tx) fixo e a bobina receptora (Rx) 3D móvel, também conhecida como técnica fixed-loop. A análise dos dados do campo magnético secundário proveniente de medidas com a bobina Rx 3D teve como objetivo principal entender como estes campos se dissipam em subsuperfície e relacioná-los com os sedimentos e com as estruturas presentes dentro da camada de basaltos da Formação Serra Geral na bacia do Paraná. A interpretação de estruturas com geometrias variadas na subsuperfície foi feita por meio de inversões individuais dos dados da componente-z (Bz) e os modelos geoelétricos na forma de perfis foram obtidos por meio de um processo de interpolação lateral. As componentes individuais forneceram informações adicionais sobre o comportamento do campo magnético induzido e sua dissipação na subsuperfície. Resultados de medidas da resistividade elétrica por meio da técnica de caminhamento elétrico foram correlacionados com os perfis TDEM com a finalidade de fazer uma interpretação integrada, aliada com informações litológicas de poços disponíveis na região de estudos, e com isso dar mais confiabilidade na interpretação. Os resultados são promissores e contribuíram para o mapeamento do aquífero sedimentar raso (Formação Adamantina) e do aquífero cristalino caracterizado pela presença de zonas de fraturas nos basaltos da Formação Serra Geral que podem estar preenchidas com água. Os resultados terão aplicações diretas em estudos hidrogeológicos na região de Termas de Ibirá, Estado de São Paulo. / In this research, the time domain electromagnetic method (TDEM) was used for groundwater exploration aiming to map the sedimentary and crystalline aquifers in the Paraná Basin. The TDEM acquisition data was made through fixed transmitter loop technique (Tx) and a mobile 3D-coil receiver (Rx). The data analysis of the secondary magnetic field from measurements with 3D Rx coil aimed to understand how these fields dissipate in the subsurface and relate them to the sediments and the structures present within the basalt layer of the Serra Geral Formation in the Parana basin. The interpretation of varied subsurface geometries and structures was made through individual inversions of the z-component data (Bz) and the geoelectric models obtained by a process of lateral interpolation. The individual components provided additional information on the induced magnetic field behavior and its dissipation in the subsurface. Results of resistivity measurements by electric tomography technique were correlated with the TDEM profiles in order to make an integrated interpretation, together with lithological information from available wells in the study area. The results are promising and contributed to the mapping of shallow sedimentary aquifer (Adamantina Training) and the crystalline aquifer characterized by the presence of fractures in the basalt layer in the Serra Geral formation that can be filled with water. This research will have direct applications in hydrogeological studies in the area of Ibirá, state of São Paulo.

La caractérisation d'un aquifère est classiquement réalisée à partir d'études géologiques, piézométriques, géochimiques et de pompages d'essai. Ces techniques d'étude présentent certaines limites, qui peuvent néanmoins être réduites par l'utilisation de méthodes complémentaires comme certaines méthodes géophysiques. L'objectif de cette thèse est de quantifier l'amélioration apportée par les informations géophysiques dans la caractérisation hydrogéologique des aquifères. Deux contextes géologiquessont sélectionnés pour les difficultés qu'ils posent à la caractérisation hydrogéologique, l'importance des questions sociétales qui s'y posent et leur pertinence dans le cadre des interventions humanitaires : les aquifères de socle cristallin et les lentilles d'eau douce des cordons sableux côtiers. Les résultats d'une étude numérique et leur validation sur deux sites expérimentaux en Inde montrent que les informations complémentaires apportées par la technique de panneau électrique et la méthode de sondage par résonance magnétique des protons (RMP) permettent de préciser l'interprétation de pompages d'essai en contexte de socle. L'incertitude sur la transmissivité est réduite en moyenne de 39 % et celle sur le coefficient d'emmagasinement de 34 %. Cette approche hydrogéophysique permet ainsi de mieux décrire le milieu souterrain, et de proposer des modèles conceptuels plus complets. En milieu côtier sableux dans le Sud de l'Inde, l'utilisation combinée d'observations piézométriques, de la loi d'Archie et des méthodes de sondage électromagnétiques en domaine temporel (TDEM) et RMP permet de quantifier un volume d'eau douce disponible de 510 litres en moyenne par mètre carré de surface au sol avant la mousson dans la partie inhabitée (contre 420 L/m2 dans la partie habitée), et 670 L/m2 après la mousson (contre 450 L/m2 dans la partie habitée). Ces volumes auraient été surestimés de près de 40 % si une approche basée uniquement sur le TDEM et la loi d'Archie avait été utilisée. Le suivi temporel des mesures géophysiques permet également d'estimer la recharge nette de l'année hydrologique 2008 à 140 mm sur ce cordon (pour 2030 mm de précipitations). De plus, ce cordon sableux présente un champ géomagnétique hétérogène, qui rend la mesure de signaux de Free induction decay, (FID, classiquement enregistrés en sondage RMP) difficile. Une nouvelle procédure de mesure et d'interprétation basée sur des signaux d'écho de spin a donc été testée et validée expérimentalement. La caractérisation du milieu avec ce nouveau protocole permet de préciser la teneur en eau du milieu, sous-estimée de 26 % par le protocole FID. Ce résultat ouvre de nouvelles perspectives dans la recherche d'une relation quantifiée entre la teneur en eau RMP et les différentes porosités hydrogéologiques.