Les expériences ont été menées pour déterminer les propriétés électriques des verres et liquides silicatés du Vésuve et du Kilauea par spectroscopie d'impédance. Une étude méthodologique des mesures à deux et quatre électrodes a amélioré la qualité des mesures électriques. Les mesures ont été faites entre 400 et 1400°C, 0.1 et 400MPa et pour des fugacités en oxygène de 10-8 à 0.2 bar. La conductivité électrique croît avec la température, les teneurs en eau et sodium et lorsque pression et fO2 diminuent. Des lois d'Arrhénius ont été déterminées dans les verres et liquides pour étudier les propriétés de transport. Des énergies d'activation de 60 à 150kJ/mol et un volume d'activation de 20cm3/mol ont été calculés. Une méthode semiempirique a été déduite pour estimer la conductivité d'une large gamme de melts. Une application géophysique de nos résultats a consisté en un modèle direct de la conductivité du Vésuve. Les fonctions de transfert s'expliquent par la seule présence d'une saumure. Sa forte conductivité rend la détection d'un corps magmatique profond difficile. Cependant, nos simulations ont démontré que les données géophysiques actuelles sont en accord avec un réservoir de magma cristallisé ou du magma plus chaud interconnecté dans l'encaissant carbonaté. Une application géochimique a consisté au suivi en temps réel des cinétiques redox dans des basaltes, en utilisant la dépendance au temps de la conductivité suite à un changement de fO2. L'évolution de la conductivité au cours du temps, liée à la mobilité du sodium, est identique à celle du ratio fer ferrique/fer ferreux du melt. La réduction sous CO-CO2 et l'oxydation à l'air sont limitées par la diffusion, mais pas l'oxydation sous CO2, probablement à cause de réactions à l'interface gaz/melt. Les valeurs calculées élevées de diffusivité et d'énergie d'activation ont été expliquées par des mécanismes redox impliquant une coopération entre flux d'alcalins, de cations divalents et d'oxygène.

L'analyse des séries de la péninsule équatorienne fondée sur les observations stratigraphiques, sédimentologiques et tectoniques ainsi que des données industrielles (profils sismiques, forages) permet de préciser révolution géodynamique de cette région, l'un des plus anciens champ pétrolier du monde. Trois grandes étapes sont distinguées, avant pendant et après la collision de ce terrain océanique avec l'Amérique du Sud. Durant l'étape pré-collisionnelle (Aptien supérieur - Paléocène supérieur 108-Ma) la région est un domaine océanique ; après mise en place d'une croûte océanique (Pinôn) s'installe un système d'arc insulaire intraocéanique qui tend à émerger et dont les produits alimentent la sédimentation. Ce système entre en collision avec l'Amérique du Sud vers la limite Paléocène-Eocène et subit des déformations et des rotations de blocs qui aboutiront à une émersion généralisée à la fin de l'Oligocène. A partir du Miocène inférieur et jusqu'à nos jours (24-0 Ma) la province côtière équatorienne constitue le système d'avant-arc associé à la subduction de la lithosphère océanique de Nazca sous la plaque américaine. Cette subduction oblique est la cause d'une déformation non homogène. Le domaine côtier est tronçonné par des failles majeures jouant en décrochement (système Guayaquil, Carrizal, La Cruz, Jipijapa) déterminant l'apparition de bassins en transtension caractérisés par une subsidence importante durant le Néogène. La lithosphère qui entre en subduction comporte des dorsales asismiques qui du fait de l'obliquité balayent la marge américaine entraînant d'importants mouvements verticaux.

Le présent rapport synthétise l'étude du retrait réalisée sur des sols équatoriaux africains. Nous décrivons les différents types de sols étudiés et situons les lieux de prélèvements. Nous expliquons comment nous avons été amenés à établir un nouvel essai de retrait et décrivons le mode opératoire de l'essai réalisé sur la fraction (0-1 mm). Les résultats obtenus permettent : - de tracer les courbes de retrait des sols, qui rendent compte de l'évolution des variations de longueur d'une éprouvette, en fonction de la perte d'eau, - de comparer les potentiels de retrait des sols, - et de définir une limite de retrait. Nous présentons une synthèse bibliographique sur le retrait de travaux réalisés sur des argiles et sur des sols fins. Nous confirmons et avons tenté, lorsque cela était possible, d'expliquer les influences des facteurs intervenant sur le retrait, à savoir : la granularité, la densité sèche, l'intensité de compactage, la minéralogie et la teneur en argile. Les essais réalisés sur la fraction (0-10 mm) montrent que pour rendre compte du potentiel de retrait d'un graveleux, il est nécessaire de réaliser des essais sur la fraction totale du matériau. Les résultats obtenus sur la matrice (0-1 mm) ne permettent pas de déduire le potentiel de retrait du graveleux correspondant.

Il est possible de dégager les grands traits de l'histoire géologique de notre région, correspondant à la bordure nord est du massif des Ecrins -Pelvoux (Combeynot-Eychauda) et de les présenter schématiquement comme suit: - au Dévono-Dinantien, la destruction d'un relief proche (socle antéhercynien) alimente une importante sédimentation de type Culm. Ces sédiments sont: - des grauwackes - des arkoses - des grès psammitiques et pélitiques - de rares conglomérats. Ces formations sont très intriquées; on passe de l'une à l'autre par variation progressive de faciès. Elles sont souvent très grossières, traduisant un dépôt dans un bassin de subsidence peu profond. Un puissant volcanisme acide alimente cette sédimentation très détritique. Celui-ci se caractérise par des émissions de rhyolites qui se mettent en place dans ces sédiments. Ces émissions sont formées: - de rhyolites massives - de tufs rhyolitiques. Ces derniers peu consolidés, se mêlent à des sédiments arkosiques. Ce volcanisme est de type spilite-kératophyre. Il est caractéristique de la chaîne hercynienne en Europe occidentale. Cependant, la seule fraction acide de ce volcanisme s'observe dans le massif de Combeynot, sa fraction basique correspond à la série verte de Belledonne. Au cours de l'orogenèse hercynienne, ce complexe volcano - sédimentaire est marqué par les événements suivants: 1/ Métamorphisme extrêmement léger Sous-faciès à quartz - albite - biotite - muscovite - chlorite du faciès schiste vert à faible pression et faible température. Les roches acquièrent une foliation, mais leur structure primitive est peu affectée: la rhyolite possède une légère schistosité les tufs rhyolitiques mêlés aux arkoses se transforment en porphyroides arkosiques les arkoses et grès psammitiques prennent un faux aspect de "gneiss" très métamorphiques les grauwackes sont peu modifiées. Au cours du métamorphisme l'ensemble du complexe est plissé. 2/ Intrusion d'un batholite granitique (type Pelvoux) dans ce complexe Ce granite est remarquable par : - son âge viséen supérieur (330 -31 0 MA) - son caractère hypovolcanique - sa faible activité hydrothermale 3/ Surrection du massif marquée par une tectonique cassante, à dalles isoclinales, découpées par un jeu de failles, comme dans les autres massifs cristallins externes. Cela donne un style "horst et graben". L'érosion va rapidement transformer ce premier relief hercynien en pénéplaine sur laquelle se déposera le Trias. L'orogenèse alpine, enfin, marque profondément la région : - les vieilles structures hercyniennes sont rajeunies - le métamorphisme est pratiquement inexistant: sa seule manifestation est une activité hydrothermale déposant de la chlorite dans les diaclases - le massif atteint son altitude maximale - la bordure nord est du massif des Ecrins-Pelvoux subit un écaillage complexe provoqué par une tectonique tangentielle en nappes de charriàge, tandis que le massif de Combeynot, sous le "coup de butoir » des nappes, tend à chevaucher le synclinal d'Arsine. Ainsi par ses différents caractères - dépôt de formations sédimentaires dévono- d'inantiennes - volcanisme effusif acide la région du massif de Combeynot et du vallon de l'Eychauda s'apparentent aux séries volcano-sédimentaires hercyniennes qui constitutent les autres massifs cristallins externes.

La compréhension des mécanismes de compaction des roches et des sédiments est importante dans différents domaine des géosciences en particulier pour caractériser la compaction dans les bassins sédimentaires ou le colmatage dans les failles actives. Les objectifs de cette thèse sont d'une part de séparer et de quantifier le rôle respectif de la compaction mécanique et chimique dans les sédiments carbonatés. D'autre part d'obtenir une meilleure compréhension des procédés aboutissant au fluage des roches sédimentaires carbonatées. La perte de porosité par compaction mécanique a été étudiée en réalisant des essais triaxiaux K0 sur des échantillons provenant de plateformes carbonatées. Onze échantillons cimentés par de la calcite faiblement magnésienne et cinq échantillons dolomitisés provenant du Marion Plateau au large de la côte nord-est Australienne (ODP (ocean drilling program) Leg194) ont été compactés de manière uniaxiale à des contraintes effectives allant jusqu'à 70 MPa. La cimentation à faible profondeur à laquelle ces échantillons ont été soumis a créé une structure cimentée stable ayant un fort degré de sur–consolidation et une faible compressibilité. La plupart des échantillons testés étaient tellement cimentés à 30–400 mètres que la perte de porosité à des profondeurs atteignant 4–5 km doit être principalement liée à des procédés chimiques et non à des procédés mécaniques. Pour étudier ces processus chimiques deux autres types d'expériences ont été réalisées. La dissolution sous contrainte est le principal mécanisme responsable du fluage des roches sédimentaires pendant leur enfouissement. Par conséquent la vitesse de déformation de la calcite par dissolution sous contrainte à l'échelle d'un contact a été étudiée. Les résultats obtenus permettent l'identification de l'importance respective de la dissolution sous contrainte résultant de l'application de la contrainte normale et celle de la dissolution au niveau des surfaces 'libres' résultant de l'accumulation de l'énergie élastique ou plastique. Deux mécanismes différents se produisent lors de la dissolution sous contrainte de cristaux de calcite à l'échelle du grain. Dans un premier cas, la diffusion du solide en solution se produit dans le fluide présent à l'interface rugueuse entre la calcite et le poinçon. Dans un deuxième cas, la diffusion se produit le long de fractures qui se propagent du contact vers la partie du cristal soumise à des contraintes plus faibles. Les vitesses de déformation sont plus élevées dans les expériences pour lesquelles la propagation de fractures se produit. De manière générale la vitesse de déformation n'apparait pas comme étant dépendante de la contrainte, mais plutôt de la propagation ou non de fractures. Finalement, les procédés mécaniques et chimiques actifs pendant la compaction ont été étudiés sur des agrégats de cristaux de calcite ou de sables bioclastique. Les expériences montrent que la compaction des sables carbonatés doit être modélisée en prenant en compte à la fois la compaction mécanique et chimique. Dans toutes les expériences la nature du fluide saturant, l'organisation initiale des grains et la taille des grains sont des paramètres important contrôlant la déformation finale ainsi que la vitesse de déformation à une contrainte donnée. La déformation des échantillons saturés avec des fluides non réactifs, e.g. air ou décane, est moins importante qu'avec des fluides réactifs, puisque dans ce cas la compaction est seulement mécanique. Pendant la phase de chargement, la compaction chimique se produit par dissolution sous contrainte, dont la vitesse est augmentée par la présence de petites fractures au niveau des contacts intergranulaires. Cette interprétation est confirmée par l'observation des échantillons en lame-minces. Les vitesses ultrasoniques se propageant dans les agrégats saturés avec des fluides réactifs ont été mesurées et il a pu être montré que la dissolution et le transport de matière affectant la géométrie des contacts au niveau des grains, ainsi que la fracturation des grains sont probablement les raison de cette diminution de vitesse. En conclusion, la perte de porosité dans les sédiments carbonatés est principalement due à la compaction chimique et très peu à la compaction mécanique. Les procédés chimique de la compaction sont d'une part la dissolution sous contrainte, et d'autre part la dissolution sous contrainte assistée par la propagation sous–critique de fissures. La prédominance de l'un ou l'autre de ces procédés est liée à la nature du fluide présent dans l'espace poreux ainsi qu'à la nature des grains.

L'Altiplano est un haut plateau caractéristique des Andes Centrales entre 10°S et 27°S. C'est un bassin original de par ses dimensions et sa position dans un contexte orogénique. Il constitue un bassin sédimentaire intramontagneux qui a enregistré les étapes de la déformation de l'orogène andin. L'étude a pour objectif de proposer un modèle évolutif du bassin et de ses bordures. Nous avons pris en compte les données de la géophysique et de géologie (tectonique, sédimentation, géomorphologie). Nous nous sommes intéressés aux relations tectonique-érosion-sédimentation qui représentent les trois variables principales pour résoudre l'équation régissant la genèse et le fonctionnement d'un bassin continental déformé. L'étude lithostratigraphjque des séries tertiaires permet de proposer un agencemern en six séquences pour les formations tertiaires de l'Altiplano : Séquence 1 : Eocène-Ologocène inférieur ; 2 : Oligocène supérieur-Miocène inférieur ; 3 : Miocène moyen 4 : Miocène supérieur; 5 : Pliocène inférieur ;6 : pliocène supérieur-Pléistocène. Le découpage séquentiel de la série stratigraphique permet de mettre en place un diagramme chrono-stratigraphique de la sédimentation tertiaire sur l' Altiplano et ses bordures qui met en évidence les variations des espaces de sédimentation. L'étude structurale montre que les déformations compressives sur l'Altiplano sont principalement issues d' une tectonique tangentielle de couverture et/ou de dans les parties centraIes et orientales et d' une tectonique de réactivation de failles de socle dans les parties occidentales. L'analyse détaillée des dispositifs, à partir de sismique réflexion, a mis en évidence la présence d'hétérogénéités tectoniques ou sédimentaires qui ont influencé les formations compressives andines. La répartition et les orientations de ces hétérogénéités permettent de proposer un nouvel agencement tectonique de l' Altiplano, La structuration des Andes Centrales est liée à deux processus majeurs qui sont l' épaississement crustal tectonique et l'épaississement par sous-plaquage de matériel crustaI érodé. Ces processus sont les conséquences des mécanismes de raccourcissement tectonique et d'érosion crustale de la marge Chilienne qui permettent l'accomodation du déplacement aux limites, lié à la cinématique d'ouverture de l'Altlantique. La compétition entre les deux mécanismes permanents aux limites du système andin (ouverture de l'Atlantique à l' Est et érosion crustale à l'Ouest) détermine l'activation du raccourcissement crustaI. Dans ce contexte, les Andes centrales ne sont des chaînes de subduction que par le contrôle qu'exerce la surface de subduction sur les modalités des variations du phénomène d'érosion crustale.

Les Andes vénézuéliennes forment une chaîne intracontinentale orientée N50°E qui commence à se soulever au Miocène moyen sous un régime de contrainte E-W lié à la convergence entre le Bloc de Maracaïbo et le bouclier Guyanais (conséquence de la subduction de la plaque Nazca sous l'Amérique du Sud). La convergence oblique est responsable d'un partitionnement de la déformation accommodée entre des chevauchements externes, le long des deux bassins d'avant pays, et le décrochement dextre de Boconó orientée N50°E et traversant la chaîne sur toute sa longueur. Dans sa partie septentrionale, la faille décrochante sénestre de Valera se connecte à la faille de Boconó au niveau d'un point triple, individualisant ainsi le Bloc de Trujillo qui s'échappe vers le NNE. Bien que la géologie des Andes de Mérida soit relativement bien décrite en surface, sa structure profonde n'est pas connue. Notre travail consiste à mieux contraindre la géométrie des failles en profondeur ainsi que l'évolution structurale de la chaîne à partir d'observations géologiques, de l'interprétation d'images de satellites et de données géophysiques. Afin de connaître l'âge d'activation de la faille de Boconó, nous avons étudié le remplissage du bassin de La González. Nous avons également réalisé des coupes géologiques équilibrées pour expliquer le fonctionnement en profondeur du partitionnement de la déformation. A partir de la trace en surface des failles de Boconó et de Valera, nous avons réalisé un modèle géologique 3D de l'échappement du Bloc de Trujillo permettant de comprendre l'importance de ce processus au sein de l'orogène.

Cette étude intéresse les unités de Vanoise orientale situées dans les Alpes occidentales, à la bordure interne du Briançonnais et au front de la nappe complexe des "Schistes lustrés". A. Du point de vue stratigraphique et paléogéographique, trois ensembles d'unités sont distingués. Ce sont: 1. Des unités issues de l'ancienne marge continentale passive européenne pour lesquelles l'evolution sedimentaire alpine est globalement comparable du Trias jusqu'au Crétacé inférieur; cette évolution est marquée par : - Un stade pré-rift (Trias) qui se caractérise par une sédimentation de plate-forme subsidente dont les dépôts (quartzites et formations calcaréo-dolomitiques) ne sont préservés des érosions ultérieures que dans les unités de Val d'Isère de la Grande Motte, des Fours et du Prariond. - Le stade du rifting téthysien (Lias-Dogger) qui est à l'origine d'importantes érosions jusqu'au Paléozoïque sur des points hauts de la marge (actuelles unités des Lombards, de la Calabourdane et probablement une partie du Grand Paradis) et du dépôt de sédiments liasiques dans plusieurs sillons (actuelles unités de la Grande Motte, des Fours et du Prariond). - Un stade post-rift (Dogger supérieur-Crétacé basal) correspondant à l'effondrement de la marge menant à la généralisation de la sédimentation pélagique au cours du Malm. Après une lacune de sédimentation généralisée au Crétacé inférieur, la marge européenne se différencie en deux domaines distincts au début du Crétacé supérieur : - Le domaine briançonnais (le plus externe) demeure dans une ambiance de sédimentation pélagique jusqu'au début de l'Eocène et enregistre notamment le dépôt de matériaux volcanogènes alcalins vers la limite Crétacé-Tertiaire. Il n'est affecté par les déformations synmétamorphiques qu'au cours de l'Eocène moyen-supérieur. - Le domaine piémontais (le plus interne) est gagné par une sédimentation calcaréodétritique (présentant actuellement un faciès "Schistes lustrés") dès la base du Crétacé supérieur et il est affecté par des déformations compressives alpines synmétamorphiques dès le Sénonien. 2. Des unités issues de l'ancien océan téthysien constituées de lambeaux du substratum océanique et de sa couverture sédimentaire. - Le soubassement océanique, apparu au cours du Callovo-Oxfordien, est généralement formé de serpentinites et plus rarement de gabbros. - La couverture débute localement par des brèches ophiolitiques provenant du démantèlement du substratum, puis elle comprend des carbonates à débris d'ophiolites (attribuables au Jurassique supérieur-Crétacé basal) et d'épais sédiments calcaréo-détritiques, datés de la base du Crétacé supérieur, dans lesquels s'intercalent des matériaux détritiques grossiers (turbidites, debris-flows et olistolites) d'origine mixte (océanique et continentale). L'essentiel des unités océaniques est impliqué dans des déformations synmétamorphiques dès le Sénonien. 3. Des unités dont le substratum stratigraphigue originel n'est pas connu. Elles sont constituées de métasédiments dérivant de dépôts synorogéniques terrigènes à faciès flysch, dépourvus de matériel détritique ophiolitique, datés du Crétacé terminal ("Schistes lustrés" de la Pointe du Grand Vallon). B. Du point de vue tectonique, divers épisodes de déformations sont distingués. Ce sont : 1. Un événement à la base du Crétacé supérieur interprété comme le début de la fermeture de l'océan téthysien; il n'a été décelé que grâce aux conséquences sédimentaires qui lui sont associées (détritisme mixte océanique et continental). 2. Un événement dans le courant du Sénonien (Campanien?) à l'origine de brèches catastrophiques à la limite interne du domaine briançonnais et du charriage d'unités océaniques sur la bordure du continent européen (domaine piémontais) dans les conditions du métamorphisme HP-BT "éoalpin" (daté entre 90 et 65 M.a.). Le détritisme terrigène du Crétacé terminal correspond probablement aux conséquences sédimentaires de cet événement. 3. Une succession d'événements de l'Eocène moyen-supérieur à l'actuel responsables du charriage de la nappe complexe des "Schistes lustrés" (englobant les unités piémontaises, océaniques et de la Pointe du Grand Vallon) sur le Briançonnais, puis de la déformation de l'édifice de nappes en plis de style pennique dans les conditions du métamorphisme HP-BT "alpin s.str. ou lepontin" (daté vers 40-38 M.a.). Enfin, des chevauchements cisaillants tardifs, à vergence externe, recoupent l'ensemble avant d'être repris par de vastes voussures mio-pliocènes (dômes de l'Arpont et du Grand Paradis) et diverses générations de failles récentes.

Ce mémoire aborde les problèmes de recherche d'eau grâce à des forages dans le socle, liés à l'étude de la fracturation du socle.

La région étudiée borde le Rhône, à l'amont immédiat de Lyon (à l'Est de cette ville) et couvre une superficie de 280 km2, dont 50 km2 d'alluvions modernes et 80 km2 d'alluvions fluvio-glaciaires et 100 km2 de collines glaciaires. A la suite d'un bilan des connaissances actuelles sur la pollution des eaux souterraines (bilan qui constitue la première des trois parties de ce mémoire) nous avons orienté nos recherches sur la pollution chronique de nature chimique. Cette pollution est en effet la moins étudiée. Elle est pourtant la plus communément répandue, la plus variée, la plus dispersée, et elle a une incidence notable sur l'ensemble des ions minéraux fondamentaux. La deuxième partie de notre mémoire a pour objet l'étude du milieu propagateur des polluants et la recherche de l'identification de la pollution de son origine à la nappe. La troisième partie est intitulée "Propagation et épuration naturelle de la pollution".