Les chondres, sphérules infra-millimétriques composées de minéraux silicatés de haute température, sont les constituants majeurs des météorites primitives. Ils présentent d'importantes variabilités texturales et chimiques révélatrices d'une histoire complexe. Cette thèse s'est intéressée à la chronologie de formation des chondres et de leurs précurseurs à deux échelles de temps distinctes aux moyens de deux approches complémentaires : la géochimie isotopique via le chronomètre isotopique à courte période 26Al-26Mg et la pétrologie expérimentale. Le développement au cours de cette thèse d'un protocole analytique innovant de mesure in situ de haute précision par sonde ionique des compositions isotopiques du Mg et Al, a permis de démontrer l'homogénéité de la distribution de l'26Al dans le disque d'accrétion, ce qui présente d'importantes implications sur la chronologie relative et les processus de formation des chondres, mais aussi sur l'origine de l'26Al dans le Système Solaire. L'application de ce protocole analytique aux olivines reliques des chondres permet de préciser leur origine, ainsi que leur chronologie et leur processus de formation. Les expérimentations permettent de montrer qu'il est aisé de former des analogues de chondres de type II PO à partir de chondres de type I PO. Un tel processus de formation des chondres implique l'application de régimes thermiques isothermes suivis d'une trempe rapide, incompatibles avec les mécanismes classiques d'ondes de choc. D'autre part, nous montrons que les compositions chimiques en éléments majeurs et traces des différents types de chondres porphyriques peuvent être reproduites par le mélange de trois phases réfractaires solides héritées des précurseurs des chondres (olivine réfractaire, liquide réfractaire et métal) et d'une phase gazeuse riche en éléments volatils et modérément volatils. Ces résultats nous ont conduit à proposer un modèle de filiation entre les chondres.

Une synthèse des données sur le socle dans le SE de la France (forages, profils sismiques) conduit à l'élaboration d'une carte isobathe du toit de ce marqueur. Concernant les zones de bassin, on observe que les régions à socle peu profond montrent des vitesses d'onde P plus élevées que dans les régions à socle profond. Ceci est interprété comme une réponse différenciée selon la lithologie (boudinage en grand) dans un mécanisme d'extension précoce. Une synthèse des données sur la croûte permet de mettre en évidence un important épaississement crustal à l'aplomb des massifs cristallins externes. La signification du corps d'Ivrea est discutée en termes de superposition de plusieurs unités de manteau supérieur anormal. L'amincissement de la seule croûte supérieure sous la bordure SE du Massif Central est interprétée comme du à la formation tardive (post-extension) de la croûte inférieure. Dans une troisième partie il est proposé que le mécanisme de base d'édification de la chaîne soit un épaississement crustal discontinu provoqué par un chevauchement (écaillage) à l'échelle de la croûte, le chevauchement des massifs cristallins externes. Ce mécanisme discontinu est également invoqué pour interpréter les déformations de couverture comme résultant d'un poinçonnement de celle-ci par l'avancée du socle chevauchant.

La thèse s'appuie sur une cartographie et un échantillonnage structural et pétrographique systématique dans une zone de l'Himalaya Central du Népal, entre les transversales de la Kali Gandaki à l'Ouest (E83°30') de la Trisuli Gandaki à l'Est (E85°20'), sur une surface d'environ 9000 km2. Cette zone correspond essentiellement aux formations métamorphiques du Moyen Himalaya et du Cristallin du Haut Himalaya, séparées par un chevauchement majeur et omniprésent en Himalaya, le Grand Chevauchement Central (ou MCT). La thèse est découpée en quatre parties, traitant respectivement de la lithologie des grands ensembles structuraux, du métamorphisme puis de la déformation dans la zone du MCT, et enfin d'une synthèse sur la nature et le fonctionnement du MCT. La première partie commence par une description des formations qui composent le Cristallin du Haut Himalaya, que l'on peut ici subdiviser en trois formations, métapélites alumineuses à la base, gneiss à minéraux calciques au dessus, orthogneiss (anciens granites à env. 500 Ma) au sommet. On montre qu'il y a d'importantes variations d'épaisseur latérale (épaisseur totale augmentant de 5 à 12 km d'Ouest en Est). Les formations du Moyen Himalaya (Formations du Moyen Pays Népalais), en dessous du MCT, sont séparées en deux ensembles : ensemble inférieur, série de grès épaisse de 2000 à 4000m, se terminant par des niveaux quartzitiques, et dessinant un grand anticlinal; ensemble supérieur, comprenant de manière caractéristique des niveaux carbonatés et carbonés (schistes noirs), préservé sur les flancs Nord et Sud de l'anticlinal. Au Sud, le métamorphisme et la déformation sont peu intenses, et l'auteur propose que ces formations soient la suite stratigraphique normale (la couverture) de l'ensemble gréso-quartzitique inférieur. Des restes de fossiles sont mentionnés dans les schistes noirs, mais non datés. Au Nord, juste sous le MCT, ces formations sont métamorphiques et très déformées (elles sont reprises dans la déformation associée au MCT), mais se parallélisent néanmoins bien avec les formations méridionales. La seconde partie est consacrée à l'étude du métamorphisme dans la zone du chevauchement central, métamorphisme caractérisé par une disposition "inverse" (i.e. métamorphisme décroissant lorsque l'on descend dans la pile structurale) qui a intrigué de longue date les géologues himalayens. Un inventaire systématique des minéraux et paragénèses minérales est effectué, une attention toute particulière étant donnée au calage des minéraux de métamorphisme par rapport à la déformation. Ceci permet de définir cartographiquement différentes zones métamorphiques et les isogrades qui les séparent. L'amplitude du relief permet de déterminer la géométrie 3D de ces isogrades, qui sont en première approximation parallèles au MCT. Les conditions P-Tp associées sont définies par l'étude des paragénèses des roches alumineuses dans le système KFMASH. Les équilibres chloritoïde-grenat-disthène sont particulièrement discutés. Un trajet P-Tp à travers la zone du MCT est établi, trajet qui ne montre pas de discontinuité au passage du MCT, et un fort gradient thermique en dessous du MCT. Les données métamorphiques (thermiques, structurales, à échelle du minéral et à échelle de la carte) permettent ainsi d'établir le lien entre métamorphisme inverse et fonctionnement du MCT. Les données thermobarométriques tardi-métamorphiques sont précisées par une étude systématique des inclusions fluides (à H2O +/- CO2 et sels) contenues dans les lentilles de quartz d'exsudation syn-schisteuses. L'auteur montre que la structure barométrique dans la zone du MCT ne peut s'expliquer sans impliquer une forte érosion syn-fonctionnement du MCT. La troisième partie détaille la déformation de part et d'autre du MCT, de l'échelle de l'affleurement jusqu'à l'échelle du réseau : l'importance des structures mésoscopiques à symétrie monoclinique est soulignée, en particulier les amandes métriques à millimétriques associant plan de cisaillement et plan d'aplatissement. Une étude systématique de l'orientation préférentielle des axes C du quartz dans les niveaux de quartzites a été réalisée (en collaboration avec J.L. Bouchez) : comme à échelle de l'affleurement ou de la lame-mince, la fabrique de réseau a une symétrie monoclinique prédominante, de plus en plus forte quand on se rapproche du MCT. Cette partie décrit donc un certain nombre de structures de cisaillement, pour certaines inédites à l'époque, et les utilise pour montrer que le MCT n'est pas un simple chevauchement, mais une zone de cisaillement hétérogène d'épaisseur plurikilométrique. La quatrième partie récapitule les principaux éléments nouveaux apportés à l'histoire thermique et structurale du MCT. Toutes les nouvelles données du travail confirment la relation causale entre MCT et métamorphisme inverse, et ont des implications sur le caractère thermique chaud de la croûte indienne lors du chevauchement, et sur l'importance du rôle de l'érosion. Le modèle du "fer à repasser" (P. Le Fort) proposé à l'époque pour expliquer ce métamorphisme inverse est discuté et ses limites soulignées.

Ce travail permet grâce aux résultats de la pétrologie, géochimie et l'étude structurale de ce massif de déterminer les ensembles suivants qui sont d'est en ouest : - le complexe blastomylonitique : ancienne série sédimentaire : arkose, grès schistes à laquelle sont associées des roches basiques - le complexe leptyno-amphibolique : aux leptynites et amphibolites, il convient d'ajouter des gneiss à biotite et gneiss amphibolites - la série verte - la série satinée externe Un schéma synthétique de l'évolution du socle de Belledonne est proposé.

Etude hydrogéologique du bassin versant de la plaine de Kerman . Le climat est aride et semi aride. Le probleme des ressources en eau et de leur inventaire est primordial.

L'évaluation de la stabilité d'une falaise reste un problème complexe, principalement en raison de la multiplic ité des mécanismes de déclenchement possibles et du manque de connaissances sur la structure interne du massif. Elle relève le plus souvent d 'un avis d'expert, basé sur des observations de terrain - morphologie du versant, mesure en surface des discontinuités, estimation du rôle de l'eau .. . Ces méthodes ont pour principal inconvénient de rester qualitatives, sans toujours préciser de critères objectifs clairs. La méthodologie proposée tente d'apporter des éléments quantitatifs et plus objectifs, tant dans le domaine spatial que dans le domaine temporel. Dans un premier temps, une analyse factorielle, réalisée sur un système d' information géographique, permet de tester la sensibilité de différents facteurs au déclenchement d'éboulements. Le croisement de ces facteurs aide ainsi à pointer, sur une zone d 'étude étendue, les sites les plus défavorables qui feront l'objet d'étude de terrain. Ensuite les instabilités potentielles repérées sur le terrain sont caractérisées au moyen d' une fiche qui recense les facteurs à prendre en compte . A chaque facteur (géométrique, mécanique,hydraulique ... ) est attribué un poids relatif, fonction du mécanisme d' instabilité en jeu, et un indice chiffré basé sur les observations de terrain. Une caractérisation ainsi quantifiée doit faciliter la hiérarchisation des instabilités potentielles selon leur niveau de risque. Pour renforcer cette caractérisation, dont la principale difficul té est l'extrapolation vers l' intérieur du massif des observations faites en surface, différentes méthodes de prospection géophysique sont testées sur des rebords de fala ise. La tomographie sismique met en évidence une zone de vitesse lente à l'arrière du front de fal aise, correspondant à une zone de fracturation plus ouverte. L'interférométrie radar quant à elle apporte une image de la continuité des fractures en profondeur et de leur espacement. Ces méthodes permettent d'estimer, en l'absence de géométrie claire, un volume maximum potentiellement instable. Enfin l'évaluation temporelle de l'occurrence des éboulements est abordée par une analyse statistique de la population d'événements connus sur une zone d'étude homogène. La distribution du nombre d'éboulements en fonction de leur volume s'aligne sur une loi puissance N(V)= aV-b pour des populations provenant de sites très différents - falaises calcaires de la région grenobloise, dômes granitiques de la va llée du Yosemite. Sans préjuger de ses implications sur la dynamique des phénomènes d'éboulement - analogue de la loi de Gutenberg-Richter pour les séismes- cette loi permet en première approche de calculer des périodes de retour d' éboulements de volume donné sur la région étudiée - analogue des crues décennales, centennales.

La vitesse d'exhumation (entre 10 et 100°ClMa) de certaines roches métamorphiques permet d'enregistrer une succession d'inversions du champ magnétique terrestre en nombre suffisant pour qu'une tentative de corrélation avec l'échelle magnétostratigraphique ait des chances d'aboutir. Un tel enregistrement est nommé enregistrement thermopaléomagnétique. Les principes du thermopaléomagnétisme reposent sur la loi d'additivité des aimantations thermorémanantes partielles (ATRp) qui n'est valable que si le porteur magnétique de l'aimantation est monodomaine. Les expériences réalisées en laboratoire (ATRp artificielles) sur le matériel étudié montrent clairement la qualité monodomaine du porteur de l'aimantation. La région étudiée est la zone dauphinoise à l'Est des massifs cristallins externes et notamment la région de Bourg d'Oisans. Cette région est caractérisée par la présence de pyrrhotite ayant acquis son aimantation après la déformation principale et durant le refroidissement post-métamorphique. La linéarité des diagrammes de Zijderveld permet de raisonner uniquement en terme d'intensité de l'aimantation et légitimise la construction des courbes de désaimantation thermique, J = f (1). Ces courbes montrent des fluctuations de l'intensité qui se corrèlent parfaitement d'un site à l'autre et sont interprétées comme l'enregistrement de chrones successifs lors du refroidissement post-métamorphique. Pour les thermochrones les plus longs, les comparaisons ARN/ATR permettent de calculer des valeurs de paléointensité du champ magnétique terrestre (CMT). Celles-ci sont particulièrement faibles (environs 10 mT) et correspondent à une période de fréquents renversements du CMT au" Miocène inférieur. L'interprétation des courbes de désaimantation thermiques des échantillons étudiés a permis d'établir une séquence de 21 inversions du champ magnétique terrestre, de la corréler avec l'échelle magnétostratigraphique afin d'obtenir une succession de couples T°/âges. Cette corrélation permet d'obtenir quasiment en continu, et en tout cas avec des précisions sur les âges et sur les températures bien meilleures que les méthodes géochronologiques classiques, l'histoire du refroidissement d'une portion de la zone dauphinoise. La courbe de refroidissement ainsi obtenue s'étend de 24,12 Ma/300°C à 20,13 Ma/180'C et permet d'établir la succession des événements ayant affecté la région de Bourg d'Oisans. . Il est aussi possible d'obtenir une succession, dans le temps, d'images représentant la répartition spatiale des paléotempératures et des taux de refroidissement à des instants connus. Pour la première fois, il est possible de mettre en évidence des hétérogénéités thermiques qui sont mises en relations avec des circulations de fluides. Celles-ci semblent perdurer pendant tout le refroidissement. L'outil thermopaléomagnétisme mis au point dans cette étude permet aussi moyennant un échantillonnage convenable, de calculer des paléogradients thermiques. L' interprétation des résultats de ce travail et des données existantes, bien que cherchant à rester simple, montre que l'histoire tectonique et thermique de cette région est extrêmement complexe. L'épisode d'épaississement contemporain de la déformation principale plicative synschisteuse se situe vers 26,5 Ma. Selon l'hypothèse envisagée pour expliquer l'excès de chaleur, la région de Bourg d'Oisans est enfouie à une profondeur de 8.6 km (hypothèse des fluides) ou à 12,5 km (hypothèse tectonique). Dans les deux cas cela nécessite la présence des zones internes bien plus à l'Ouest qu'elles ne le sont actuellemment. Une dénudation d'origine tectonique est proposée juste avant 24,12 Ma, pour expliquer nos observations. A la suite de cette dénudation, il se produit un refroidissement rapide, lié à la fois à la résorption de l'anomalie thermique précédemment créée et à l'érosion accrue du fait de la mise en place par sous-charriage d'une écaille crustale. Cette influence tectonique est suggérée par la similitude entre les fluctuations du refroidissement et celles de la subsidence du bassin molassique. Par la suite, le refroidissement devient plus faible. Pendant ce temps le secteur de Bourg d'Oisans ne subit aucune déformation significative. L'analyse des données directionnelles montre des écarts notables par rapport à la direction du paléochamp pour l'Europe stable. Ces écarts sont interprétés pour partie comme résultant d'un petit chevauchement " out of sequence" du socle des Grandes - Rousses postérieur au franchissement de l'isotherme 150°C, daté plus récent que 9 - 13 Ma. Les modalités de l'ensemble des déformations affectant la zone dauphinoise interne après 9 - 13 Ma restent toutefois encore mal comprises.

La connaissance du milieu fracturé tridimensionnel est basée sur l'observation directe ou indirecte d'extraits, en une ou deux dimensions. Les difficultés de visualisation en 3 dimensions et l'existence constante de nombreuses lacunes géométriques sont un handicap majeur pour la compréhension des lois de comportement complexes du milieu rocheux fracturé. Des modèles numériques dits "équivalents" répondent isolément à une problématique particulière du réseau de fractures (mécanique, hydraulique, thermique). Pourtant, un grand nombre de propriétés physiques du massif rocheux sont conditionnées par la géométrie et la topologie du système de fractures, qui reste une question d'ordre fondamental. C'est un aspect essentiel que nous traitons dans notre modèle OBSIFRAC (modèle objet pour la simulation de la fracturation). L'observation de sections naturelles justifie que l'on représente, dans un milieu soumis à la seule déformation cassante, les discontinuités par des surfaces planes, interconnectées, sans terminaisons libres, limitant des polyèdres convexes. Dés lors, le réseau de fractures peut être vu comme un assemblage de blocs. Cette hypothèse nous a permis de construire une base de données tridimensionnelles du réseau, décrivant de façon exhaustive les constituants géométriques de l'assemblage en question (fractures, blocs, faces, arêtes et noeuds). A partir d'un "germe" ponctuel, le processus de fragmentation affecte un ou plusieurs bloc(s) formé(ś) éventuellement de plusieurs polyèdres élémentaires. L'orientation et la position des plans de fractures peuvent ^etre définies de façon stochastique, statistique ou déterministe. Nous avons développé 4 moteurs de fragmentation, notés A, B, C, et D, qui diffèrent par le protocole de choix du germe d'une part, et par le choix du ou des blocs à diviser d'autre part. Nous présentons pour chaque scénario, une caractérisation descriptive, puis statistique.

Dans le cadre des aménagements hydrauliques de la CNABRL ( Compagnie du Bas-Rhône-Languedoc) à des fins d'aménagement du territoire, des études géologiques et géotechniques ont été menées. Elles concernent : le Gardon du Mialet, l'Hérault, le Salagou, l'Orb, le Rieuberlou, l'étang de Sigean et les barrages envisagés le long de ces cours d'eau.

Les outils de forage de type PDC peuvent subir d'intenses variations de leur vitesse de rotation, qui perturbent le déroulement des opérations de forage. Ce phénomène auto-entretenu, appelé stick-slip, se produit dans une variété de contextes de forage actuels et on admet généralement que l'instabilité est due à la décroissance du couple à l'outil suivant la vitesse de rotation. De nombreux dispositifs ont été introduits pour limiter son apparition, mais ni la cause physique de cette décroissance, ni le rôle joué par l'outil n'ont été clairement identifiés jusqu'à présent. Cette thèse vise à étudier, expérimentalement et théoriquement, la réponse mécanique des outils PDC lorsqu'ils sont soumis à des variations de leur vitesse de rotation. Une campagne d'essais de forabilité des roches a montré que les efforts qui s'exercent autant sur les outils PDC, que sur les taillants qui les composent, dépendent significativement de la vitesse de rotation. On a attribué ce phénomène au cisaillement dynamique d'une couche de roche broyée, compactée à l'interface entre le taillant et la saignée. Un modèle semi-empirique d'interaction dynamique outil-roche a été ajusté sur ces expériences pour prédire la réponse dynamique d'outils réels, puis validé à partir des essais sur outils de forage à l'échelle 1. Il a été couplé à un algorithme décrivant la dynamique en torsion des garnitures de forage pour calculer le risque de stick-slip associé. Le modèle développé explique non seulement, pourquoi le couple à l'outil diminue avec la vitesse de rotation mais aussi montre qu'il est possible de réduire le risque de stick-slip en sélectionnant la conception d'outil PDC appropriée.