L'objectif principal de ce travail est de mettre à la disposition des géotechniciens une gamme de valeurs de caractéristiques mécaniques, en l'occurrence angle de frottement interne et cohésion, propre à des séries sédimentaires du Sud-Est de la France dont l'instabilité pose souvent des problèmes. Pour la prévision du comportement du terrain de talus ou de remblais, la pratique courante est d'introduire, dans les calculs, des paramètres tirés d'essais (au laboratoire ou en place), ce qui suppose une homogénéité satisfaisante des terrains concernés, Au contraire, pour les glissements de versants naturels, on n'est nullement assuré d'avoir affaire à des masses homogènes. et il faut bien admettre que les paramètres mécaniques intervenant tout au long de la surface cinématique sont variables. Dans ces conditions, plutôt que de recourir à des essais ponctuels, il semble plus logique d'en chercher une évaluation en faisant appel à l'analyse inverse, méthode globale qui lisse les irrégularités locales. Cette méthode a donc été appliquée, dans l'hypothèse de l'équilibre limite, à des glissements de dimensions diverses, survenus dans des conditions hydrogéologiques comparables. Parmi les quatre formations analysées - Houiller, Lias, Terres Noires, Argiles litées - ces dernières, vu leur homogénéité, ont même pu faire l'objet d'un traitement spécifique (mesures ponctuelles classiques et mise on oeuvre de la Méthode des Eléments Finis). Les valeurs paramétriques proposées semblent susceptibles de servir de référence au moins pour des calculs menés en phase d'études préliminaires.

Ce travail analyse l'ensemble des paramètres nécessaires à la compréhension du mécanisme de la formation des cirques et des mouvements de versants actuels qui s'y rattachent, ceci en vue d 'y définir les conditions géotechniques indispensables au zonage du risque, comme à tout projet d ' aménagement. * La première partie présente les traits généraux de l'île, l'occupation du sol des cirques et souligne les particularités hydro-météorologiques. * La deuxième partie concerne tous les événements géologiques qui se sont produits avant l'arrêt de l'activité volcanique du Piton des Neiges , vers 25 000 ans BP , On y expose le contexte géotectonique , puis les données lithostratigraphiques et structurales, ainsi que l'altération hydrothermale subie par les matériaux originels, en faisant ressortir les faits géologiques qui ont une incidence marquée sur les caractéristiques géotechniques globales du massif. * La troisième partie analyse les modalités de l'action des principaux agents morphogénétiques présidant à l ' évolution des reliefs, lors des périodes de calme éruptif, et aboutit à une interprétation des mécanismes de la naissance et du développement des cirques . * la quatrième partie exploite le schéma de distribution spatiale et temporelle issu des analyses précédentes pour une analyse de la dynamique et de l'érosion des versants, une classification géotechnique des terrains et une méthodologie de zonage du risque

Les parties les plus anciennes des continents, les cratons, sont au centre des recherches mondiales non seulement parce qu'ils représentent des contraintes primaires pour notre compréhension de l'évolution primitive de la Terre, mais aussi en raison de leur potentiel minier important. Ce travail contribue à la compréhension de l'évolution géologique et géomorphologique du craton ouest africain, par une analyse intégrée de géophysique aéroportée, des données de télédétection, et des observations acquises autour des ceintures de Houndé, Boromo et Banfora et des domaines des granitoïdes associés dans l'ouest du Burkina Faso. Les résultats de cette intégration suggèrent que les domaines de granitoïdes sont formés par de nombreux plutons, d'une taille petite et moyenne. Ainsi, les données magnétiques ont fourni une meilleure définition des formes réelles de ces plutons. Trois événements de déformation (D1-D3) peuvent être distingués dans l'ouest du Burkina Faso. L'unité de basalte tholéiitique à mégacristaux de plagioclase nous a permis d'établir des corrélations stratigraphiques entre les deux ceintures. Les structures D1 pénétratives, résultant d'une compression orientée EO à ONO-ESE sont généralement recoupées par les zones de cisaillement D2. Ces zones de cisaillement D2 représentent des zones de prospective pour l'exploration aurifère. La géométrie régionale du système est gouvernée par un raccourcissement coaxial des unités volcaniques rigides et par un rajout progressif des magmas granitiques. La dernière compression (D3), est tardi-éburnéene ou peut-être même panafricaine. La composition minéralogique des roches et de leurs surfaces d'altération peut être étudiée à l'aide de spectroscopie visible et infrarouge. Une nouvelle bibliothèque spectrale a été acquise, composée des mesures in-situ et en laboratoire (0,35-2,5 µm) des roches et des matériaux régolithiques. Les spectres de réflectance des roches montrent l'influence d'altérations typiques des zones semi-arides. Les absorptions caractéristiques de Fe-OH et Mg-OH sont observables dans les roches mafiques et volcaniques intermédiaires ainsi que dans les granodiorites et tonalites. Les absorptions Al-OH sont typiques pour les roches volcano-sédimentaires et sédimentaires, et les matériaux de régolithe. Les absorptions de fer ferrique et ferreux ont été observées dans la plupart des matériaux échantillonnés. Les spectres des sols reflètent partiellement la composition minérale de la surface des roches altérées. Les données de spectrométrie gamma aérienne, ASTER, Landsat et de radar polarimétrique, ainsi que les paramètres morphométriques dérivés du modèle numérique de terrain SRTM, ont été utilisés pour caractériser les unités de régolithe dans la zone de Gaoua. Une méthode de classification par réseaux de neurones a été appliquée à l'ensemble des données, et ensuite comparée à un classificateur par maximum de vraisemblance. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une combinaison de spectrométrie gamma et des dérivés du modèle numérique de terrain. L'approche démontre le potentiel des réseaux de neurones pour l'analyse combinée de géophysique aéroportée et de données de télédétection dans la cartographie de régolithe.

Ce travail de thèse s'est attaché aux interactions existant dans un système ternaire europium(III)/acide humique (AH)/α Al2O3 dans diverses conditions physico-chimiques (pH, force ionique, concentration en matière organique). Ces interactions ont été étudiées l'échelle macroscopique - par quantification de l'adsorption de Eu(III) et/ou de l'AH sur la surface - et par spectrofluorimétrie laser à résolution temporelle. Ces analyses ont permis de mettre en évidence que l'europium(III) était lié à l'AH dans le système ternaire, et ce dans toutes les conditions étudiées. La complexation de l'ion sur α-Al2O3 n'apparaît qu'à pH et force ionique éleveé. Une méthode d'étude de réactivité des acides humiques dans des concentrations représentatives du milieu naturel a également été validée : les titrages spectro-photométriques. Ils ont ainsi pu être utilisés pour déterminer les variations de réactivité de l'acide humique après adsorption sur la surface d'alumine en fonction de la concentration initiale en AH. Ces résultats ont été utilisés pour modéliser la spéciation de Eu(III) dans le système ternaire en utilisant les modèles CD-MUSIC (pour la complexation minérale) et NICA-Donnan (pour la complexation organique).

Très tôt, le Val d'Aoste a interessé les industries minières, par le nombre des indices minéralisés qui présentent, dans leurs variétés, un cadre métallogénique d'un grand intérêt . Les méthodes récentes d'investigation permettent de compléter, et de mettre à jour les inventaires des ressources du sous-sol, dressés dès le XIXe siècle, en fonction des connaissances actuelles sur ces sujets. Parmi ces méthodes, la prospection en lits vifs, géochimique multi-élémentaire (stream-sediment), associée à une prospection alluvionnaire plus classique (batée), donne une bonne image de la répartition des secteurs minéralisés, ou ceux plus favorables à des recherches plus rapprochées. Le relief escarpé de la région valdôtaine, et les grandes variations lithologiques des différentes structures géologiques et tectoniques, posent de nombreux problèmes d'hétérogénéités des échantillons, pour la détermination de secteurs anomaux. Cependant, grâce aux traitements statistiques multi-variés, de la cartographie automatique de leurs résultats, et par comparaison avec les connaissances géologiques de la région, nous avons pu définir des seuils d'anomalies, permettant d'isoler des secteurs mêtallogêniquement plus favorables aux recherches minières. A partir de ces résultats, complétés par quelques reconnais sances ponctuelles sur le terrain, des recherches plus spécifi ques à chaque secteur anomal peuvent être proposées pour une exploitation éventuelle.

Les escarpements des massifs calcaires alpins sont particulièrement sensibles aux instabilités à cause de leur structure stratifiée alternant des couches de compétences différentes et des nombreux facteurs favorisant leur érosion, tels que la présence d'eau ou de glace dans les fissures de la roche. L'instabilité des escarpements calcaires se manifeste par des éboulements ou des mouvements progressifs de masses rocheuses. Ces derniers mouvements ont été quantifiés sur deux escarpements à lithologie comparable situés en Haute-Savoie, grâce à deux types de méthodes. Le G. P. S. (Global Positionning System) il permis de mesurer des mouvements significatifs sur le versant d'Allèves entre 1996 et 1998, grâce à un réseau de 18 repères. Des prismes implantés sur l'escarpement Valanginien des Tours Saint-Jacques ont permis d'effectuer des visées distancemétriques à partir de certains points du réseau G.P. S., et de quantifier les mouvements de l'escarpement grâce à la combinaison du G. P. S. et de la distancemétrie. Un traitement fin des données G. P. S. a été réalisé avec le logiciel BERNESE, afin de corriger les biais liés essentiellement aux effets de masque et troposphériques. Les coordonnées horizontales des repères ont ainsi été obtenues à 5 millimètres près. Sur l'escarpement de Passy, des inclinomètres en silice fournissent des mesures de basculement de l'abrupt au pas horaire, L'analyse de six années d'enregistrement (1991 -1996) a nécessité l'emploi de techniques de traitement du signal, afin d'isoler l'influence de la température, et les périodicités présentes dans les données. Le versant d'Allèves présente un raccourcissement horizontal révélé par G. P. S. de 1 cm/an orienté au SSE, par rapport au village d'Allèves, situé au pied du versant. Ce déplacement suggère un glissement sur une surface structurale présentant une inflexion le long d'un axe plongeant vers l'W. Une accélération significative des mouvements a été observée sur le versant durant la période 1997-98 par rapport à 1996-97. Elle pourrait traduire l'influence du séisme d'Epagny (1996) avec retard. Alors que les escarpements sommitaux montrent des déplacements horizontaux suggérant la déstabilisation du rebord des abrupts, les Tours Saint-Jacques révèlent des mouvements traduisant leur dislocation actuelle. La tour amont semble divisée en deux compartiments au moins séparés par des fractures verticales d'azimut N140°. Un décrochement dextre peut rendre compte des déplacements relatifs des prismes. Les mouvements des prismes implantés sur la tour du milieu, de part et d'autre d'une fracture verticale d'azimut N120° parcourant toute la face NW, traduisent également le comportement actuel de deux compartiments évoluant indépendemment. Enfin, les déplacements des prismes de la tour aval peuvent traduire l'ouverture actuelle de fractures verticales d'azimut N135°, parallèles aux faces NE et SW de la tour. Sur le site de Passy, aucune corrélation n'a été observée entre les précipitations et les signaux inclinométrigues, mais de fortes corrélations lient la température et les données inclinométriques dans le domaine des basses fréquences. Malgré ces corrélations, la dérive du signal montre que l'escarpement subit un basculement vers l'amont. Un axe de rotation horizontal orienté N60° peut rendre compte de ces basculements. Ceux-ci suggèrent un glissement de type rotationne!.

Le projet de tunnel de base Maurienne-Arnbin, qui traversera les Alpes sur plus de 50 km de longueur et sous un 'recouvrement de terrain atteignant au maximum 2500 m, pose le problème de la prévision des états de contraintes naturelles dans les massifs rocheux ; le comportement du rocher pendant l'excavation aussi bien que la stabilité de l'ouvrage en dépendent. Pour étudier cette question complexe, nous avons eu recours à plusieurs approches complémentaires. Il s'agit tout d'abord d'une étude en laboratoire du comportement mécanique du gneiss d'Ambin, visant en particulier à quantifier précisément son anisotropie élastique ; c'est dans cette roche que le recouvrement sera maximal, et donc la prévision de contraintes particulièrement importante. Nous avons ensuite interprété une série de mesures de contraintes in-situ réalisées dans quinze forages de reconnaissance à la cote du futur tunnel, essentiellement par la méthode des tests hydrauliques sur fractures préexistantes (méthode HTPF). Nous avons enfin évalué, avec l'aide de la modélisation numérique, le poids relatif des différents paramètres influant sur l'état de contraintes naturel : la topographie, l'anisotropie élastique des roches et la tectonique. Il ressort de cette étude que dans le secteur concerné par le tunnel Maurienne-Arnbin, la tectonique combinée à la topographie semble être le facteur prédominant, qui explique une bonne partie des observations de terrain. L'anisotropie des roches comme le gneiss d'Arnbin, dont le rapport des modules élastiques est proche de 1.5 , n'est qu'un paramètre de second ordre, mais il influe tout de même sur les valeurs et les orientations des contraintes principales.

L'intérêt présenté par les terrains précambriens du Massif Armoricain été reconnu, cependant l'accent a le plus souvent été mis sur l'aspect magmatique ou structural de ces formations, en particulier dans le domaine domnonéen. l'étude des sédiments antérieurs au Paléozoique régional armoricain et désignés sous le nom de Briovérien, a par contre été longtemps négligée, en raison sans doute d eleur apparente monotonie. La reconstitution des environnements sédimentaires au P rotérozoique est possible à condition d'intégrer les données pétrographiques et géochimiques qui constituent de bons marqueurs des évènements tectoniques contemporains du dépôt. Les études pétrographiques et géochimiques (éléments majeurs, traces et terres rares) permettent de différencier deux ensembles : l'un . en Bretagne Occidentale situé dans un contexte passif, et l'autre en Bretagne septentrionale nettement lié à un site tectonique actif (arc insulaire continentol ou marge active). De plus au sein de ces formationsseptentrionales, certaines hétérogénéités sont apparues, reflètant la diversité des zones d'alimentation. L'interprétation des conditions de dépôt des sédiments briovériens de Bretagne Occidentale permet de restreindre leur environnement à un domaine depente et/ou de plaine abyssale. L'étude de la succession des faciès en Bretagne Nord montre un certain nombre d'associations qui peuvent être rattachées à celles des environnements turbiditiques avec cependant certaines particularités (absence de dépôts de cone interne, abondance des termes gréseux, organisation très faiblement radiale). Les données acquises, jointes aux données magmatiques, structurales et radiochronologiques permettent de penser que la genèse des bassins est dirèctement liée à des phénomènes de subduction ayant entrai né des processus d 'ouverture/fermeture entre 650 M.A et 530 M.A.

La modélisation de la nature (minéralogie, composition) et de la dynamique du manteau terrestre nécessite la connaissance des propriétés de ses minéraux constitutifs à haute pression (HP, 1-135 GPa) et haute température (HT, 1000-3000K). En particulier, les grandeurs thermodynamiques (enthalpies de formation, entropies, volume, ... ) contrôlent la stabilité des minéraux dans l'espace pression-température. Dans une première approche dite "macroscopique", les capacités calorifiques de la forstérite et de ses analogues, du pyrope et du spinelle sont mesurées par calorimétrie à HT. Les données de dilatation thermique et de compressibilité sont tirées de mesures de volume à HP et HT. On dispose alors d'un ensemble de données qui permet de mettre en évidence, pour la plupart de ces minéraux, un comportement anharmonique à HT. Dans une seconde approche "microscopique", les propriétés thermodynamiques d'un minéral sont calculées par modélisation vibrationnelle à partir de ses spectres infrarouge et Raman. Une méthode originale de mesure de l'anharmonicité est développée, fondée sur l'enregistrement des spectres vibrationnels à HP et HT. On montre alors pourquoi et comment les valeurs des capacités calorifiques s'écartent à HT de la limite prédite par une théorie harmonique. Cette méthode "microscopique" originale, qui ne nécessite que quelques milligrammes de matière, est ainsi développée et testée sur des matériaux pour lesquels elle peut être confrontée aux données "macroscopiques" (e.g. calorimétrie). Elle pourra dans l'avenir être appliquée aux phases de très haute pression du manteau terrestre, dont la métastabilité et les faibles quantités synthétisées empêchent la caractérisation par les méthodes classiques "macroscopiques".

La fracturation des zones internes des Alpes occidentales montre principalement une déformation extensive: 75% des failles mesurées sont normales, 25% sont décrochantes. Cette fracturation néogène est synchrone d'un régime compressif en externe. Des indices néotectoniques montrent qu'une partie de cette fracturation est récente.<br />200 tenseurs de paléocontraintes ont été obtenus par Inversion Directe et ont été synthétisées avec des données existantes (Simplon et Briançon). L'extension est principalement parallèle à la direction des structures alpines et s'exprime sur des failles orientées radialement par rapport à l'arc alpin. Une partie de l'extension est perpendiculaire à la direction de la chaîne; elle augmente du Nord au Sud, et s'exprime bien dans la région de Briançon. Des décrochements s'observent dans tout l'arc; ils sont plus récents que l'extension dans la partie sud de l'arc, alors qu'il sont plus anciens dans le Sud Valais. Les axes de tension associés sont compatibles avec les directions générales de l'extension.<br />Deux régimes tectoniques différents dans les Alpes occidentales sont donc mis en évidence et différents moteurs géodynamiques sont proposés pour expliquer ces observations:<br /> - Une extrusion vers une bordure libre pendant les derniers épisodes compressifs, en relation avec la rotation l'Apulie et l'ouverture de la Mer Ligure. <br /> - Un étalement gravitaire lié à l'absence actuelle de convergence provoquant une extension radiale à l'arc.<br /> Le passage d'un régime à l'autre a peut-être eu lieu durant le Pliocène, en relation avec le ralentissement de la convergence au niveau des Alpes occidentales et l'augmentation des taux d'érosion dans la chaîne.