L'originalité des mangroves de Guyane résulte de leur association avec la ceinture sédimentaire mobile se développant de l'Amazone à l'Orénoque. Cette zone côtière tropicale se caractérise par des remaniements sédimentaires importants et extrêmement rapides. Une double problématique s'imposait, avec les conditions de stockage de la matière organique (MO) dans les sols de mangroves, et l'étude de ses interactions avec la fraction minérale. Cette étude nous a permis de :<br />i) déterminer les relations entre géochimie du substrat et paramètres externes ;<br />ii) identifier les relations entre évolution des populations végétales de la mangrove et composition des MO particulaires et dissoutes ;<br />iii) identifier les processus précoces de la diagenèse organique, ainsi que des chemins et des produits de décomposition de la MO ;<br />iv) déterminer l'extension de la contamination en métaux lourds, ainsi que l'impact de la diagenèse organique et des processus d'oxydo-réduction sur le comportement des métaux.

L'activité des volcans andésitiques au niveau des arcs insulaires est caractérisée par une grande diversité dans leur style éruptif. Le dynamisme d'un même édifice volcanique peut aussi bien s'exprimer par une alternance d'éruptions de type "plinien" ou bien de type "peléen". Le sujet comporte deux aspects liés au fonctionnement local de la Soufrière de Guadeloupe et de la Montagne Pelée : l'étude de la dynamique d'une chambre magmatique superficielle et l'étude des phénomènes liés au dégazage des produits lors de la remontée dans le conduit volcanique.<br />Le premier aspect repose sur l'étude d'une éruption particulière de la Soufrière de Guadeloupe (1440 AD). La stratégie d'étude a été de coupler une étude pétrographique des produits émis avec une étude expérimentale. Cette approche nous a permis de contraindre avec précision les conditions pré-éruptives ainsi que la dynamique de la chambre magmatique qui s'est avérée être zonée thermiquement et chimiquement. <br />Le second aspect a consisté en l'acquisition des données naturelles et expérimentales sur les produits des éruptions historiques de la Montagne Pelée afin d'apporter des éléments nouveaux pour la compréhension du dynamisme des magmas andésitiques dégazés. La nature des produits a nécessité de coupler différentes approches (étude texturale des produits naturels, teneur en eau des verres résiduels, anisotropie de susceptibilité magnétiques sur les produits de dômes, expériences de décompressions contrôlées et acquisition de données expérimentales à basse pression).

1) Nous évaluons les aspects dynamiques de dégazage et perméabilité dans les magmas au moyen d'expériences haute pression et température sur des roches naturelles. Le dégazage est mesuré par l'influence du taux de décompression sur la croissance des bulles de gaz contenues dans le magma et la perméabilité par l'évolution temporelle de la coalescence de ces bulles. La mise en paramètre de nos résultats dans un modèle numérique de conduit volcanique montre que les modèles précédents basés sur un dégazage en équilibre surestiment significativement l'accélération et le taux de décompression du magma. L'estimation des effets de la perméabilité montre que la transition entre les éruptions effusives et explosives est fortement contrôlée par la vitesse initiale de remontée du magma.<br />2) Nous unifions les deux visions de courants pyroclastiques admises (coulées pyroclastiques hautement concentrées et nuées ardentes diluées et turbulentes) grâce à des lois d'échelle basées sur la physique multiphasée. A partir la dynamique de l'interaction de particules avec un vortex élémentaire, nous considérons le spectre complet des vortex générés dans un écoulement turbulent. Nous démontrons que la présence de particules de tailles différentes force la stratification en densité du courant, puis nous expliquons le mécanisme de ségrégation des courants pyroclastiques en une partie basale concentrés surmontée d'une partie diluée. Comme l'interaction d'un courant avec des reliefs montagneux ou des corps aqueux s'enregistre dans ses dépôts, nous avons étudié les produits de la dernière grande éruption du volcan Okmok (Iles Aléoutiennes, USA). Au-delà de la reconstruction du déroulement de l'éruption, cette étude de terrain a permis de valider les aspects principaux du modèle, comme la superposition d'un courant dense et dilué, leur séparation lors de l'entrée dans l'océan et les caractéristiques des particules qui les constituent.

Ce travail a porté sur l'étude au laboratoire d'échantillons d'argilites, prélevés dans la couche d'argilites du Callovo-Oxfordien dans l'est du Bassin de Paris au droit du site du laboratoire souterrain de recherches in-situ. Ils ont été soumis à des sollicitations thermomécaniques en conditions humides avec un dispositif expérimental appelé microcellule CGI permettant de faire une observation visuelle de leur texture et de leur structure au cours des essais. D'autres moyens expérimentaux ont aussi été utilisés : essais pétrophysiques, rayons X, Microscope électronique à balayage. L'ensemble des résultats permettent de faire une distinction entre des échantillons prélevés à 445 m de profondeur, non loin du toit de la couche et des échantillons prélevés à 480 m de profondeur au milieu de la couche. Les argilites sont litées, leur densité est de l'ordre de 2,4. Elles contiennent environ 23% de carbonates, environ 1% de pyrite au toit et 1 à 2% au milieu. Les lames épaisses ont un comportement plutôt fragile. Celles du milieu sont plus déformables et sont plus sensibles à la température que celles du toit. L'initiation des fractures est liée aux hétérogénéités de la texture. L'altération des pyrites confère aux échantillons un comportement évolutif. Un modèle numérique simple (FLAC) permet d'en préciser certains aspects mécaniques. Ces résultats amènent à considérer que l'altération des pyrites doit être prise en compte comme une source supplémentaire d'endommagement susceptible de se développer dans le temps.

Cette étude vise à mieux caractériser les propriétés physico-chimiques de systèmes magmatiques hydratés en contexte subductif. Nous nous intéressons en particulier au comportement d'éléments « traces » modificateurs de réseau (Ni et Zr), ainsi que d'éléments majeurs formateurs de réseau (Ga et Ge) dans ce type de géomatériaux. Le principe de l'étude repose essentiellement sur une approche expérimentale, visant à utiliser des systèmes de haute température et haute pression (cellule à enclumes diamant, presse Paris-Edinburgh) couplés à une méthode d'analyse par spectroscopie d'absorption des rayons X. Pour les différents systèmes chimiques abordés, les résultats obtenus à haute température et/ou haute pression mettent en évidence des comportements très différents pour nickel et pour le zirconium en fonction de la teneur en eau. L'environnement structural local autour du nickel apparaît fortement affecté par la présence d'eau, suggérant une interaction significative du nickel avec la phase aqueuse. En revanche, la structure locale autour du zirconium est reste pratiquement constante. De plus pour les éléments majeurs analogues (Ga et Ge), aucune modification structurale significative n'est mise en évidence en fonction de la température, de la pression ou encore de la teneur en eau ; ce qui tend à suggérer un effet « non-dépolymérisateur » de l'eau sur le réseau silicaté.<br />Des expériences complémentaires nous ont permis de mettre en évidence l'utilité des spectres d'absorption des rayons X pour la détermination in situ des concentrations en nickel, ainsi que de la densité des magmas silicatés hydratés. Les résultats mettent en évidence un coefficient de partage « eau/silicate » très inférieur à 1, suggérant une mobilisation faible, mais néanmoins significative, du nickel par la phase aqueuse lors de la remontée magmatique. Par ailleurs, des mesures de densité apparente de magmas hydratés, à environ 780 °C / 520 MPa, mettent en évidence une valeur proche de 1 g/cm3, suggérant un aspect structural de type « émulsion » particulièrement riche en eau, ainsi qu'une dynamique d'ascension magmatique en écoulement homogène très importante.

La compréhension de la dynamique interne du noyau terrestre nécessite l'observation des<br />fluctuations du champ magnétique en des sites répartis uniformément à la surface du globe<br />pour différentes périodes de temps. La première partie de cette thèse présente les résultats<br />d'une étude paléomagnétique, en direction et en intensité, réalisée sur des laves oligocènes<br />de l'archipel des Kerguelen (49° 20'S, 70° 20'E) en vue de compléter les bases de données<br />internationales. Celle-ci a permis d'évaluer la dispersion angulaire inter-coulées entre 21.2 et<br />21.8° par rapport au pôle géographique. Cette estimation de la variation paléoséculaire oli-<br />gocène est en accord avec le Modèle G de McFadden et al. (1991) pour la période 22.5-45<br />Ma. Les 12 déterminations de paléointensité reportées sont les premières d'une bonne qualité<br />technique obtenues pour cette région. Le moment dipolaire virtuel moyen leur étant associé<br />(6.15+-2.1 10e22 Am2), est plus élevé que la valeur précédemment estimée pour l'oligocène.<br />Néanmoins, il reste bien inférieur à la valeur moyenne obtenue pour les périodes récentes<br />( 0.3 Ma), qui semblent anormalement élevées.<br /> <br />D'autre part, le travail réalisé au cours de cette thèse contribue aux recherches géologiques<br />menées à Kerguelen en apportant des contraintes propres au paléomagnétisme. A partir<br />d'études de la fabrique magnétique, une meilleure localisation des centres éruptifs des dif-<br />férentes provinces volcaniques ainsi qu'une chronologie détaillée de la mise en place d'une<br />section de la partie Sud-Est de l'archipel, sont proposées. Le report sur une échelle magnéto-<br />stratigraphique globale des successions de polarité observées pour cinq sections a permis par<br />ailleurs de préciser leurs intervalles de temps de mise en place et réviser ainsi l'estimation de<br />leurs taux d'éruption respectifs.

La structuration de la Zone Axiale des Pyrénées Orientales est le résultat d'une évolution thermique et tectonique complexe depuis plus de 300 Ma, synthétisée dans le premier chapitre de ce mémoire. Dans le but de mieux appréhender cette évolution à l'échelle des différents massifs de cette Zone Axiale, une approche thermochronologique multi-méthodes (U-Pb, 40Ar/39Ar, traces de fission et (U-Th)/He) a été mise en œuvre afin de dater et quantifier les processus thermiques et mécaniques qui participent à leur exhumation (Second chapitre). L'activité essentiellement alpine de la faille de la Têt fait l'objet du troisième chapitre, par la reconstitution de l'histoire thermique des massifs du Canigou et de Mont-louis, respectivement au mur et au toit de la faille. Un réchauffement généralisé du socle gneissique du Canigou au Crétacé moyen-supérieur, une exhumation du massif de Mont-Louis synchrone des chevauchements pyrénéens éocènes et une surrection importante du Canigou lors de la phase extensive oligo-miocène sont les principaux résultats obtenus. Le quatrième chapitre fait état des données thermochronologiques obtenues sur les massifs de Saint-Laurent et des Albères qui attestent également d'une exhumation différentielle au cours du cycle alpin. La datation 40Ar/39Ar par sonde laser des mylonites jalonnant les zones de failles globalement E-W à NW-SE qui parcourent l'ensemble de la chaîne pyrénéenne fait l'objet du cinquième chapitre. Une importante phase de recristallisation statique d'âge crétacé moyen à supérieur se localise sur ces zones mylonitiques probablement en partie héritées de l'histoire hercynienne de la Zone Axiale. Une déformation ductile globalement chevauchante vers le Sud et relativement froide (< 400°C), que nous relions à l'événement compressif pyrénéen s.s., a été datée à 58 Ma sur l'accident de Mérens et à 38 Ma sur celui du Boulou-Le Perthus, ce qui témoigne de la pérennité du régime compressif. Pour conclure, l'ensemble des données a été replacé dans un cadre général d'évolution de la chaîne des Pyrénées. L'utilisation de plusieurs thermochronomètres pour l'établissement des chemins température-temps nous a permis de mieux tester la validité des âges obtenus et de discuter les causes possibles des quelques incohérences observées dans l'enregistrement des principaux événements thermo-tectoniques.

L'ophiolite d'Oman est un fragment de dorsale océanique téthysienne obducté sur la marge continentale arabe. Sa section mantellaire contient de nombreux filons basiques assimilés à un réseau de drainage magmatique mantellique fossile ayant alimenté la croûte. L'étude pétrographique et microsonde d'un millier de filons conduit à définir une quarantaine de types lithologiques différents montrant une grande variété de conditions pétrogénétiques dans le manteau. Ces lithologies appartiennent à deux séries de différenciation dont les caractères pétrographiques et géochimique sont bien distincts. La première s'apparente à une série tholéiitique de type N-MORBs et affleure dans quelques régions limitées dont une bande parallèle à l'axe de la paléo-dorsale centrée sur la zone diapirique de Maqsad. L'alimentation de la croûte (majoritairement de type "N-MORB") s'est probablement focalisé au niveau de ces quelques zones. La chimie de ces cumulats couvre largement le domaine des MORBs, illustrant la faiblesse du mélange dans un réseau de drainage magmatique au sein du manteau et la précocité de la cristallisation dans l'histoire des magmas. Les caractères pétrographiques montrent que ces magmas ont circulé dans un environnement "asthénosphérique" relativement chaud. La seconde série s'apparente à un magma parent plus siliceux et déprimé de type andésitique. Elle affleure sur la plus large part de la section mantellaire et est quasi absente dans les zones "tholéiitiques". Les modes d'affleurement et les caractères pétrographiques de ces filons impliquent un contraste de température liquide-encaissant qui pourrait provoquer une cristallisation rapide du magma. Ce qui entraînerait une difficulté d'extraction à l'origine de leur rareté dans la section crustale omanaise. Certains caractères chimiques de ces roches et l'existence de lithologies métamorphiques magnésiennes sont compatibles avec la refusion d'un manteau déprimé hydraté lors d'un précédent épisode d'hydrothermalisme.

Le but de ce travail est de développer des outils pour la déterminalion des caractéristiques vibratoires des structures de Génie Civil. et leur application en vue d'une amélioration de la réglementation parasismique, voire d'une estimation de la vulnérabilité du bâti existant . Une technique d'identification "multi-excitations" est présentée, permettant la prise en charge des couplages entre les différents types de mouvements, et également celle de l'interaction sol-structure. Elle est ensuite appliquée à deux types de données: le premier provient d'une expérience sur table vibrante (données "CASSBA"), et le second d'un ensemble de 49 bâtiments californiens ayant subi divers séismes récents. L'analyse des données CASSBA montre, outre des nonlinéarités pour l'essentiel réversibles, un très fort contrôle des mouvements par le décollement de la base. L'importance numérique de données californiennes permet d'établir des relations statistiques corrélant la période et l'amortissement des modes fondamentaux aux dimensions géométriques (dont la plus importante est la hauteur), et à la structure du bâtiment. Leur comparaison avec certaines formules réglementaires (UBC88. RPA88. AFPS90), montre clairement le caractère conservatif des formules françaises. Par ailleurs, l'analyse comparative des erreurs résiduelles entre les identifications mono et multi-excitations suggère l'importance des couplages entre les différents mouvements et de l'interaction sol-structure. Un troisième volet amorce une étude de vulnérabilité du bâti existant dans l'agglomération grenobloise. Les différentes méthodes utilisées conduisent toutes à des résultats similaires, indiquant un risque sismique non-négligeable dans cette ville, compte tenu des phénomènes d'amplification qui affectent l'ensemble de la cuvette. En outre, les mesures de bruits de fond réalisées sur quelques dizaines de bâtiments grenoblois montrent d'une part la fiabilité de cette méthode simple pour l'estimation des fréquences propres et des dé formées modales et d'autre part, la meilleure représentativité des formules AFPS90 pour les bâtiments à murs-voiles.

A partir des études concernant l'étude géologique et géotechnique su sous-sol de Grenoble, ce travail concerne le stockage des données géotechniques et la géologie régionale .Le remblaiement alluvial est plus particuliérement traité.