L’utilisation des bétons secs représente de grands volumes de production au Québec. Pour des raisons techniques, économiques et environnementales, l’utilisation d’ajouts cimentaires dans ce type de béton est pratique courante. Le coût et la disponibilité de ces matériaux peuvent toutefois être un obstacle à leur utilisation. Ce projet vise donc à étudier la possibilité d’utiliser des matériaux alternatifs en remplacement partiel du ciment dans les bétons compactés au rouleau et les bétons moulés à sec. Les matériaux à l’étude sont : la poudre de verre, des poussières de pierre calcaire et des poussières de béton concassé. Les bétons compactés au rouleau fabriqués en laboratoire sont représentatifs des mélanges typiques utilisés pour la fabrication de pavages. En fonction de leur maniabilité, ces bétons se divisent en deux catégories distinctes : les bétons compactés au rouleau (BCR) et les bétons compactés à la paveuse (BCP). Les essais réalisés sur ces bétons permettent d’évaluer l’influence de la poudre de verre et des poussières de concassage sur la maniabilité du béton frais, la résistance à la compression, la résistance à la flexion et la pénétration des ions chlore. Les bétons moulés à sec fabriqués en laboratoire sont représentatifs des mélanges utilisés par l’industrie pour la fabrication de pavés. Les essais réalisés sur ces bétons permettent d’évaluer l’influence de la poudre de verre et des poussières de concassage sur la maniabilité du béton frais, l’absorption, la masse volumique, la résistance à la compression et la résistance à la traction. Des blocs de maçonnerie et des pavés ont été fabriqués en usine pour évaluer le potentiel d’utilisation de la poudre de verre en remplacement cimentaire. La masse volumique, l’absorption et la résistance à la compression ont été mesurées en laboratoire sur ces éléments. La résistance à l’écaillage a été mesurée sur les pavés.

Cette thèse a pour objet d’appliquer le nouveau paradigme de la fantômisation en Gironde (France), principalement aux calcaires tertiaires, et secondairement aux calcaires crétacés. La fantômisation transforme, par des processus vraisemblablement biochimiques, la roche saine en roche poreuse, en conservant le volume initial. On parle alors d’altération isovolumique ou « géoporose ». L’intérêt de la Gironde est de comporter de vastes étendues carbonatées plus ou moins karstifiées, dont l’Entre-deux-Mers et ses nombreuses grottes. Les calcaires de l’Oligocène inférieur montrent en carrière des phénomènes d’altération qui peuvent servir de modèle pour expliquer la genèse des cavités locales. L’intérêt de cette région est de présenter différents stades évolutifs de karstification par fantômisation, en fonction du potentiel hydrodynamique. On observe tous les stades en zone de plaine et de bas plateau : - des systèmes karstiques incipients, en phase de formation, situés en rive gauche de la Garonne, en zone de battement de nappe phréatique ; - des systèmes karstiques jeunes, en zone dénoyée, de type perte-résurgence, en Entre-deux-Mers ; - des systèmes karstiques complexes impliquant plusieurs étages calcaires fantômisés, du Crétacé supérieur à l’Oligocène et au Miocène, au sud de la Gironde ; - des paléokarsts du Pléistocène moyen probable, fossilisés par des sédiments ; - des paléokarsts précoces, correspondant à une phase préliminaire de sédimentation dans des zones fantômisées, récemment exondées par abaissement relatif du niveau phréatique (surrection). Tous ces stades d’évolution de la karstification permettent de bâtir en Gironde un modèle de spéléogenèse en fonction du paramètre hydrodynamique, qui commande l’évacuation mécanique de l’altérite. Ce nouveau regard sur la spéléogenèse offre l’occasion de mieux comprendre le fonctionnement des sources de rive gauche, qui présentent des débits réguliers très tamponnés. Le pompage des eaux souterraines, depuis plus de 30 ans, provoque un rabattement de la nappe phréatique, qui pourrait expliquer localement certains effondrements et l’assèchement de plusieurs sources. Ces aspects de génie civil montrent l’intérêt de cette problématique à la frontière recherche fondamentale / recherche appliquée. En effet, l’alimentation en eau de l’agglomération bordelaise provient exclusivement des terrains cénozoïques, et en particulier de l’Oligocène. / The aim to this PhD thesis is to apply the new ghost-rock alteration paradigm to the Gironde (SW France), first to tertiary limestone, then secondarily to cretaceous limestone. The ghost-rock alteration transforms, probably by biochemical processes, the unweathered rock to porous rock, keeping its original volume. This is also called isovolumic alteration or "geoporosis". The interest of the Gironde is that it presents large carbonated areas, more or less karstified, especially the Entre-deux-Mers limestone plateau and its numerous caves. In quarries, the limestone from early Oligocene shows alteration phenomena that can be used as a model to explain the genesis of local caves. The advantage of this area is to present different evolutionary stages of karstification by ghost-rock alteration, depending on the hydrodynamic potential. We can observe all the stages in plains and low plateau areas: - Incipient karstic systems, in genesis phase, situated on the left bank of the Garonne river, in the groundwater table variation level; - Young karstic systems in dewatered areas, lost-resurgence type, in the Entre-deux-Mers; - Complex karstic systems formed by several limestone layers, affected by ghost-rock alteration, from late Cretaceous to Oligocene and Miocene, in the south of the Gironde; - Palaeokarsts probably dating from middle Pleistocene, clogged with sediment; - Early palaeokarsts, corresponding to a preliminary phase of sedimentation into ghost-rock altered areas, recently dewatered by a relative lowering of the water table (uplift) . All these stages of karstic evolution in Gironde help us to build a speleogenesis model, based on hydrodynamic parameters controlling the mechanical removal of the alterite. This new look at the speleogenesis is an opportunity to better understand the functioning of the sources situated on the left bank, which have regular and highly buffered flows. The pumping of groundwater for more than 30 years, causing a lowering of the water table, could explain some local collapses and depletion of several sources. These aspects of civil engineering show the importance of this issue at the limit of fundamental / applied research. Indeed, the drinking water of Bordeaux agglomeration is provided exclusively from cenozoic grounds, and in particular oligocene limestone.

La monographie du village de Kefertʿ Aqab permet d’élargir le champ des recherches à la partie occidentale du Massif Calcaire de la Syrie du Nord qui a suscité, jusqu’à récemment, un intérêt assez limité. Le Ǧebel Waṣṭāni, bordé de plaines sur les côtés sud, est et nord, représente la partie méridionale d’une étroite bande rocheuse qui longe la vallée de l’Oronte à l’ouest. Les ruines du site s’étendent, pour l’essentiel, sur un vaste promontoire rocheux situé à l’extrémité nord du chaînon.Elles ont révélé l’existence d’une localité importante, riche de plus de 80 habitations, de plusieurs aménagements communaux, d’un ensemble monastique et de deux complexes ecclésiaux. L’étude,fondée sur l’analyse détaillée des vestiges de surface, a livré de nombreux renseignements sur l’évolution économique, démographique et sociale de la communauté paysanne, principalement à partir du IIe siècle jusqu’à la fin du VIe siècle. L’arrêt des constructions à la fin de l’époque protobyzantine n’est pas synonyme de l’abandon du village. En effet, au regard des profonds remaniements observés dans chaque bâtiment de la localité, celle-ci reste largement peuplée durant une longue période. L’étude de l’édifice fortifié d’époque médiévale, construit à l’emplacement de l’ensemble ecclésial du sud, montre que le site conserve son caractère stratégique lors des conflits qui agitent la région à cette période. Par ailleurs, suite à la reconquête arabe de la région aux dépens des Francs, l’installation d’une communauté musulmane, attestée à l’intérieur du monument fortifié désormais déserté comme dans certaines maisons antiques, témoigne de la continuité de l’occupation du site à la période ayyūbide, voire mamelūke. / The monograph of the village of Kefert ‘Aqab allows us to extend our field of research to the westernpart of the limestone mountain range of northern Syria, which until recently had aroused limitedinterest. The Ǧebel Waṣṭāni, bordered by plains on the southern, eastern, and northern sides,represents the southern part of a narrow strip of rock, which borders the Oronte Valley in the West.The ruins of the site extend over a vast, rocky headland situated at the extreme north of the range ofmountains. They have revealed the existence of an important locality of more than 80 residences,several communal buildings, a monastery, and two ecclesiastical complexes, one of which was laterfortified. The study, based on the detailed analysis of the surface of the vestiges, has delivered muchinformation on the economic, demographic, and social evolution of the farming community, mainlybetween the 2nd Century and the late 6th Century. The end of construction at the end of theProtobyzantine period did not mean the village was abandoned. Indeed, seen the importantmodifications to every building of the village, the village was well inhabited for an extended period oftime. Studying the medieval period fortified edifice, which was built on the site of the southernecclesiastic complex, shows that the site maintained its strategic nature during the conflicts that shookthe region during this period. Besides, following the conquest of the region by the Arabs over theFranks, the installation of a Muslim community, attested to in the interior of the fortified monument,which was thereafter deserted like in certain ancient homes, is evidence of the continuous occupationof the site until the Ayyūbide or even Mamelūke period.

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!.

Lors d'un tir d'abattage à l'explosif en carrière, l'exploitant est particulièrement intéressé par la blocométrie du tir et donc la fragmentation de la roche. Lorsqu'une roche est soumise à une sollicitation dynamique, trois zones de fragmentation sont expérimentalement observées : une zone de broyage près du chargement, puis une zone de fragmentation multiple et enfin une zone de fragmentation simple. Des essais balistiques et pyrotechniques sont présentés et analysés pour comprendre et modéliser la fragmentation. Les essais sont réalisés sur deux roches calcaires : le calcaire crinoïde et la ``blanche de Beaucaire''. Une comparaison de la fragmentation de ces deux matériaux est réalisée. Une étude analytique permet d'identifier les différents modes d'endommagement lors d'un chargement dynamique de compression. Une loi d'endommagement dynamique en tension couplée à un modèle de plasticité est proposée et permet de simuler les essais. Ce modèle, dans lequel peu de paramètres interviennent, est identifié à partir d'essais quasi statiques. Les simulations permettent d'identifier les paramètres influençant les différentes zones de fragmentation.

Le secteur étudié englobe les éléments de la Dorsale Calcaire aux abords méridionaux de tétouan . L'étude aborde la stratigraphie et la tectonique

L'étude globale des variations de la microfaune dans les alternances marne calcaire est effectuée dans un faisceau de bancs du Valanginien supérieur qui a été reconnu sur l'ens emble du bassin vocontien ; elle est complétée par des observations dans les marnes bleues gargasiennes à "pseudo- alternances " Il existe une relation entre la composition de la microfaune et la lithologie du sédiment . Dans les marnes, la microfaune est peu abondante et peu diversifiée; les individus sont de petite taille * On y trouve principalement des foraminifères à test agglutinant fin et quelques foraminifères à test hyalin ; les radiolaires sont rares . Dans les marnes calcaires ou les calcaires argileux délités, la microfaune est abondante et très diversifiée ; les individus sont de grande taille. Les organismes planctoniques sont prépondérants: foraminifères dans l'Aptien, radiolaires dans le Valanginien . Dans les calcaires, la microfaune est très abondante mais peu diversifiée. Les radiolaires en constituent l'essentiel. Les individus sont de petite taille. Les variations qualitatives et quantitatives de la microfaune permettent d'opposer la partie Ouest et la partie Est du bassin vocontien . Bien marquée pendant les "périodes marnes", cette opposition tend à s'atténuer pendant les "périodes calcaires" * Cela peut résulter d'un changement dans l'hydrodynamisme du bassin * C'est dans la partie Ouest du bassin, là où les apports terrigènes étaient les plus abondants, que s'observe la plus forte concentration de radiolaires dans les sédiments . Les apports argileux devaient être accompagnés de matières nutritives. A partir de là, et compte-tenu de la répartition verticale des radiolaires dans le couple banc-interbanc, on peut supposer que le flux de matièraux d'origine continentale était beaucoup plus intense durant les"périodes"calcaires" que pendant les "périodes marnesl" . Ceci implique un taux de sédimentation beaucoup plus important au niveau des bancs calcaires qu'au niveau des interbancs marneux. L'étude de la matière organique permet d'arriver à la même conclusion. Les variations cycliques de la composition de la microfaune en liaison avec les variations de l'hydrodynamisme du milieu et celles du flux des apports terrigènes peuvent être expliquées par des oscillations climatiques : le dépôt des calcaires s'effectuant pendant des périodes plus froides et (ou) plus humides que celui des marnes .

Les alternances calcaire-marne d'âge crétacé inférieur des sites océaniques DSDP 534 (Atlantique CentraI) et 535 (golfe du Mexique) et du bassin vocontien (Sud-Est de la France), représentant de beaux exemples de cycles de productivité du carbonate de calcium, ont été choisies comme cadre d'étude pour démontrer: - le lien entre les variations cycliques de la teneur en CaC03 et les paramètres orbitaux (Crétacé inférieur vocontien) ; - le lien entre les variations relatives des" flux de matière" et les fluctuations du niveau marin relatif (Crétacé inférieur des sites DSDP et du bassin vocontien). Pour mener à bien ce travail, deux techniques d'étude: l'analyse spectrale et le traitement d'images, ont été utilisées. L'analyse spectrale des fluctuations de la teneur en CaC03 pour l'intervalle Berriasien-Barrémien de la série d'Angles-Vergons (bassin vocontien) a permis de mettre en évidence : la présence de cycles carbonatés significatifs dont les périodicités sont situées en majorité dans la bande de fréquence de Milankovitch ; le signal Ie plus clairement enregistré est le cycle de l'obliquité; une caractérisation du passage des alternances à dominante calcaire aux alternances à dominante marneuse par, une augmentation du taux de sédimentation et un changement dans l'enregistrement du signal astronomique apparent: le signal de la précession est prépondérant dans les formations à dominante calcaire alors que celui de l'obliquité ressort le plus nettement dans les formations à dominante marneuse. L'analyse d'images, appliquée aux photographies en noir et blanc de sédiments carottés alternants et montrant une bonne différenciation lithologique, comme ceux des sites DSDP 534 et 535, est une méthode rapide permettant d'exprimer les flux linéaires ct leurs variations relatives avec une résolution temporelle de 300 000 à 500 000 ans (temps moyen de dépôt d'une carotte DSDP). Cette méthode n'est par contre pas applicable aux sédiments de la série vocontienne à l'affleurement. L'étude comparée des variations relatives des flux linéaires de matière dans les sites océaniques ne permet pas d'isoler un signal eustatique global continu mais est à même de faciliter la lecture de messages variés (eustatisme, climat, tectonique) enregistrés par les dépôts profonds dans les différents sites.

Les résultats présentés dans ce document portent sur les anisotropies sismique et électrique d'un massif calcaire fracturé dans des galeries parallèles souterraines. Les fractures étant orientées verticalement, leurs propriétés sont approximées par isotropie transverse horizontale (HTI). Plusieurs méthodes d'inversion ont été étudié pour traiter les données sismiques (temps d'arrivée des ondes P et S); et pour traiter les données de résistivité électrique mesuré dans une configuration pôle-pôle (valeur de potentiel mesuré).Pour traiter les données sismiques (quatre campagnes), les méthodes étudiées dans ce document sont: une tomographie isotrope, une approximation de cosinus, une inversion anisotrope basée sur l'algorithme Monte-Carlo pour les paramètres de la matrice de rigidité (de l'isotropie transverse horizontale) et une tomographie anisotrope pour un milieu avec une isotropie transverse inclinée. Toutes les méthodes conduisent à la conclusion qu'il y a effectivement une anisotropie présente dans le massif rocheux et confirment la direction de la vélocité maximale parallèle à la direction de la fracturation. Une forte anisotropie de 15 % est présente dans la zone étudiée.Pour traiter les données électriques (deux campagnes), les méthodes étudiées sont une approximation de cosinus et une inversion anisotrope basée sur l'algorithme Monte-Carlo pour les paramètres de résistivité transversale ρT, de résistivité longitudinale ρL et de l'angle d'orientation du modèle par rapport au système de référence. La présence à 180° de deux maxima de résistivité apparente par rapport à l'azimut de mesure ne peuvent être modélisés par des approches conventionnelles. Une modélisation conceptuelle d'un maillage des fils conducteurs dans un milieu non conducteur a été développé et montre des résultats prometteurs, avec le succès de la modélisation des deux maxima.Des mesures répétées montrent de légères variations de résistivité apparentes et des variations des ondes P. Les variations des ondes S ne sont pas prononcés, ce qui reflète un changement de la saturation en eau. La porosité de 10-15% est estimé à partir des mesures sismiques.

Pour dépasser les limites inhérentes à la déconnexion des disciplines ou celles imposées par les sources, les périodes ou les sites, cette thèse propose une approche pluridisciplinaire et diachronique de la question de l'approvisionnement en pierre des chantiers médiévaux et modernes. Grâce à la confrontation de bâtiments d'origines et de fonctions différentes, ce travail cherche à décortiquer les processus de choix et réseaux d'approvisionnement en pierre, pour envisager le rapport des hommes à une ressource naturelle. / In order to go further limits inherent to subject disjunction, or those imposed by sources, periods or sites, this thesis emphasises a multidisciplinary and diachronic approach of stone supply on medieval and modern building sites. Thanks to the confrontation of buildings with different origins and functions, this work tries to dissect process of choices and stone supply network. It finally considers connection between people and a natural ressource.