Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2014-2015 / De nos jours, les drones se présentent comme une nouvelle tendance dans le domaine de la télédétection civile grâce à leur capacité de combler plusieurs lacunes inhérentes aux plateformes conventionnelles. Les capteurs hyperspectraux embarqués sur ces systèmes figurent parmi les solutions en émergence et qui offrent de nouvelles opportunités en matière de cartographie de la surface terrestre. Cette solution se caractérise par l’acquisition des données à très hautes résolutions spectrale, spatiale et temporelle. Le présent travail vise à faire progresser les connaissances relatives à l'élaboration de cartographie des minéraux établie à partir d'images acquises à l'aide de cette solution. Il aborde notamment les problèmes liés aux distorsions inhérentes au processus d’acquisition des données et les méthodes permettant de les corriger. Il s’intéresse également à la conception d’une méthode de classification qui soit adaptée aux caractéristiques de ces données notamment en termes du grand volume et de la haute résolution spatiale. / Nowadays, unmanned aerial systems have become a new trend in the field of civilian remote sensing. These systems allow overcoming several shortcomings of conventional platforms. The hyperspectral sensors mounted on this type of platform are amongst the up and coming solutions that provide new opportunities for mapping land surface. This solution is characterized by the acquisition of data at very high spectral, spatial and temporal resolutions. The present work aims to advance knowledge about mineral mapping using images acquired with this solution. It particularly addresses issues related to the distortions of the data acquired from such a system and methods to correct them. It also focused on the conception of a classification method that is suited to the characteristics of these data particularly in terms of large volume and high spatial resolution.

Cette étude s'inscrit dans le cadre des travaux de caractérisation des eaux souterraines visant une meilleure connaissance de leur dynamique à l'échelle des principaux bassins versants du Québec. Ce mémoire présente un nouveau cadre géologique Quaternaire pour les bassins versants de la zone Bécancour. Les objectifs principaux de cette étude consistaient à compiler et refaire les levés des cartes géologiques des dépôts quaternaires en y intégrant les critères de la nouvelle légende de la Commission géologique du Canada, et à initier une étude exhaustive de la distribution en sous-surface des dépôts meubles à l'échelle du bassin versant. Au final, un modèle tridimensionnel hydrostratigraphique a été produit à titre de contribution à la modélisation hydrogéologique de cette région. Un large corpus de données sur la géologie et la géomorphologie des sédiments de surface a été colligé puis validé lors des levés de terrain grâce à plus de 3100 sites d'observation, suivi d'une phase extensive de photo-interprétation à l'échelle 1:40 000 afin de couvrir l'entièreté du bassin versant. Une étude détaillée de la stratigraphie a permis d'établir l'architecture verticale et l'extension régionale des dépôts quaternaires, tout en caractérisant ces derniers selon leurs propriétés hydrauliques (conductivité hydraulique, porosité et compacité). Les descriptions détaillées de plus de 60 coupes situées le long des principales rivières, conjuguées à l'interprétation de plus de 1000 forages provenant de diverses sources, à l'analyse de profils de résistivité apparente et à l'utilisation d'outils géochronologiques, ont servi à replacer certaines unités problématiques dans le cadre stratigraphique régional tout en permettant de préciser ce dernier. Les analyses géochronologiques réalisées grâce à la luminescence stimulée par infrarouge (IRSL) ont également permis de faire une distinction selon les âges obtenus entre deux unités sableuses potentiellement aquifères dont l'extension spatiale était jusqu'ici mal contrainte. En effet, des âges IRSL de 79 ± 4 ka pour des sédiments associés au Sables de Lotbinière et de 44 ± 3, 49 ± 4 et de 50 ± 4 ka pour les Sables des Vieilles-Forges ont permis de préciser le cadre chronostratigraphique de la partie centrale des Basses-Terres du Saint-Laurent. Les données recueillies ont grandement permis de déterminer l'extension des dépôts quaternaires et leur connexion avec la surface et la zone de recharge, deux autres éléments importants pour les études hydrogéologiques dans la région. La cartographie, la succession lithostratigraphique et la géochronologie ont permis d'élaborer un solide modèle hydrostratigraphique 3D qui forme le squelette utilisé dans la construction du modèle d'écoulement des eaux souterraines. Les résultats obtenus suite aux travaux menés sur les bassins versants de la zone Bécancour sont donc considérés comme des éléments clés de cette étude hydrostratigraphique à l'échelle régionale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géologie, Quaternaire, Bécancour, Hydrostratigraphie, Luminescence

Dans les Caraïbes, sur l'île d'Hispaniola, dans la portion nord-ouest de la Cordillère centrale à la frontière dominicano-haïtienne, le district de Restauración-La Miel, recèle plusieurs gîtes d'or épithermal et un potentiel significatif pour une découverte de gisements aurifères. Les gîtes épithermaux sont encaissés dans une séquence volcano-sédimentaire intermédiaire à felsique de la Formation de Tireo, correspondant à un arc volcanique d'âge Crétacé supérieur (Cénomanien-Campanien moyen). Le Tireo est bordé au sud, en contact concordant, par des roches plus jeunes du Crétacé (Maastrichtien-Campanien) de la Formation de Trois-Rivières. Cette dernière consiste en une séquence de marnes, de mudstones et de siltstones flyschiques déposée dans un bassin d'arrière-arc. Les deux formations sont séparées par la zone de déformation de San José-Restauración. La cartographie géologique du district révèle deux domaines distincts de minéralisation soit les porphyres à Cu-Au au nord et les épithermaux à or au sud. La minéralisation épithermale est caractérisée par de larges zones d'altération argilique et de silicification concentrée en bordure de dômes dacitiques. L'or se retrouve préférentiellement dans des fractures conjuguées, subverticales orientées NE et NO, ou à l'intérieur d'horizons felsiques poreux dans lesquels se développent des brèches hydrothermales, des veines et des brèches à quartz-barite. L'établissement d'horizons-repères suivant une stratigraphie séquentielle démontre que les épithermaux du district sont largement recouverts pas des séquences volcano-sédimentaires montrant des variations latérales de faciès lithologiques suivant un axe nord-sud. Ainsi, les rhyolites et les marnes ont été spatialement associées aux zones minéralisées définissant un environnement de dépôt sous faible tranche d'eau alors que les mudstones et les siltstones correspondent à des dépôts distaux dans un bassin d'eau profonde. Une datation U/Pb effectuée sur une rhyolite pénécontemporaine de la minéralisation donne un âge à 89,1 ± 0,1 Ma. Cet âge est également pénécontemporain de la déformation en décrochement senestre établi entre 88 et 74 Ma par Escuder et al. (2006). Les dykes de trachytes qui recoupent la zone aurifère permettent de préciser l'âge relatif de la minéralisation. Ces dykes et laves associés représentent un important marqueur pour la chronologie de la déformation, car ils définissent un volcanisme alcalin associé à un contexte d'extension pouvant former des bassins de type « pull-apart » dans lesquels se déposent les conglomérats andésitiques. Dans cet environnement sous couverture volcano-sédimentaire, l'exploration est d'autant plus complexifiée par un front de déformation marqué par la zone de faille de San José-Restauración. Cette faille, orientée est-ouest, est caractérisée par un mélange tectonique au contact entre le domaine épithermal du Tireo et le domaine flyschique du Trois-Rivières. La cartographie structurale démontre la présence de chevauchements à vergence sud du Tireo sur la Formation de Trois-Rivières avec une composante décrochante senestre. Ces considérations permettent de raffiner les stratégies d'exploration à l'échelle locale et régionale. L'approche structurale et stratigraphique, appliquée au champ épithermal sous couverture sédimentaire dans le nord d'Hispaniola permet de générer plusieurs nouvelles cibles d'exploration. Nous considérons qu'une telle approche s'applique potentiellement à d'autres ceintures du Laramide à l'échelle mondiale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épithermal, Tireo, République dominicaine, Restauración

Des expertises géologiques effectuées pour le projet de liaison TGV Lyon-Turin (collaboration avec le BRGM) ont abouti à la réalisation de modèles géométriques 3D effectués dans les secteurs clés du projet. Ces modèles ont aidé à la décision en termes d'interprétation géométrique et ont permis de dessiner une nouvelle coupe géologique détaillée de la vallée de la Maurienne (coupe réalisée par le BRGM). Combinée aux données profondes du profil Ecors, elle est utilisée pour construire une coupe d'échelle crustale au travers des Alpes Occidentales. Le prolongement de cette coupe vers les zones externes est extrait des travaux de Philippe Y.(1994), depuis le massif de Belledonne jusqu'au bassin d'avant pays. Nous proposons une série de reconstructions géodynamiques équilibrées de cette transversale depuis le Crétacé supérieur en utilisant : une reconnaissance détaillée des structures rencontrées le long du profil, une compilation des chemins pression-température-temps de chaque unité et le calendrier de formation des bassins d'avant-pays successifs. L'estimation des pics de températures via la spectrométrie Raman sur la matière organique dans les métasédiments (méthode RSCM), révèle la structure thermique à haute résolution du prisme de subduction depuis le domaine ultra-dauphinois jusqu'aux zones les plus internes et s'avère être un atout majeur pour la compréhension des mécanismes d'exhumation sur cette transversale. Ces reconstructions nous conduisent à discuter les mécanismes d'exhumation des unités de haute pression et l'interaction entre les chevauchements principaux et les failles normales qui accommodent en partie la remontée des unités profondes des Alpes Occidentales.

Les données de télédétection dans le domaine du Visible, de l'Infrarouge et du rayonnement Gamma ont un potentiel pour la cartographie géologique. Ce potentiel est évalué sur l'exemple de la carte géologique de Rehoboth, zone semi aride de Namibie en contexte sédimentaire. Une méthode de détermination des contours géologiques a été mise au point à partir d'une combinaison de données multispectrales ASTER (3 bandes dans le Visible, 6 bandes dans l'Infrarouge Moyen), de données hyperspectrales HYPERION (242 bandes du visible à l'Infrarouge Moyen) et de données de rayonnement Gamma (K, U, Th). Cette méthode permet de préciser la géométrie de la carte. Le potentiel des données HYPERION a ensuite été évalué pour l'identification et la quantification des lithologies à partir de deux techniques : la méthode N-FindR et la méthode d'Analyse en Composantes Indépendantes (ACI). Les tests montrent que la méthode ACI permet d'identifier de façon plus fiable les composants lithologiques présents dans un pixel.

Les données de télédétection dans le domaine du Visible, de l'Infrarouge et du rayonnement Gamma ont un potentiel pour la cartographie géologique. Ce potentiel est évalué sur l'exemple de la carte géologique de Rehoboth, zone semi aride de Namibie en contexte sédimentaire. Une méthode de détermination des contours géologiques a été mise au point à partir d'une combinaison de données multispectrales ASTER (3 bandes dans le Visible, 6 bandes dans l'Infrarouge Moyen), de données hyperspectrales HYPERION (242 bandes du visible à l'Infrarouge Moyen) et de données de rayonnement Gamma (K, U, Th). Cette méthode permet de préciser la géométrie de la carte. Le potentiel des données HYPERION a ensuite été évalué pour l'identification et la quantification des lithologies ' partir de deux techniques : la méthode N-FindR et la méthode d'Analyse en Composantes Indépendantes (ACI). Les tests montrent que la méthode ACI permet d'identifier de façon plus fiable les composants lithologiques présents dans un pixel.