Une étude de la déformation récente à l'apex des diapirs salifères a été réalisée dans deux contextes différents : dans une région de compression modérée (fosse d'Alsace au nord-est de la France) et dans une chaîne d'avant pays (Zagros au sud de l'Iran). Dans le fosse alsacien, une comparaison de nivellement (1924-1994) permet de proposer un déplacement vertical différentiel jusqu'a 1 mm/an a l'apex des rides salifères par rapport aux zones voisines. Une comparaison entre le soulèvement de la ride salifère longitudinale (0,5 mm/an) et la ride salifère transversale (1 mm/an) montre une activité plus modeste de la ride longitudinale. Cette différence d'activité pourrait s'expliquer par l'effet du champ de contrainte actuel. La ride diapirique transversale (orientée NW-SE) est parallèle à l'axe de la contrainte principale maximale connu dans la région. La monté de sel pourrait être ainsi facilitée par ce champ de contrainte régional. Par contre, l'orientation N-S de la ride longitudinale est moins favorable actuellement à une ouverture permettant la remontée de sel mais son activité est suffisamment importante pour maintenir une réparation entre les bassins de l'Ill et du Rhin qui coulent parallèlement sur plus de 100 km. Dans la deuxième région d'étude (Zagros oriental, nord de Bandar Abbas), une analyse combinée du réseau hydrographique, d'un modèle numérique de terrain et d'un couple stéréoscopique de scènes spot, une étude de la dispersion des séismes et l'identification des alignements de diapirs salifères nous a permis de mettre en évidence cinq familles des linéaments structuraux. Une série des phénomènes associes au diapirisme salifère a été également proposée. Ces phénomènes permettent de mettre en évidence de nouveaux sites diapiriques encore inconnus dans le Zagros. La liaison entre les affleurements de sel et les alluvions récentes montre que les diapirs actifs de la région de Bandar Abbas sont arrives a l'affleurement entre 30000 et 4000 ans B.P.. L'irrégularité des dépôts d'alluvions sur les affleurements de la série de Hormuz montre que le taux de soulèvement n'a pas été constant. En général, un taux de soulèvement supérieur a 2 cm/an pendant la période de forte activité des diapirs et un taux de soulèvement de l'ordre de 1 cm/an pendant la période de faible activité sont réalistes. Une étude du basculement des cônes alluviaux montre une différence entre les cônes situés au contact direct des affleurements de sel (basculement de 4° a 5°) et des cônes de même age bascules uniquement sous l'effet du plissement du Zagros (2,5°). La différence (1,5° a 2,5°) dans la valeur du basculement pourrait être due au soulèvement pur du diapir. En supposant un age pour ces alluvions entre 5000 ans et 8000 ans (estimé par thermoluminuenscence), un taux de basculement de 0,5° pour 1000 ans est donc probable

La connaissance des réseaux de fractures est essentielle pour comprendre la circulation des fluides dans un réservoir. Cette thèse s’appuie sur la reconnaissance du réseau de fractures naturelles qui chenalisent les circulations à l’échelle des deux forages profonds GRT-1 et GRT-2 de Rittershoffen (Alsace, France) qui ont recoupé les sédiments gréseux triasiques et le socle granitique altéré dans le cadre d’un projet industriel de géothermie. L’étude structurale de ce réseau de fractures a été réalisée à partir d’imageries de paroi acoustiques corrélées à des diagraphies géophysiques standard tandis que l’étude pétro-minéralogique se base sur les échantillons de cuttings. Les zones de fractures perméables des puits de Rittershoffen montrent une organisation asymétrique de la perméabilité. Des fractures ouvertes à l’échelle du puits semblent agir comme des drains perméables entourés de halos d’altération hydrothermale. Ces zones de fractures sont associées à des perturbations locales du profil de température dans le puits. La présence de minéraux illitiques hétérogènes pourrait être un indicateur pour prospecter les zones de circulations actuelles et passées à l’échelle des puits. Cette étude géologique permet d’évoluer vers un modèle de forage hydrothermal possédant des connexions favorables avec le réservoir sans avoir recours à des opérations de stimulation. / The knowledge of the fracture network is a key challenge to understand the fluid circulation through a reservoir. The aim of this PhD project is to investigate the natural fracture network that channelized the hydrothermal circulations into two deep wells GRT-1 and GRT-2 at Rittershoffen (Alsace, France) that intersect Triassic sandstones and altered granitic basement in the framework of an industrial geothermal project. The structural study of the fracture network was based on acoustic image logs correlated with standard geophysical logs, whereas the mineralogical study was based on cutting samples. Permeable fracture zones of wells at Rittershoffen present an asymmetrical organization of permeability. Open fractures at the borehole scale act as fluid pathways surrounded by halos of hydrothermal alteration. These fracture zones are associated with local thermal anomalies in the temperature profiles at the borehole scale. Occurrences of heterogeneous illitic minerals could be a good indicator to prospect zones of actual and past circulations at the borehole scale.

Le Fossé rhénan bénéficie de circulations naturelles d’eau géothermale, ce qui le rend propice à l’exploitation géothermique. Comment et où les fluides géothermaux circulent-ils ? Quels liens ont-ils avec la tectonique et la sismicité induite ? La géodésie spatiale pourrait-elle apporter de nouveaux éclairages à ces questionnements ? L’objectif de cette thèse est la réalisation d’un suivi géodésique des sites géothermiques de Soultz-sous-Forêts et de Rittershoffen (Alsace, France). Les observations permettent de faire un état des lieux des déplacements de surface des environs des sites pendant leur mise en place et apportent de nouvelles connaissances à l’échelle locale sur le Fossé rhénan supérieur. Les résultats majeurs concernent l’analyse des déformations observées à Landau (Rhénanie-Palatinat, Allemagne). Cette approche illustre également les complémentarités des méthodes géodésiques utilisées (InSAR, GNSS, nivellement). / The Upper Rhine Graben benefits of natural circulation of geothermal fluid, which makes it suitable for geothermal exploitation. How and where do geothermal fluids circulate? What are their links with induced seismicity and tectonics? Could geodesy provide new insigth to these questions ? The objective of this thesis is the realization of a geodetic monitoring at Soultz and Rittershoffen (Alsace, France) geothermal sites. The results are an inventory of nearby sites surface displacements during the implementation of the geothermal sites. They bring new knowledge locally on the Upper Rhine Graben. The main results are the analysis of deformations observed in Landau (Palatinat, Germany). This approach also reflects the complementarities of geodetic methods (InSAR, GNSS, levelling).

Depuis la mise en place en 2010, d’une nouvelle tarification française sur le tarif de l’énergie géothermique, l’Alsace est la région de France la plus dynamique quant à la réalisation de forages géothermiques profonds à haute température (>150°C). Ainsi, l’approche géologique, qui a été primordiale pour les forages de Rittershoffen, le sera encore davantage pour les projets à venir compte tenu de la méconnaissance géologique de certaines zones profondes du bassin rhénan. Cette étude propose d’appréhender la compréhension de l’architecture stratigraphique et séquentielle des formations de la couverture sédimentaire rhénane. 15 puits profonds ont été réinterprétés et corrélés à travers l’ensemble du bassin, permettant l’élaboration d’une colonne stratigraphique complète incluant le sommet et la base de chaque formation. Ces réinterprétations ont également mis en lumière le signal caractéristique de la diagraphie gamma-ray (GR) de chacune des formations de la colonne stratigraphique rhénane. De plus, la caractérisation lithostratigraphique du passage entre le socle et la couverture sédimentaire a fait l’objet d’un axe important de recherche. / Since the introduction of a new French pricing system for geothermal energy in 2010, Alsace has been the most dynamic region in France for deep geothermal drilling at high temperatures (>150°C). Thus, the geological approach, which has been essential for the Rittershoffen boreholes, will be even more for future projects given the lack of geological knowledge of some deep parts of the URG. This study aims at understanding the stratigraphic and sequential architecture of the formations of the URG sedimentary cover. 15 deep wells were reinterpreted and correlated throughout the basin, allowing the development of a complete stratigraphic column including the top and base of each formation. These reinterpretations also highlighted the characteristic gamma-ray signal (GR) of each of the formations in the URG stratigraphic column. In addition, the lithostratigraphic characterization of the transition between the basement and the sedimentary cover was the subject of an important research focus.