Les sous-provinces de La Grande et d'Opinaca sont un couple comprenant un ensemble volcano-plutonique (La Grande) auquel est adjoint au sud une sous-province méta-sédimentaire de plus haut grade métamorphique (Opinaca). Il s'agit d'une association typique du Supérieur archéen, avec certaines particularités géométriques et métamorphiques. Alors que l'accrétion d'un prisme sédimentaire est une interprétation géodynamique favorisée, des environnements extensifs ont également été proposés. Des bandes méta-sédimentaires semblables de part et d'autres du contact permettent leur étude tectonométamorphique comparative par pétrographie, géochronologie et thermobarométrie. L'analyse de zircons détritiques révèle une déposition de sédiments simultanée (<2690-2700 Ma) d'une source dominante ca. 2720 Ma. La sédimentation est rapidement suivie d'un métamorphisme de haute température dans l'Opinaca (M1,750-850°C, <2-3 kbar) et d'un métamorphisme analogue localement attesté dans le La Grande. La fusion partielle s'étend sur 2685-2670 Ma (U-Pb zircon), liée géographiquement et chronologiquement à de l'important plutonisme felsique. La cristallisation du grenat dans l'Opinaca (Lu-Hf 2650 Ma) s'effectue dans un cycle métamorphique postérieur (M2, 700°C, 5-6 kbar), qui n'est pas attestée dans La Grande, impliquant un découplage tectonique. Dans la sous-province de La Grande, des datations de zircon et monazite (U-Pb<2620 Ma) et la croissance de grenat (Lu-Hf 2600 Ma) pointent vers un événement métamorphique tardif (M3,600°C, 5-6 kbar), de plus grande importance que précédemment reconnu. Cette croissance du grenat lors d'évènements secondaires de moins haute température se répercute par un déséquilibre pétrographique etthermodynamique croissant avec le grade métamorphique. Le contexte tectonique impliqué est une dépositionautochtone des sédiments de l'Opinaca et de ses équivalents marginaux du La Grande dans un bassinextensif au-dessus d'une anomalie thermique (M1), suivie d'une fermeture du bassin de l'Opinaca (M2) et d'un enfouissement tardif du La Grande (M3). Tous les évènements recensés post-datent le métamorphisme du socle et des bandes volcaniques. Mots-clés: La Grande, Opinaca, Supérieur, grenat, géochronologie Lu-Hf, géochronologie U-Pb, migmatite, pseudosection, tectono-métamorphisme / The La Grande and Opinaca subprovinces are a couple consisting of a volcano-plutonic ensemble (LaGrande) to which is adjoined a southern juvenile higher grade meta-sedimentary basin (Opinaca). This is atypical association in the Archean Superior craton, but with notable differences regarding geometry andmetamorphic intensity. While accretion of a sedimentary prism is an often favoured geodynamic interpretation,extensional settings have also been proposed. Meta-wacke bands in the La Grande similar to the Opinacamigmatites warrant study of their comparative tectono-metamophic evolution through petrography,geochronology and thermobarometry. Detrital zircon study reveals coeval deposition (<2690-2700 Ma) from adominating ca. 2720 Ma source. Sedimentation was quickly followed by widespread high temperaturemetamorphism in the Opinaca (M1, 750-850°C, <2-3 kbar) and analogous locally attested metamorphism inthe La Grande. Anatexis spanned 2685-2670 Ma (U-Pb zircon), tied both geographically and chronologically toimportant felsic plutonism. Garnet growth in the Opinaca (Lu-Hf 2650 Ma) followed in a posterior distinctmetamorphic cycle (M2, 700°C, 5-6 kbar), unattested in La Grande meta-wackes, implying tectonicdecoupling. In the La Grande subprovince, cryptic zircon and monazite ages (U-Pb <2620 Ma) and garnetgrowth (Lu-Hf 2600 Ma) point to a late metamorphic event of greater importance than previously recognized(M3, 600°C, 5-6 kbar). Growing thermodynamic disequilibrium is observed in pseudosections withprogressively higher peak temperatures, which is interpreted as partial reactivity of M1 parageneses when remetamorphosed to M2 or M3. The tectonic context implied is a non-exotic deposition of the Opinaca and its LaGrande marginal equivalents in an extensional basin over a high heat anomaly (M1) followed by basin closure(M2) and late burial of La Grande rocks (M3). All these events postdate the main metamorphism anddeformation in La Grande basement and volcanic rocks. Keywords: La Grande, Opinaca, Superior, garnet, Lu-Hf geochronology, U-Pb geochronology, migmatite, pseudosection, tectono-metamorphism

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L’anticlinal de San Corneli qui se situe dans les Pyrénées centrales espagnoles, est une structure plissée et faillée en contexte d’avant-pays de chaînes de montagnes. Cette structure compressive s’est mise en place lors du développement de la ceinture de chevauchement au-dessus de la plaque ibérique au Méso-Cénozoïque. Géométriquement, l’anticlinal de San Corneli correspond à un pli de propagation (8 km x 10 km) développé au-dessus du chevauchement de Boixòls, soit la structure la plus frontale de la nappe de Boixòls. Des structures extensives pré-compression ont été reconnues au sein de l’anticlinal ; il s’agit d’un réseau de failles normales et de fractures précoces ayant joué lors du dépôt de sédiments dans des bassins extensifs au Mésozoïque. Notre problématique de recherche est de développer une méthodologie de modélisation 3D à partir de techniques existantes pour permettre de vérifier l’influence de ces failles normales sur le développement de l’anticlinal de San Corneli et leur effet sur la géométrie particulière de ce pli de propagation. D’autre part, dans cette région le couvert végétal est minimal et l’anticlinal de San Corneli affleure bien, permettant l’acquisition de nombreuses données de surface et facilitant la modélisation de la géométrie du pli. Afin d’avoir une meilleure compréhension des relations qui existent entre la géométrie de formation d’un pli et les failles précoces, la modélisation 3D s’avère indispensable. La méthodologie utilisée consiste, dans un premier temps, en une modélisation inverse 3D. Le modèle géologique volumique est restauré à l’aide du module Restauration 3D proposé par gOcad, basée sur l’équilibrage de coupe. Cette technique permet d’obtenir un modèle paléogéographique 3D, et ainsi d’y déduire l’emplacement et la géométrie des failles normales préexistantes au moment du dépôt des sédiments dans le bassin. Dans le but de tester différentes hypothèses concernant le mode de développement de ce pli-faille nous avons effectué une série de modélisations directes 3D à partir du modèle paléogéographique. La modélisation directe 3D consiste à revenir à l’état actuel de déformation du modèle. Nous avons pu ainsi mieux apprécier la chronologie des évènements qui ont affecté le pli et voir dans quelle mesure les failles précoces ont influencé la formation du pli de San Corneli. En ce sens, nous avons pu faire ressortir que l’orientation des failles préexistantes par rapport à la contrainte régionale compressive avait une importance sur le devenir de ces structures. / The San Corneli anticline located within the Spanish central Pyrenees, is a foreland fault-related fold. This compressive structure developed within the Boixòls thrust sheet during the emplacement of the fold and thrust belt above the Iberian plate during the Meso-Cenozoic. Geometrically, the San Corneli anticline corresponds to a fault propagation fold (8 km by 10 km). Pre-compression extensive structures have been recognized within the anticline. These syntectonic normal faults and fractures were formed during deposition of sediments in the mesozoic rifted basin. The aim of our research is to determine the influence of these normal faults on the development of the San Corneli anticline and their effect on the particular geometry of this fault propagation fold. We used 3D geometrical modeling to gain a better understanding of the relationship between the pre-existing structures and the geometry and kinematics of the fault propagation fold. Furthermore, in this area the vegetative cover is minimal and the San Corneli anticline is very well exposed giving access to numerous field data and facilitating surface modeling of the present geometry of the fold. Our methodology consists, as a first step, in reverse 3D modeling. The geological model volume is restored using the 3D Restoration plugin proposed by gOcad based on cross section balancing. This technique allows to obtain a 3D paleogeographic model, and thus to deduce the location and geometry of preexisting normal faults with depositing sediments in the basin. In order to test different assumptions about the mode of development of this fault propagation fold, we have conducted a series of 3D geometrical models directly from the paleogeographic model. The aim of 3D forward modeling is to revert to the current state of deformation of the model. We were able to better appreciate the chronology of events that have affected the fold and evaluate to what extent the early faults have influenced the kinematics of the San Corneli fold. In this sense, we were able to show that the orientation of pre-existing faults with respect to the regional compressive stress influences the way in which these faults will be reactivated, either in a vertical (reverse) or horizontal sense (strike-slip).

Le gîte de Comtois est situé dans le complexe volcanique archéen du Nord de la sous province de l'Abitibi. Les roches volcaniques hôtes sont de compositions mafiques, intermédiaires et felsiques. La séquence volcanique est verticalisée. Elle montre des textures massives et clastiques. Comtois se caractérise par ses nombreux dykes, des veines et des altérations hydrothermales. Cette étude vise à découvrir un lien entre la minéralogie des veines, les altérations hydrothermales et la minéralisation aurifère afin d'identifier le type de modèle génétique. L'étude des veines a permis d'établir quatre types sur la base de leur paragenènes et leur orientation. Les veines de type I sont composées de quartz gris d'orientation variable. Les veines de type II sont composées d'actinote + quartz ± épidote ± pyrite orientée 60°N et 100°N. Les veines de type III sont composées de pyrite ± chalcopyrite orientée 120°N. Les veines de type IV sont composées de quartz laiteux orienté 70°N. Les roches volcaniques ont subi plusieurs altérations hydrothermales. La cordiérite et andalousite sont trouvées de façon envahissante partout dans la zone d'étude. L'épidote et l'albite sont associées aux veines de type II. Une enveloppe d'altération à quartz est localement observée avec les veines de type III. La minéralisation en or est associée aux veines de types III dans l'enveloppe d'altération siliceuse. L'or se trouve en grain d'électrum dans la pyrite et ses fractures. Le ratio Au:Ag se situe entre 9:1 et 1:2. Des grains de BiTe sont aussi présents dans le même contexte. Le contexte géologique, les altérations hydrothermales et la composition des grains d'électrum sont consistants avec un modèle génétique de type sulfures massifs volcanogène. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Altération, Cordiérite, Andalousite, Veines, Sulfures Massifs

L'aquifère de Saint-Honoré consiste en une structure paléodeltaïque qui prend la forme d'un plateau sablonneux reposant soit directement sur le socle précambrien ou sur une mince couche de till ou d'argile. Considérant les extractions actuelles et planifiées des eaux souterraines par les divers exploitants, il s'avère nécessaire d'évaluer la capacité d'exploitation de l'aquifère pour en éviter une surexploitation. Mine Niobec a mis en oeuvre un programme de suivi de l'aquifère durant trois années, d'octobre 2001 à septembre 2004, consistant en des mesures périodiques de niveau d'eau dans dix-sept piézomètres, de niveau d'eau de quatre lacs, de débit de quatorze ruisseaux et de paramètres de la qualité de l'eau dans quatre piézomètres. Les diagrammes d'évolution du niveau d'eau dans les piézomètres présentent une baisse générale, au cours des deux premières années du suivi. Depuis juillet 2003, il semble que le niveau d'eau se soit stabilisé, et puis qu'une remontée se soit amorcée au cours de la dernière moitié de l'année 2004. Depuis l'année 2000, la baisse totale observée à ce jour, atteint 3 m près des puits de Mine Niobec et diminue progressivement à environ 1 m (±0.5m) à une distance radiale de 1500 m. Une estimation du bilan hydrique utilisant les données du suivi et la géomatique a été réalisée sur une portion de l'aquifère recouvrant une superficie d'environ 41.6 km2. À partir des données du suivi de trois années consécutives, l'évapotranspiration réelle (ET) est estimée à 398.0, 428.6 et 325.6 mm, pour des précipitations totales (P) respectives de 812.7, 814.3 et 892.2 mm. Par contre, cette évaluation du bilan hydrique de l'aquifère est affectée par une grande incertitude; c'est le cas notamment de l'évapotranspiration, de la quantité d'eau emmagasinée, du ruissellement et de la quantité d'eau sortie aux cours d'eau exutoires. En première approximation, la différence entre P et ET est considérée la recharge de l'aquifère; le ruissellement en surface est considéré comme négligeable sur le plateau sablonneux. Un modèle de simulation numérique de l'écoulement dans l'aquifère de Saint-Honoré a été développé afin d'intégrer dans un modèle conceptuel l'ensemble des informations disponibles. Le modèle numérique a été calé en régime d'écoulement permanent, sur le niveau d'eau de trente et un piézomètres, puis en régime transitoire sur le niveau d'eau de treize piézomètres et sur le débit annuel de dix cours d'eau exutoires pour une période correspondant aux trois années du bilan. Les simulations numériques corroborent adéquatement l'évaluation du bilan hydrique ainsi que les niveaux mesurés pendant les trois années du suivi. Le modèle de simulation est utilisé pour analyser trois scénarios d'exploitation de l'aquifère sous diverses conditions de recharge. Ces scénarios sont qualifiés d'optimiste, de connu et de pessimiste.

Les métaux toxiques associés à la minéralisation et à l'exploitation minière sont des cibles de choix pour les études environnementales. Le thallium, pourtant un métal toxique par excellence, n'a pas retenu beaucoup d'attention à cet effet, sans doute à cause de la rareté relative des dépôts de ce métal. L'objet de cette étude est l'accumulation naturelle du thallium en association avec les minéralisations de type Hg-Tl-(Au) dans la région de Lanmuchang, dans le sud-ouest de la province de Guizhou en Chine, dans la perspective géo environnementale d'une étude de cas sur les dangers du thallium. Plus précisément, cette étude vise à mettre en lumière les manifestations du thallium, ses processus de transfert et ses impacts environnementaux, en référence à la fois aux processus naturels et aux activités humaines. Dans ce sens, on a examiné la distribution et la dispersion du thallium, de même que celles du mercure et de l'arsenic, dans le substratum rocheux, les minerais sulfurés, le charbon, les sols, les sédiments, les eaux souterraines et de surface, la végétation et les produits agricoles. Cette étude montre que la région de Lanmuchang est géologiquement propice à l'accumulation du thallium, du mercure et de l'arsenic. On y note une présence importante de minéraux sulfurés tels que la lorandite, le cinabre, le réalgar, l'orpiment et la pyrite, qui agissent comme les hôtes principaux de Tl, Hg et As dans le roc et les minerais. Le thallium se présente soit comme substitution isomorphique dans la structure de minéraux sulfurés des minerais de mercure et d'arsenic, et dans les charbons, ou comme un minéral purement de thallium, la lorandite. Les accumulations de Tl, Hg et As se caractérisent par de fortes concentrations de Tl, Hg et As dans le roc, les minerais, les sols, les sédiments, les eaux de surfaces ou souterraines, de même que dans diverses plantes. La concentration de thallium dans les minerais sulfurés varie de 33 à 35000 ppm, de 12 à 46 ppm dans les charbons, de 33 à 490 ppm dans les roches hôtes, de 25 à 1100 ppm dans les minéraux secondaires, et de 6 à 330 ppm dans les affleurements de roches hôtes. Dans les sols des zones minéralisées, la concentration de thallium varie de 53 à 282 ppm; dans les dépôts alluviaux ou les sols de fondation, elle varie de 21 à 100 ppm; dans les matériaux soliflués, elle se situe entre 40 et 46 ppm; dans les sols vierges, on observe des valeurs entre 2.2 et 29 ppm. Des valeurs élevées de concentration en thallium ont été observées dans les sédiments du lit d'un cours d'eau, allant de 10 à 3700 ppm. La concentration en thallium est également élevée dans l'eau souterraine profonde provenant de la zone minéralisée en thallium (13.4-1102 Llg/l), diminuant progressivement aux valeurs normales (0.005 (Ltg/1) avec l'éloignement de cette zone. La concentration de thallium dans les cours d'eau varie de 0.3 à 33 jxg/1, avec des valeurs remarquablement élevées en aval d'une décharge d'eau souterraine non identifiée. Dans les divers légumes et céréales comestibles, le contenu de thallium varie de 0.21 à 494 ppm (poids à sec). L'absorption de thallium est plus importante pour les légumes que pour les céréales, et la concentration maximale en thallium est atteinte dans le chou vert. La dissémination du thallium, de même que celle du mercure et de l'arsenic, dans l'écosystème spécifique à Lanmuchang est contrôlée par la minéralisation originelle des sulfures de Tl-Hg-As, par la topographie et l'hydro-géomorphologie propres au territoire, et par les perturbations de l'activité humaine. On observe de fortes concentrations de thallium dans les zones minières et minéralisées. En dehors de ces zones, les concentrations diminuent graduellement, pour s'établir à un niveau normal. Le thallium en provenance du substratum rocheux s'accumule dans le sol et les sédiments, et il est dispersé par les eaux du bassin versant de Lanmuchang. On s'est servi de l'identification des sources naturelles et de la définition des niveaux géochimiques de base des métaux toxiques pour faire la part des choses entre d'une part, la contribution relative des activités minières passées et actuelles, et d'autre part, celle des processus naturels. Des concentrations géochimiques de base élevées dans les roches de surface et dans les sols indiquent que l'érosion naturelle ou lessivage de ces roches et de ces sols, en association avec la zone minéralisée en Tl et les activités minières, sont des facteurs déterminants de l'accumulation élevée de thallium dans les terres arables et sa concentration élevée dans le système aquatique. Le transfert du thallium dans les terres arables dépend des types de culture. La concentration de thallium dans les éléments comestibles des récoltes s'établit comme suit en ordre décroissant: chou vert > chili > chou chinois > riz > maïs. La concentration la plus élevée, 494 ppm en mesure à sec, s'observe pour le chou vert. Le contenu en Tl est beaucoup plus élevé que celui de Hg et As dans les récoltes, cet écart semblant être favorisé par la substitution de K+ par Tl+, ces deux ions ayant à peu près le même rayon. L'assimilation du Tl dans le corps humain se fait principalement par le biais de la chaîne alimentaire, les vecteurs d'assimilation dermiques et respiratoires étant moins importants. Étant donné la concentration élevée de Tl dans les récoltes, la principale assimilation de thallium dans la chaîne alimentaire est la consommation de produits agricoles provenant de sols locaux contaminés. La consommation quotidienne de Tl par le biais de produits contaminés localement est estimée à 2.7 mg en moyenne, ce qui est 60 fois plus élevées que celle de régions sans thallium. Par ailleurs, le niveau de Tl dans l'eau potable est inférieur à la norme de nocivité, et ne pose donc pas de risque pour la santé dans les présentes conditions. Hg et As n'ont pas de rôle significatif à jouer sur la santé de la population dans la région de Lanmuchang. Les conditions socio-économiques de cette région amplifient l'impact environnemental du thallium sur l'écosystème. La déficience nutritionnelle, plutôt que le facteur climatique, combinée avec une exposition aux concentrations élevées de Tl dans les sols et les récoltes, peut bien avoir causé la thalloxicose des années 60 et 70. Il est nécessaire que l'on prenne conscience des dangers du thallium, ce qui, avec l'introduction de mitigation par étapes faciles à appliquer, va conduire à une réduction de la dispersion de ce métal et des problèmes conséquents. On devrait tenir compte des résultats de cette étude dans l'élaboration des plans de développement de cette région. C'est un problème complexe que de trouver un remède dans un contexte géo environnemental tel que celui de Lanmuchang, mais on devrait développer des initiatives telles que l'introduction de plantes hyperaccumulantes de Tl, afin de réduire la concentration de thallium dans l'environnement, de même que le remplacement de la culture d'aliments comme le chou vert qui a une forte tendance à accumuler le thallium. Cette étude non seulement apporte une meilleure compréhension des processus de dispersion du thallium, mais elle souligne également la nécessité d'entreprendre des études dans des régions susceptibles d'être affectées par le thallium, et d'étudier les effets sur la santé humaine d'une exposition prolongée au Tl.

Tighza (ou Jebel Aouam) est un important district minier hercynien exploité pour Pb-Ag-Zn mais également riche en or et tungstène. Les structures aurifères majeures sont des filons quartzeux en transpression sénestre N70 °E à N 110 °E qui montrent 1) un quartz hyalin Q1a à tungstène, cataclasé en quartz saccharoïde Q1b, 2) un quartz Q2 (rare) à sulfures (löllingite -arsénopyrite) et or, et 3) un stade à pyrrhotite -sphalérite (chalcopyrite). La zonalité périgranitique est très nette, les teneurs en or diminuant rapidement en s'éloignant du granite de la mine. Les skarns du granite du mispickel montrent 4 stades de développement à andradite dominante vésuvianite fluorée, hédenbergite, hydrogrossulaire fluoré, et actinote fluorée. Les sulfures marquent l'infiltration de fluides minéralisés aurifères, et non pas une évolution rétrograde du skarn. Les quartz hyalin et saccharoïde montrent des fluides aquo-carboniques calciques, à H2S et cuivre, de composition constante (X H20 : 81 mole%; X C02: 18 mole%; X NaCI : 1 mole % environ). La pression de piégeage est de l'ordre de 1,5 à 2 kbars avec une température moyenne de 300 à 350°C. Ces inclusions précoces subissent des explosions, traduisant une remontée du bloc de Tighza et amenant la recristallisation d'un quartz saccharoïde Q2, à inclusions multiphasées sursaturées. Les datations 40Ar/39Ar démontrent le synchronisme à 286 +/-1 Ma du granite de la mine, des skarnoïdes à tungstène et des filons à scheelite -molybdénite, et suggèrent l'antériorité du filon aurifère W1 nord (291,8 +/- 0,3 Ma) par rapport au granite de la mine. La morphologie des minéralisations aurifères semble fonction de la perméabilité et de la réactivité de l'encaissant: une fracture précoce ouverte réactivée donne les filons aurifères, tandis qu'un encaissant plus réactif donne les disséminations aurifères et les skarns. Les arguments de terrain et les compositions isotopiques du plomb excluent une parenté entre les minéralisations pIombo-argentifères et aurifères.

Les milieux discontinus se caractérisent par une substitution totale ou partielle de la porosité primaire par une porosité secondaire portée par les fractures et failles. Les écoulements y sont souvent marqués par une forte ségrégation due aux contrastes de conductivité avec la matrice environnante, ainsi qu'entre les discontinuités. L'appréhension de leur géométrie constitue un enjeu majeur en hydrogéologie des milieux discontinus. La distinction entre milieux fracturés et milieux faillés est cruciale en modélisation hydraulique du fait que ceux-ci s'abordent de manières diamétralement opposées: les milieux fracturés forment des réseaux dont les propriétés hydrauliques macroscopiques sont envisagées à travers un schéma d'homogénéité statistique (fractal ou euclidien), privilégiant typiquement une représentation stochastique dans un continuum équivalent. Inversement, les failles sont des structures hydrauliques de grande dimension à l'échelle du réservoir et en nombre restreint. Elles doivent être considérées intrinsèquement dans les modèles d'écoulement comme des unités hydrauliques majeures bi-ou tridimensionnelles discrètes en interaction continue avec la matrice environnante, au sein desquelles les écoulements sont explicitement représentés de manière déterministe. C'est l'approche privilégiée dans cette thèse. L'incapacité des modèles hydrauliques conventionnels à reproduire les comportements transmis par les milieux discontinus est reconnue depuis plusieurs décennies. Les auteurs ont recherché des extensions de ces modèles, dont la plus notable est le modèle Generalized Radial Flow (Barker, 1988) qui introduit le paramètre dimension d'écoulement n et le concept de comportement non-radial (i.e., n ≠ 2). Ce modèle reproduit efficacement les signaux transmis par les milieux discontinus, toutefois sa signification physique est incertaine et les conditions hydrodynamiques associées au développement de dimensions non-radiales demeurent énigmatiques. Il en résulte une très faible applicabilité du modèle GRF malgré le très fort potentiel diagnostique renfermé par le paramètre n. On montre que ce paramètre décrit l'évolution géométrique de l'équipotentielle frontale au cours du test hydraulique transitoire. Le comportement non-radial serait donc produit par tout système dont la géométrie -ou les propriétés hydrauliques -produisent une évolution transitoire de cette surface admettant des modifications de forme progressives et régulières. On peut s'attendre à ce que ce phénomène soit engendré par les interactions transitoires entre une faille et sa matrice. Le premier volet de cette thèse se consacre à la vérification de cette hypothèse. La production de comportements non-radiaux n = 1,5 par le discontinuum faille verticale-matrice est démontrée par la modélisation numérique tridimensionnelle aux éléments finis. L'outil numérique a permis de contraindre quantitativement les conditions hydrodynamiques associées à ce comportement. Celui-ci découle du ralentissement du regime de diffusion au sein de la faille, engendré par l'approvisionnement matriciel. Par ailleurs, l'observation des modalités d'apparition des dimensions d'écoulement dans les milieux discontinus naturels (base de données de quarante-et-un essais de pompages) a fait ressortir des signatures complexes presque systématiquement composées de plusieurs périodes radiales et non-radiales, dont aucun modèle hydraulique existant ne peut rendre compte. Ces signatures multiphasées montrent une excellente homogénéité spatiale attestée par les tests d'interférences (six sites considérés). Un autre volet de cette thèse s'attache à explorer les moyens diagnostiques renfermés par une telle complexité et variabilité des comportements naturels à travers une approche numérique expérimentale recherchant des extensions du modèle à faille verticale analysé précédemment vers des configurations géométriques et hydrauliques moins idéalisées: faille inclinée jusqu'au stade horizontal, milieu composite (faille à l'interface), anisotropie. Plusieurs comportements élémentaires ont été élaborés, très bien corroborés par les signatures naturelles dont une interprétation avancée en termes de conditions d'écoulement discontinu est rendue possible. Ces résultats constituent une amélioration significative des modèles hydrauliques en milieux faillés, toutefois on montre que le potentiel diagnostique du paramètre dimension d'écoulement demeure très faiblement exploité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aquifères, Failles, Essais de pompages, Modélisation numérique.

Les milieux discontinus se caractérisent par une substitution totale ou partielle de la porosité primaire par une porosité secondaire portée par les fractures et failles. Les écoulements y sont souvent marqués par une forte ségrégation due aux contrastes de conductivité avec la matrice environnante, ainsi qu'entre les discontinuités. L'appréhension de leur géométrie constitue un enjeu majeur en hydrogéologie des milieux discontinus. La distinction entre milieux fracturés et milieux failles est cruciale en modélisation hydraulique du fait que ceux-ci s'abordent de manières diamétralement opposées : les milieux fracturés forment des réseaux dont les propriétés hydrauliques macroscopiques sont envisagées à travers un schéma d'homogénéité statistique (fractal ou euclidien), privilégiant typiquement une représentation stochastique dans un continuum équivalent. Inversement, les failles sont des structures hydrauliques de grande dimension à l'échelle du réservoir et en nombre restreint. Elles doivent être considérées intrinsèquement dans les modèles d'écoulement comme des unités hydrauliques majeures bi- ou tridimensionnelles discrètes en interaction continue avec la matrice environnante, au sein desquelles les écoulements sont explicitement représentés de manière déterministe. C'est l'approche privilégiée dans cette thèse. L'incapacité des modèles hydrauliques conventionnels à reproduire les comportements transmis par les milieux discontinus est reconnue depuis plusieurs décennies. Les auteurs ont recherché des extensions de ces modèles, dont la plus notable est le modèle Generalized Radial Flow (Barker, 1988) qui introduit le paramètre dimension d'écoulement n et le concept de comportement non-radial (i.e., n<>2). Ce modèle reproduit efficacement les signaux transmis par les milieux discontinus, toutefois sa signification physique est incertaine et les conditions hydrodynamiques associées au développement de dimensions non-radiales demeurent énigmatiques. Il en résulte une très faible applicabilité du modèle GRF malgré le très fort potentiel diagnostique renfermé par le paramètre n. On montre que ce paramètre décrit l'évolution géométrique de l'équipotentielle frontale au cours du test hydraulique transitoire. Le comportement non-radial serait donc produit par tout système dont la géométrie - ou les propriétés hydrauliques - produisent une évolution transitoire de cette surface admettant des modifications de forme progressives et régulières. On peut s'attendre à ce que ce phénomène soit engendré par les interactions transitoires entre une faille et sa matrice. Le premier volet de cette thèse se consacre à la vérification de cette hypothèse. La production de comportements non-radiaux n = 1,5 par le discontinuum faille verticale-matrice est démontrée par la modélisation numérique tridimensionnelle aux éléments finis. L'outil numérique a permis de contraindre quantitativement les conditions hydrodynamiques associées à ce comportement. Celui-ci découle du ralentissement du régime de diffusion au sein de la faille, engendré par l'approvisionnement matriciel. Par ailleurs, l'observation des modalités d'apparition des dimensions d'écoulement dans les milieux discontinus naturels (base de données de quarante-et-un essais de pompages) a fait ressortir des signatures complexes presque systématiquement composées de plusieurs périodes radiales et non-radiales, dont aucun modèle hydraulique existant ne peut rendre compte. Ces signatures muîtiphasées montrent une excellente homogénéité spatiale attestée par les tests d'interférences (six sites considérés). Un autre volet de cette thèse s'attache à explorer les moyens diagnostiques renfermés par une telle complexité et variabilité des comportements naturels à travers une approche numérique expérimentale recherchant des extensions du modèle à faille verticale analysé précédemment vers des configurations géométriques et hydrauliques moins idéalisées : faille inclinée jusqu'au stade horizontal, milieu composite (failieà l'interface), anisotropie. Plusieurs comportements élémentaires ont été élaborés, très bien corroborés par les signatures naturelles dont une interprétation avancée en termes de conditions d'écoulement discontinu est rendue possible. Ces résultats constituent une amélioration significative des modèles hydrauliques en milieux failles, toutefois on montre que le potentiel diagnostique du paramètre dimension d'écoulement demeure très faiblement exploité.

Ces dernières années, tous ceux qui interviennent dans la gestion du milieu forestier font face à de nouvelles réalités (législation, ouverture de marchés, contraintes environnementales...)- Cette situation implique une réorganisation du travail et plus que jamais, on doit faire appel à des outils modernes et efficaces pour recueillir les données représentant les principaux paramètres d'un territoire forestier. Les expériences des dernières années ont démontré que la télédétection et les systèmes d'information à référence spatiale ouvrent de nouvelles avenues sur la façon d'acquérir et de gérer l'information forestière. L'objectif de ce travail est d'évaluer une méthode permettant de caractériser, à partir d'imagerie vidéographique, la densité (tiges/hectare) et l'état de défoliation des peuplements résineux d'un territoire forestier boréal. Le site étudié (86 km) est localisé en plein c?ur de la sous-zone boréale supérieure, à quelques 75 km au nord-ouest de la ville de Saint-Félicien au Lac-Saint-Jean. Ce territoire est sous la gestion de la compagnie forestière Donohue Saint-Félicien et est principalement composé de peuplements de résineux d'une haute densité forestière. Le site fut imagé à l'aide d'une version modifiée du capteur XYBION MSC-02 SPL-4076. Les bandes spectrales acquises sont le vert (550 nm), le rouge (650 nm) et enfin, le proche infrarouge (800 nm). Vingt-cinq lignes de vol dont les axes sont espacés de 400 m furent nécessaires pour échantillonner le territoire. En premier lieu, on a appliqué aux images des prétraitements de routine permettant de corriger l'aberration chromatique latérale et le défaut de registration entre les plans spectraux. Par la suite, les images dont le groupement d'essence est le résineux furent divisées en quatre groupes, en fonction de la densité forestière (A à D). Dans chaque groupe, on a sélectionné aléatoirement trente images à l'intérieur desquelles on a positionné arbitrairement une placette de 135 x 135 pixels. Ces 120 placettes furent dénombrées par trois interprètes. En raison de la forme conique d'un résineux et de l'exposition plus directe de sa cime à la lumière solaire, son profil radiométrique passe par un maximum local au voisinage de cette cime. Nous avons utilisé une méthode de reconnaissance de ces maxima pour dénombrer automatiquement les tiges. Par la suite, ces maxima furent analysés afin d'évaluer l'état de défoliation des tiges dénombrées. Afin d'évaluer la performance de la méthode, le dénombrement obtenu par l'algorithme fut comparé à la valeur moyenne du dénombrement obtenu par les trois interprètes. Cette première évaluation fut suivie d'une analyse des erreurs d'omission et de commission de l'algorithme. Pour évaluer la relation entre le contenu de l'image et la réalité terrain, trois placettes de terrain de 30 x 30 m furent implantées et inventoriées. La comparaison directe entre les résultats obtenus par le dénombrement fait par les interprètes et celui de l'algorithme donne, pour les densités A, B et C, des erreurs quadratiques moyennes respectives de 4,0%, 8,5% et 10,2%. Pour ces trois classes de densité, les variations de dénombrement entre les interprètes sont de l'ordre de 3% de la moyenne. Toutefois, cette erreur peut augmenter à plus de 20% pour certaines des images de densité D alors que pour ces mêmes images, l'erreur de l'algorithme peut atteindre 75%. Pour ces raisons cette classe de densité forestière fut qualifiée d'indénombrable par la méthode présentée. En tenant compte séparément des erreurs d'omission et de commission de l'algorithme, l'erreur totale de la méthode est légèrement supérieure à celle précédemment présentée et se situe respectivement, pour les densités A, B et C, à 5,2%, 8,6% et de 11,0%. De façon générale, avec l'augmentation du nombre de tiges, les erreurs d'omission ont tendance à augmenter alors que les erreurs de commission diminuent. D'autre part, l'analyse de la teinte des tiges dénombrées a permis de les classifier selon trois classes de défoliation. Enfin, les résultats découlant de l'analyse des placettes de terrain montrent que les images sous-estiment le nombre de tiges. Plusieurs tiges des strates dominantes et codominantes ne sont pas résolues.