The Rajapalot gold-cobalt project in northern Finland is an exciting, relatively new discovery, still being explored with hopes to start mining in the future. The area was found by a IP/Resistivity survey in 2013. Extensive geophysical follow-up surveys have delineated several electromagnetic targets, one of which, named Raja, is the target anomaly this master thesis is built upon. A TEM survey was carried out during late August to early September 2018. The data collected was analyzed, processed and later modelled in Maxwell using Leroi, a CSIRO module. Three separate models are produced with one, two, and three plates respectively. The result is compared to existing VTEM and resistivity models. / Rajapalot guld-kobolt-projektet i norra Finland är en spännande, relativt ny upptäckt som fortfarande undersöks med hopp om att starta gruvbrytning i framtiden. Området upptäcktes via en IP/Resistivitets-undersökning under 2013. Omfattande geofysiska undersökningar har avgränsat flera elektromagnetiska anomalier, varav en, döpt Raja, är den anomali som den här masteruppsatsen är uppbyggd kring. En TEM-undersökning utfördes under slutet av augusti, början av september 2018. Insamlade data analyserades, bearbetades och modellerades senare i Maxwell med hjälp av Leroi, en insticksmodul från CSIRO. Tre separata modeller togs fram med respektive, en, två, och tre plattor. Resultatet jämfördes mot befintliga VTEM-, och resistivitetsmodeller.

The St. Elias Orogen is the result of oblique collision and flat-slab subduction in the Gulf of Alaska between North America (NA) and the Yakutat microplate (YAK). Extensive glaciation and a complex tectonic environment make this region a unique case study in which to examine the details of terrane accretion and the possible coupled influence of climate and tectonic drivers on the structural and topographic evolution of an orogenic wedge. The dataset for this project includes: 3 multi-channel seismic reflection surveys (~4000 km total seismic reflection data) and a ~450 km-long wide-angle seismic refraction profile. Reflection seismic profiles across the offshore YAK-NA deformation front, provide constraints for quantifying Pleistocene deformation recorded in the glaciomarine Yakataga formation. Growth strata and kinematic fold analysis allow comparison of relative timing of fault activity, which reveals temporal and spatial shifting of deformation within the margin towards the onshore eastern corner of the orogen. This information is important not only for the development of regional tectonic models, but also for understanding how climatic shifts may have affected the evolution of margin architecture during Pleistocene glacial-interglacial periods. Joint tomographic inversion of coincident reflection and refraction profiles constrains YAK crustal velocity and thickness. The offshore YAK crust ranges in thickness from 15 to 35 km, considerably thicker than normal oceanic crust. The crustal thickness and velocity structure support an oceanic plateau origin for the YAK microplate. Crustal velocity and structure are continuous across the YAK shelf except for a regional dip of the top of YAK crust of ~3° to the west. Moho arrivals across the profile do not mimic the dipping trajectory of the basement, indicating that the offshore YAK crust is doorstop-shaped, thinning in the convergence direction. This geometry leads to the following implications for the YAK-NA collision: first, uplift and deformation have intensified through time as successively thicker, more buoyant YAK crust attempts to subduct; second, current topography, exhumation and deformation patterns are partially controlled by underlying crustal geometry of converging YAK crust. / text

Nous nous intéressons à la modélisation et à la simulation numérique d'écoulements gravitaires transitoires à surface libre, pour des fluides visqueux et incompressibles. La loi de comportement est de type viscoplastique avec transition fluide/solide. Plus précisément, nous considérons la loi rhéologique de Drucker-Prager. Nous nous intéressons tout d'abord le cas unidimensionnel d'un écoulement longitudinal cisaillé. Nous étudions un modèle simplifié, avec terme source empirique, pour lequel nous concevons une méthode numérique pour le suivi de la position de l'interface entre la couche solide et la couche fluide. Nous présentons des résultats numériques, avec divers termes sources, et nous comparons ces résultats, lorsque la viscosité est petite, à la solution analytique non visqueuse. Dans le cas visqueux, nous étudions les phases de démarrage et d'arrêt de l'écoulement. Dans un second temps, nous étudions le cas bidimensionnel d'écoulement de Drucker-Prager avec surface libre. La loi de comportement du fluide est traitée par régularisation, et nous utilisons la méthode ALE pour traiter le mouvement du domaine. Nous présentons des résultats numériques pour l'étude de la mise en mouvement d'un talus / This thesis deals with the modeling and numerical simulation of transient free-surface gravity flows, for viscous and incompressible fluids. The constitutive law is viscoplastic, with fluid/solid transition. More precisely, we consider the Drucker-Prager rheological law. We first study the case of a one-dimensional shear flow. We investigate a simplified model, with an empirical source term, for which we develop a numerical method to compute the position of the solid/fluid interface. We present numerical results for various source terms, and compare, in the case of small viscosity, our results to the inviscid analytical solution. In the viscous case, we study the case of a two-dimensional Drucker--Prager flow with free surface. The constitutive law of the fluid is regularized, and the ALE method is used to treat the displacement of the domain. Numerical results are presented for the setting in motion of an embankment

La recherche a porté sur les contraintes reliées à la modélisation des écoulements des eaux souterraines en aquifère côtier. Dans ces aquifères, la présence concomitante d’eaux douces et d’eaux salées modifient les patrons d’écoulement classiquement représentés par l’équation de Darcy. L’influence de la salinité de l’eau sur ses propriétés (densité) et sur la perméabilité du milieu complexifie la représentation mathématique des équations d’écoulement et la résolution des systèmes d’équations. Par ailleurs, l’influence des hétérogénéités du milieu rend plus difficile et hasardeux le paramétrage des modèles et leur calibration. Pour ce faire, nous avons proposé d’utiliser les résultats d’investigations géophysiques et isotopiques des eaux. Une meilleure description du milieu souterrain et l’imagerie de l’interface eau douce/eau salée peut en effet aider à un meilleur paramétrage et à une validation accrue de la simulation des écoulements des nappes côtières. Les mesures géochimiques telles celles des isotopes du radium ont aidé à la validation des flux et concentrations simulés. Notre approche a été appliquée sur la partie aval de la nappe de la Crau. La comparaison des résultats simulés par le modèle aux données de terrain résultant des suivis réalisés ont montré l’intérêt et l’applicabilité et la validation de notre approche méthodologique / The research has focused on the constraints related to the modeling of groundwater in coastal aquifer. In these aquifers, the concomitant presence of freshwater and saltwater alters the flow patterns typically represented by the Darcy equation. The influence of salinity on density and permeability complex the mathematical resolution of flow equations. Moreover, the influence of heterogeneities of aquifer makes it more difficult and risky the model parameterization and its calibration. We propose to use fort that the results of both geophysical and isotopic investigations. Thus, we hypothesize that the description of the subsurface and the imaging of the freshwater/saltwater can help to setup and validate the simulation of groundwater in coastal aquifers. Also we have shown that geochemical measurements such as radon may help to validate the simulated flow. Our approach was applied on the downstream part of the Crau aquifer. The comparison of simulated results to data resulting from monitoring has shown the usefulness and applicability of our approach.

Cette recherche s’appuie pour certaines données, fournies par des institutions mexicaines sur des bases de donnée réelle. L’objectif est de mesurer les indices de fiabilité des bâtiments en béton armé soumis à des forces sismiques réelles avec épicentre proche, construits sur un sol rigide. Il existe une nécessité d’évaluer l’effet des incertitudes affectant les bâtiments de l’État de Guerrero, du fait que la recherche géophysique un estime GAP sismique avec une zone de 220x90 2km , qui produirait un événement sismique de magnitude Mw=8.4. Nous avons déterminé que la période prédominante de site dans un intervalle de 0.034 à 0.36 [Pérez D. and Mebarki A., 2007]. Nous obtenons ceci, avec l’interprétation de 3600 séismes réels d’une base de données de la SMIS, sélectionnés pour leur grande magnitude et épicentre proche. Lorsque l’ordonnée du spectre de réponse du sol est plus grande que celle du spectre du code, on doit approfondir l’analyses des bâtiments qui s’y trouvent du fait du plus grand risque de dommage et effondrement. Trois propositions de bâtiments de différentes résistances apparaissent, à savoir : 1. Calculer avec les propriétés des matériels de l’Etat de Guerrero. 2. Calculer avec les propriétés de la région centre du pays [RCDF], comme l’on fait actuellement, et, 3. Estimer une dégradation de résistance des bâtiments pour les séismes observé dans le passé. La capacité de résistance latérale du bâtiment est estimée avec deux types d’analyse. Il s’agit de : 1. Static Adaptive Pushover Analysis [DAP], avec laquelle nous mesurons le niveau de ductilité que développe le bâtiment, connaissant le point de plastification et la déformation ultime de chaque bâtiment. 2. Incremental Dynamic Analysis [IDA], pour évaluer en fonction de temps la résistance des bâtiments, soumis à des événements sismiques réels avec changement d’échelle et détermine les moments et la durée de l’état limite du bâtiment a été dépassé. On a observé que les indices de fiabilité dans les bâtiments soumis à des forces sismiques avec épicentre proche, dépendent beaucoup des conditions de sol et de la magnitude du séisme. Les effets de site changent de manière significative quand la magnitude de l’événement sismique augmente, ce qui fait varier les indices de fiabilité des bâtiments. Cette variation montre de l’importance à connaître les propriétés des matériaux de l’État de Guerrero, parce qu’ils influencent grandement sur la période fondamentale de l’édifice / With real information provided by Mexican Institution, we begin this research. The objective is to measure the indexes of reliability of reinforced concrete buildings subjected to real seismic forces with near epicenter, erected on hard soil. There is a need to assess the uncertainty affecting the buildings in the State of Guerrero, since geophysical researches estimate a GAP of area of 220x90 2 km , which will generate an earthquake of Magnitude Mw=8.4. We expect that the predominant period has a range of 0.034 to 0.36 sec [Pérez D. and Mebarki A., 2007]. We achieved this, with the interpretation of 3600 real earthquake from a database of SMIS, selected by their great magnitude and near epicenter. Where the ordinate of the response spectrum of the ground should be superior than the design spectra, thereby considering the buildings that are at greatest risk of damage or collapse. Three proposals for buildings with different resistance emerge, that are: 1. To calculate according to the properties of the materials in the State of Guerrero. 2. To calculate with the properties of the region central of the country [RCDF], as currently done and. 3. To estimate a degradation of resistance of the buildings for the earthquakes suffered in the past. The capacity of lateral resistance of the buildings is considered with two analysis types, that are: 1. Static Adaptive Pushover Analysis [DAP], which measures the level of ductility that develops the building, knowing with this, the yield point and the ultimate capacity of each building. 2. Incremental Dynamic Analysis [IDA], in which the resistance of the building is evaluated in the time-history, with real seismic events scaled to know the duration in which the value of the state limit of the building has been exceeded. We observed that the indexes of reliability in the buildings subject to seismic forces with near epicenter are highly dependent on the conditions of ground and the magnitude of the earthquake. The effects of site changes significantly, when the magnitude of the seismic event increases, that make vary the building reliability indexes. These variations show the great importance and attention that should be devoted to properties of the materials in the State of Guerrero, because they influence significantly the fundamental period of the buildings / Con información real proporcionada por instituciones mexicanas iniciamos este trabajo de investigación. El objetivo es medir los índices de confiabilidad de los edificios de concreto reforzado sometidos a fuerzas sísmicas reales con epicentro cercano, construidos sobre un suelo rígido. Existe una necesidad de valorar la certidumbre en los edificios del estado de Guerrero, debido investigaciones de geofísica que estiman un GAP de área de 220x90 2km que generaría un evento sísmico de magnitud Mw=8.4. Determinamos que el periodo predominante tiene un intervalo de 0.034 a 0.36 [Pérez D. and Mebarki A., 2007]. Logramos esto, con la interpretación de 3600 sismos reales de una base de datos de la SMIS, seleccionados por su gran magnitud y epicentro cercano. Donde la ordenada del espectro de respuesta del suelo debe ser mayor a la del espectro de diseño, con ello considerar a los edificios que se encuentren con mayor riesgo de daño o colapso. Tres propuestas de edificios de diferentes resistencias surgen, que son: 1. Calcular con las propiedades de los materiales del estado de Guerrero. 2. Calcular con las propiedades de la región centro del país [RCDF], como se hace actualmente y, 3. Estimar una degradación de resistencia de los edificios por los sismos sufridos en el pasado. La capacidad de resistencia lateral del edificio se estima con dos tipos análisis, estos son: 1. Static Adaptive Pushover Analysis [DAP], con el cuál medimos el nivel de ductilidad que desarrolla el edificio, conociendo con esto, el punto de fluencia y el de capacidad última de cada edificio. 2. Incremental Dynamic Analysis [IDA], se evalúa la resistencia del edificio en la historia del tiempo, con eventos sísmicos reales escalados para conocer el momento en el cuál el valor del estado límite del edificio ha sido excedido. Se observó que los índices de confiabilidad en los edificios sujetos a fuerzas sísmicas con epicentro cercano, dependen mucho de las condiciones de suelo y la magnitud del sismo. Los efectos de sitio cambian de manera considerable cuando la magnitud del evento sísmico aumenta, lo que hace variar los índices de confiabilidad de los edificios. Esta variación le da importancia a conocer las propiedades de los materiales del estado de Guerrero, porque influyen en el periodo fundamental del edificio

À l'intérieur de l'ensemble jurassien, des accidents verticaux décrochants sénestres recoupent les structures géologiques. Au niveau du Jura méridional, ces failles, du nord au sud, du Vuache, de Culoz et du Col du Chat, affectent une couverture sédimentaire mésozoïque déformée de 2 à 3 km d'épaisseur, et peut être le socle. Elles sont marquées par l'existence d'une sismicité très superficielle. Le premier objectif de cette thèse est d'obtenir de nouvelles informations sur la cinématique quaternaire de ces failles. Le second objectif est de répondre aux interrogations sur la géométrie et l'enracinement des structures du Jura méridional. Pour répondre à ces questions, j'ai réalisé une étude pluridisciplinaire alliant géophysique de subsurface (tomographie électrique), sismique lacustre haute résolution, déploiement d'un réseau sismologique dédié à la détection des séismes de très faible magnitude, analyse de profils sismiques pétroliers retraités et géologie de terrain (étude de la structure et des déformations des dépôts quaternaires). Nous avons ainsi pu, établir que ces failles sont actives au Quaternaire. La faille du Vuache s'enracine dans le socle, présente une sismicité historique et instrumentale bien documentée, et affecte dans sa partie sud les sédiments quaternaires comme montré par des profils de résistivité électrique et les profils sismiques haute résolution imageant le remplissage lacustre du lac d'Annecy. La faille de Culoz présente une sismicité historique et instrumentale soulignant son enracinement dans le socle. À terre, les profils de résistivité électrique illustrent son activité quaternaire. Dans le lac du Bourget, la faille de Culoz présente une structure en fleur en profondeur tandis que vers la surface, dans les sédiments tardi-glaciaire à Holocène, nous avons pu mettre en évidence des fractures de type Riedel. L'observation à terre, de sédiments quaternaires anciens faillés confirme son activité. La faille du Col du Chat affecte le remplissage post-Würm du lac du Bourget et semble associée à une sismicité profonde. Les trois failles étudiées montrent une continuité géométrique entre le socle cristallin et la couverture. Il semble donc qu'actuellement la déformation du Jura implique le socle. On peut donc reprendre l'hypothèse tirée de l'analyse du profil ECORS, que la déformation la plus récente du Jura est une déformation hors séquence impliquant un chevauchement de socle sous la haute chaîne du Jura réutilisant probablement une faille bordière d'un bassin carbonifère. Ce chevauchement crustal serait alors la principale source potentielle de séismes de forte magnitude de la région. Grâce aux différentes méthodes mises en œuvre, les longueurs et la profondeur d'enracinement des failles ont été déterminées. Pour les trois failles étudiées une estimation de la magnitude de moment possible a été réalisée ainsi, un séisme de magnitude Mw de 6.2 à 7.2 est possible sur la faille du Vuache, sur la faille de Culoz un séisme de 6.4 à 6.7 peut survenir, tandis que sur la faille du Col du Chat un séisme de magnitude Mw 5.4 à 6.1 est envisageable. Les décrochements étudiés présentent des vitesses de glissement de l'ordre du dixième de millimètre par an. Aux vues des contraintes in situ mesurées dans le Jura méridional, le moteur de la déformation de ces failles ne peut pas être expliqué par la seule rotation de la plaque Adria par rapport à l'Eurasie. Il faut donc, à côté de cette rotation, imaginer un moteur de déformation lié à la chaîne elle–même. Ce moteur pourrait être la déflexuration de la plaque suite aux transferts de masse consécutifs à la déglaciation (transfert de masse de la glace et des produits d'érosion suite aux glaciations) et un détachement de la lithosphère subduite induisant une surrection de la partie axiale de la chaîne et une compression horizontale dans les parties externes. / Inside the Jura Mountains, left-lateral strike-slip faults intersect the geological structures. In its southern part, these faults, from north to south, the Vuache fault, the Culoz fault and the Col du Chat fault, affect a Mesozoic sedimentary coverage distorted of 2 to 3 km thick and may be the basement. This deformation is marked by the existence of a very shallow seismicity.The first major aim of this thesis is to obtain new information about the kinematic of Quaternary faults of the southern Jura. The second aim is to answer to questions about the geometry and the rooting of the structures.To answer these questions, I realized a multidisciplinary study combining subsurface geophysical (electrical resistivity tomography), lacustrine high resolution seismic, the deployment of a seismic network dedicated to the detection of very low magnitude earthquakes, analysis of reprocessed industrial seismic profiles, and field geology (the study of the structure and deformation of Quaternary deposits). We were able to establish that these faults are active in the Quaternary.The Vuache fault is rooted in the basement, has a well-documented historical and instrumental seismicity, and affects in its southern part Quaternary sediments as shown by electrical resistivity profiles and high resolution seismic profiles illustrating the infill of Annecy Lake.The Culoz fault presents a historical and instrumental seismicity emphasizing its roots in the basement. On land, the electrical resistivity profiles illustrate the quaternary activity, in Lake Le Bourget, the fault Culoz presents at depth a flower structure while to the surface in superficial sediments, we could highlight Riedel fractures. On land, the observation of old faulted Quaternary sediments confirms its activity.The Col du Chat fault affects post-Würm filling of Lake Bourget, and seems to be associated with a deep seismicity.The three studied faults, Vuache, Culoz and Col du Chat are faults showing geometric continuity between the crystalline basement and cover. These faults were considered as transfer faults in the Jura, which was itself considered as a chain formed without the involvement of the basement. So, it seems that at present the deformation of Jura involves the basement. We can then follow the hypothesis, that as shown by the analysis of ECORS profile, that the latest strain of the Jura is an out of sequence deformation involving a basement thrust bellow the High Jura chain probably reusing boundary faults of a Carboniferous basin. This basement thrust would be the main potential source of high magnitude earthquakes in the region.Through these methods, lengths and rooting depth faults were determined. For the three faults studied an estimate of the possible moment magnitude was achieved, a Mw earthquake of 6.2 to 7.2 is possible on the Vuache fault, on the Culoz fault an earthquake of 6.4 to 6.7 can occur while as the Col du Chat fault an earthquake of magnitude Mw 5.4 to 6.1 is possible.The studied strike-slip faults have a sliding rate about tenth of a millimeter per year. In view of the in situ stresses measured in the southern Jura, the driving-force of the deformation on these faults cannot be explained only by the rotation of the Adria plate relative to Eurasia. It is therefore possible that present-day deformation is due to this rotation but also to a driving force linked to the chain itself. This driving-force could be the deflexuration of the plate following mass transfer's deglaciation and a slab break-off inducing the current uplift of the axial part of the Alps and a horizontal stress in the external parts of the chain.

La sismique pétrolière est un domaine d'innovation continue depuis plus d'un siècle. Une part non négligeable des études concerne la séparation des différentes ondes se propageant dans le milieu exploré, en particulier les ondes de surface. A petite profondeur, les ondes de surfaces servent à la tomographie. Bien les connaître et les modéliser permet d'imager la proche surface. Quand la prospection est tournée vers les grandes profondeurs – soit 95% de l'industrie géophysique - ces ondes masquent les ondes de volume qui contiennent les informations sur les couches profondes. Il est donc fondamental de pouvoir s'en affranchir et l'étape de séparation est des plus importantes. Les ondes de surface peuvent cependant être utilisées pour une meilleure connaissance de la proche surface, ce qui permet d'en déduire après coup des paramètres utilisables pour améliorer l'imagerie en profondeur. La recherche s'est renouvelée dans ce domaine du fait de l'impulsion récente donnée par l'imagerie sismique passive à partir du bruit sismique ambiant ou la mise en place de nouvelles géométries d'acquisition. En parallèle, l'étude des champs pétroliers existants pour une meilleure exploitation tend à se développer dans l'industrie. La maîtrise de l'imagerie 4D (3 dimensions d'espace + le temps, appliqués à la surveillance de réservoir) devient dès lors une activité clé pour la recherche dans laquelle les variations des paramètres du sous-sol sont estimées. Le travail de thèse réalisé est issu des constatations suivantes : - En dépit de travaux très riches, les ondes de surface représentent encore un sujet d'investigation important en exploration géophysique. - Les expérimentations à l'échelle du laboratoire restent relativement peu usitées en géophysiques, en particuliers pour des études impliquant un grand nombre de points de mesure. La première partie de la thèse a permis de valider un environnement de laboratoire adapté à l'étude des ondes de surfaces, en particulier la mise en évidence d'un mélange « ondes de surface – ondes de volume » analogue à celui rencontré lors d' acquisitions terrestres. Ceci a pu être réalisé grâce à des gels d'Agar-agar de forte densité et la mise en place d'une chaine d'acquisition automatisée impliquant des réseaux de sources et de récepteurs denses. Une deuxième partie a permis de séparer les ondes de surface et les ondes de volume à l'aide de traitement d'antennes. Après séparation des ondes, il devient possible de suivre leurs variations de temps d'arrivées en présence de modification du milieu en surface et/ou en profondeur comme dans le cas d'une surveillance de réservoir en sismique pétrolière (4D). Une étude 4D complète a donc été réalisée, permettant de suivre non seulement les variations de temps d'arrivées mais également d'amplitude et de directions de départ et d'arrivées des ondes. Une méthode pour compenser les variations de vitesses parasites de la proche surface à été développée. Cette étude a été complétée par une étude issue de données terrains. Les profils de vitesse rencontrés sur le terrain font état de vitesses relativement faibles en surface. La conséquence en est que les différentes ondes de volume issues de la profondeur arrivent avec des angles d'incidences faibles et voisins les uns des autres. Les méthodes classiques de séparation d'ondes étant souvent inefficaces à ces angles, un chapitre a été consacré à l'étude des algorithmes de haute résolution dans le cadre de l'exploration sismique. Enfin, en tirant partie de la haute densité spatiale de points d'acquisitions rendue possible par l'environnement mise en place, une étude comparée de deux dispositifs - l'un théoriquement idéal mais peu réaliste et l'autre économiquement viable sur le terrain mais moins efficace - a permis de s'attaquer au problème des ondes réfléchies sur des diffractants en surface qui perturbent beaucoup les acquisitions actuelles. Une nouvelle solution de filtrage a été proposée pour le deuxième cas. / Seismic exploration is a continuous innovation domain since more than one century. A significant part of the studies consists in separating the various waves propagating in the medium, especially surface waves. In the near-surface, surface waves are useful for tomography. Near-surface imaging becomes possible if they are well modelised. When exploration is dedicated to depth – meaning more than 95% of the seismic exploration business – the surface waves mainly hide body waves, which contains the informations related to the depth. Body and surface wave separation then becomes a fundamental task. In these situations, the surface waves can nevertheless be used to better know the near surface. It allows computing parameters usable to better the depth imaging. Research knew recent developments in this domain due to the recent impulsion given by the passive seismic imaging from ambient noise and the study of new acquisition designs with high spatial density. In parallel, the oil fields study for better exploitation is growing as a new industrial development axis. 4D (i.e. 3 spatial dilensions + time) imaging mastering becomes a key research activity, in which sub-surface parameters are estimated and monitored. This PhD thesis comes from the following remarks: - Despite rich works, surface waves are still an important research issue in seismic exploration. - Laboratory scale experiments know relatively few investigations, especially for high density acquisition design. The first step has been dedicated to the set up and the validation of a complete acquisition environment in the laboratory, adapted to surface wave study and high spatial density. Using Agar-agar phantoms, a mix of S body waves and Rayleigh surface waves comparable to the on-field P body waves and Rayleigh wave mix has been highlighted. Then, using array processing, wave separation has benne successfully demonstrated. After waves separation, it becomes possible to follow their arrival time variation in presence of surface and/or depth variation in the medium, as in reservoir monitoring conditions. A complete 4D study has been performed, allowing not only the arrival time monitoring but also amplitude and arrival and launch directions. A method has been proposed to compensate the near-surface spurious variations. An adaptation of the method on a field data set is then performed. Generally, velocity profiles on the field show weak velocities in the sub-surface. As a consequence, the various waves coming from the depth have weak and comparable incidences angles. Classical separation method using array processing are usually insufficient to work with such incidence angles set. For this reason, a complete part of this work has been dedicated to the study of high resolution algorithms in the frame of seismic exploration and their adaptation. At the end, taking advantage of the high spatial density allowed by the laboratory environment, a comparative study of two designs – the first one theoretically ideal but somewhat unrealistic and the second one more viable economically but less efficient – has been performed to address the scattered waves filtering issue. For the second design, a new filtering method has been proposed to enhance the scattered waves filtering.

L’étude morphostructurale de la Jeffara orientale a été basée sur l’analyse des anomalies du réseau de drainage et l’analyse structurale du modèle numérique de terrain (MNT, SRTM), comparées aux interprétations de lignes sismiques réflexion 2D onshore et offshore, de données structurales et lithologiques de terrain et la relecture et ré-interpretation de travaux préexistants. La présente étude a, notamment, mis en évidence de nouveaux indices structuraux qui plaident en faveur de la présence d’un mouvement décrochant dextre : (1) des fentes de tension en échelon et des fentes de tension sigmoïdes (en S), caractéristiques d’un mouvement décrochant dextre de direction NW-SE pour l’île de Jerba, associées à des failles de directions prédominantes N120 °E à N130 °E décrivant un mouvement transtensif décrochant dextre. Ces failles décrochantes à composante normale sont structurées en « couloirs de décrochements transtensifs » bien visibles sur les profils de sismique réflexion 2D, par le pendage régional des réflecteurs sismiques vers le NE (mer Méditerranée), par les zones transparentes et les décalages verticaux des faciès sismiques ; (2) des plis parallèles, de direction N070 °E (au SE de Jerba, au Nord de la ville de Zarzis et au NW de Bahiret el Bibane), des axes de plis décalés en dextre (au SE de l’ile de Jerba et au Nord de la ville de Zarzis), des plis dissymétriques et (3) des diapirs NW-SE et NE-SW, qui s’étalent suivant les directions préférentielles de fractures en offshore. Sur le plan géodynamique, la présente étude pluridisciplinaire permet de simplifier l’histoire tectonique de la Jeffara maritime, depuis la limite Crétacé Inférieur – Crétacé Supérieur, par (1) un relatif continuum de régime tectonique compressif/décrochant avec σ1 globalement NNW-SSE à N-S entrainant un raccourcissement presque N-S et un échappement local du « plancher » du golf de Gabès vers l’Est, liée à la bordure libre méditerranéenne. Chaque déplacement transtensif engendrerait une remontée diapirique et une extension halocinétique pluri à multidirectionnelle. En plus, l’étude morphostructurale associée à l’interprétation d’un maillage serré de lignes de sismique réflexion 2D couvrant une partie SE de la Jeffara, a permis de souligner les directions de failles majeures E –W du craâton africain avant le rifting téthysien et leur faible ré-activation postérieure et de mettre en place un modèle structural silurien de la région de Ksar Haddada. Ce dernier est caractérisé par une structuration en horsts et grabens, orientés E – W, qui se trouvent entrecoupés par des failles normales majeures de même direction. L’analyse des linéaments morphostructuraux met en avant une possible relation entre la structuration profonde E – W, décelée sur les cartes isobathes au toits des formations siluriennes (Accacus d’âge Silurien Supérieur et Tannezuft d’âge Silurien Inférieur) et les alignements morphostructuraux de surface, qui ont montré une direction majeure caractéristique E-W.En conclusion, les répercussions pétrolières de la structuration de la Jeffara apparaissent intéressantes. Le bassin pull apart que forment l’île de Jerba et les péninsules de Jorf et Zarzis, dont le cœur est occupé par Bahiret Boughrara permet la mise en place d’un complexe diapirique à fort intérêt pétrolier, favorisant le piégeage des hydrocarbures par les remontées salifères / The morphostructurale study of oriental Jeffara was based on the analysis of the anomalies of the network of drainage and the structural analysis of the digital terrain model (MNT, SRTM), compared with the interpretations(performances) of seismic lines onshore and offshore 2D reflection, of structural data and lithologiques by ground and the review(proofreading) and the ré-interpretation(ré-performance) of pre-existent works. The present study highlighted, in particular, new structural indications which advocate for the presence of a movement dropping out dexter: (1) of the cracks of tension in level and cracks of tension sigmoïdes (in S), characteristics of a movement picking up(taking down) right hand of direction(management) NW-SE for the island of Jerba, associated with weaknesses(faults) of dominant directions(managements) N120 °E to N130 °E describing a transtensif movement

Au travers de leurs instabilités, les ondes internes de gravité, qui se propagent dans les fluides stratifiés, jouent un rôle crucial dans la dynamique océanique. En effet, ces instabilités transfèrent de l'énergie vers les petites échelles et créent ainsi du mélange. Parmi ces mécanismes, nous avons étudié l'instabilité triadique résonante (TRI). Ce processus se caractérise par l'émission à partir d'une onde-mère de deux ondes-filles, dont les fréquences et vecteurs d'onde vérifient avec l'onde-mère des conditions de résonance temporelle et spatiale. Dans le cas où une rotation globale du fluide (cas général en géophysique) s'ajoute à la rotation, celle-ci va changer les propriétés non seulement des ondes internes, on les appellera alors ondes gravito-inertielles, mais aussi de la TRI. L’étude expérimentale sur table tournante de l'instabilité d'un faisceau de forme contrôlée d'onde gravito-inertielle a mis en évidence l’importance de la rotation sur les caractéristiques de la TRI, comme le seuil d'instabilité ou les caractéristiques des ondes secondaires. En outre, ces résultats sont en très bon accord avec un développement asymptotique de cette instabilité qui prend en compte la taille finie du faisceau, paramètre déterminant au laboratoire et dans un contexte océanique. Cet effet est responsable notamment de l'existence d'une latitude critique dans l'océan.Dans un second temps, la réalisation d'un nouveau type de générateur d'onde axisymétrique a permis d'étudier la propagation d'ondes axisymétriques à trois dimensions. Les modes axisymétriques générés par ce nouveau dispositif ont été caractérisés et comparés aux solutions analytiques. Ce dispositif permet également de créer une excitation annulaire localisée qui focalise les ondes internes au centre de la cuve. En changeant la vitesse de groupe de ces ondes, au travers d'une stratification non-linéaire, nous pouvons créer une forte accumulation d'énergie au point de focalisation. En fonction de l'amplitude de l'excitation, on observe la transition entre un état stable vers un état fortement instable. / Through their instabilities, internal gravity waves, which propagate in stratified fluids, play a paramount role in the oceanic dynamics. Indeed, their instabilities transfer energy to small scales and lead to mixing. Among these instabilities, we studied the triadic resonant instability (TRI). This process is characterized by the generation from a primary wave of two secondary internal waves, whose frequencies and wave vectors fulfill the spatial and time resonance conditions. If the fluid is also rotating (which is in generally the case in geophysics), rotation changes not only the properties of internal waves, which, in this case, are named inertia-gravity waves, but also the properties of the TRI. The experimental study on a rotating plateform of the instability of a controlled internal wave beam highlighted the role played by rotation on TRI features, such as the instability threshold or the characteristics of the secondary waves. Moreover, these results are in excellent agreement with an asymptotic development of the instability that takes into account the finite width of the wave beam, key parameter in a laboratory and oceanic context. this effect is responsible for the existence of a critical latitude in the ocean.In a second part of this work, we built a new wave generator, which allowed for the study of tridimensional axisymmetric waves. The axisymmetric modes generated by this new set-up were characterized and compared to analytical solutions. The generator can also produce a localized axisymmetric bump which focalises the wave in the center of the tank. By changing the group velocity of the waves, through a non-linear stratification, we are able to create a large energy build-up at the point of focalisation. Depending on the amplitude of the wave, we observe the transition from a stable state to a strongly unstable one.

Les versants viticoles en Côte-d’Or (Bourgogne, France) présentent une forte diversité de sols résultant d’interactions entre des facteurs naturels et des facteurs anthropiques opérant à diverses échelles spatio-temporelles. Le sol représente un enjeu majeur en viticulture, car il détermine en partie la qualité de la production viticole. Or, il est soumis à d’importantes dégradations causées par l’érosion. Pour mieux gérer ce patrimoine sol et pérenniser la viticulture côte d’orienne, une meilleure connaissance de celui-ci est nécessaire. Ce travail a pour objectifs de caractériser les sols viticoles et d’identifier les facteurs qui contribuent à leur diversité par une approche interdisciplinaire croisant la géologie, la géomorphologie, la pédologie, l’histoire de l’occupation du sol et des pratiques. Les données ont été acquises à très haute résolution spatiale à partir de diverses méthodes d’imagerie i.e. télédétection par imagerie, géophysique de subsurface et modèle numérique de terrain. À l’échelle du versant, les cartes pédologiques produites à grande échelle permettent de discuter du modèle d’organisation des sols. À l’échelle de la parcelle, ces cartes mettent en évidence l’impact de l’homme sur la diversité des sols, par son rôle sur la structure du parcellaire et l’intensité de l’érosion notamment. La diversité des sols viticoles dépend de l’échelle spatiale à laquelle ils sont observés. À l’échelle du versant, les sols évoluent en fonction des variations du substrat géologique et de la topographie, suivant le modèle de topolithoséquence. À l’échelle de la parcelle, les variations du sol, telles que son épaisseur et son statut organique, peuvent être appréhendées, permettant d’en prédire le comportement agronomique. L’influence de l’homme se marque à la fois sur la structure du parcellaire et par les pratiques culturales anciennes et actuelles. Il participe ainsi à la construction des terroirs, à travers son action sur la diversité des sols. / The Burgundian vineyard hillslopes (Côte-d’Or, France) exhibit a high diversity of soils resulting from the combination of several natural and anthropogenic factors acting at various spatio-temporal scales. The soil types have major role in viticulture, since they partly determine wine-growing quality. However, soil undergoes important degradation caused by hydric erosion and vineyard management practices. To control this soil heritage for a sustained viticulture in Côte-d’Or, a better knowledge of soil is necessary. The objectives of this work is to characterise vineyard soils and to identify the factors governing their diversity using an interdisciplinary approach crossing geology, geomorphology, pedology and history of soil land use and vineyard management practices. Data have been acquired at a high spatial resolution from different imagery methods i.e. remote sensing, subsurface geophysics, and digital terrain model. At the hillslope scale, high resolution soil maps permit to predict soil agronomical comportment and discuss the spatial soil organisation of vineyard hillslope soils. At the plot scale, these maps highlight the human impact on soil diversity through its role on landscape structure and erosion intensity. Our work shows that the soil diversity of the vineyard hillslopes depends on the spatial scale used to analyse this diversity. At the hillslope scale, soil is gradually evolving along the slope, and is controlled by the geological substrate and topographical variations, and responds to topolithosequence model. At the plot scale, variations of soil thickness and organic status are taken into account and permit to predict soil agronomic behaviour. This soil diversity is partly related to human impact, due by both historical and present vineyard management practices. It appears that human activities have a past and present influence on the terroir construction in Côte-d’Or, through its action on soil diversity.