Le rayonnement solaire réfléchi par la surface martienne dans la gamme spectrale du proche infrarouge permet l'observation de signatures de l'eau d'hydratation des minéraux du régolithe. Une succession d'instruments embarqués sur des sondes spatiales ont permis de caractériser les variations spatiales et saisonnières de ces signatures spectrales. L'interprétation physique des signaux spectroscopiques est cependant une tâche ardue dans le cas de la spectroscopie en réflexion. En effet, de nombreux paramètres de nature variée sont susceptibles d'influer sur le signal mesuré. Nous avons donc entrepris différentes études en laboratoire afin de déterminer les effets de la taille des particules, de divers modes de mélange ou des angles d'incidence, d'émergence et de phase sur la force de deux bandes d'absorption à 1,9 et 3 µm. En utilisant conjointement des mesures de spectres en laboratoire et une simulation numérique du transfert radiatif dans les milieux granulaires, nous avons pu établir des relations quantitatives entre les différents paramètres. Parallèlement à ce travail, nous avons développé une facilité expérimentale originale permettant de mesurer les isothermes d'adsorption et de désorption d'analogues du régolithe martien sous des conditions proches de celles de la surface de Mars. Dans le même temps, les spectres en réflectance dans le visible et le proche infrarouge sont mesurés. Les résultats obtenus renseignent d'une part sur les interactions possibles entre la vapeur d'eau atmosphérique et des analogues de différentes natures et d'autre part sur les propriétés spectroscopiques de l'eau d'hydratation. Nous présentons enfin des exemples d'analyse d'observations effectuées par l'instrument OMEGA / Mars Express montrant comment les résultats obtenus précédemment s'appliquent au cas de la surface martienne. Les causes possibles des variations spatiales et temporelles des signatures spectrales de la surface sont notamment étudiées.

Cette thèse est le résultat de travaux analytiques du Maestrichtien phosphaté et a pour but de - reconstituer la paléogéographie du bassin des Ouled Abdoun - de tenter d'établir une corrélation lithographique entre les faciès présentés par cet étage dans les différentes régions - de donner un cliché pétrographique du faisceau maestrichtien phosphaté rencontré lors des différents points étudiés.

L'utilisation de la minéralogie magnétique en tant que marqueur des changements environnementaux dans les tourbières a été envisagé dès 1986 (Richardson, 1986) mais n'a pas été réellement prise au sérieux jusque très récemment (Hutchinson and Armitage, 2009; Mighall et al., 2009). Notre étude se proposait d'abord de déterminer quelles techniques sont les plus adaptées à des mesures sur tourbe (acquisition progressive d'ARI et ARA associées à leurs désaimantations AF) et comment les mettre en place afin de garantir la qualité des mesures malgré les nombreuses contraintes : faiblesse du signal, évolution temporelle de la minéralogie, caractère meuble et instable des dépôts. Le protocole d'étude de la minéralogie magnétique a ensuite été appliqué à trois carottes prélevées dans le marais de la Trézence (Charente-Maritime, France) en parallèle d'analyses géochimiques à même de retracer l'histoire environnementale du site (analyse élémentaire, isotopes du plomb, rapport C/N,datations radiocarbones). A la confrontation des résultats, il apparaît qu'une partie des variations de minéralogie magnétique correspond aux indications environnementales apportées par les paramètres géochimiques. Les autres variations mises en exergues peuvent être interprétées en termes d'indicateurs de processus pédologiques non observable avec les paramètres géochimiques étudiés.

Les micrométéorites antarctiques (MMAs) échantillonnent le matériel présent lors des premiers instants de la formation du système solaire. Deux nouvelles familles de MMAs, bien préservées de l'altération terrestre ont été identifiées dans la collection CONCORDIA 2006: (i) les MMAs à grain fin (FgF ¬- Fine-grained Fluffy), et (ii) les MMAs ultracarbonées (UCAMMs - Ultracarbonaceous Antarctic Micrometeorites). Les FgF présentent des caractéristiques similaires à celles des particules de poussières interplanétaires (IDPs). Les UCAMMs ont une composition exceptionnellement riche en carbone (50 à 90 vol%). Les caractéristiques des MMAs ont été comparées aux résultats récents obtenus par la mission de retour d'échantillons cométaires STARDUST. Les MMAs ont été caractérisées par des observations spectroscopiques, minéralogiques, pétrographiques et isotopiques. Le degré d'ordre structural de la matière carbonée des MMAs a été analysé par spectroscopie Raman. Les résultats montrent qu'environ 65% des MMAs contiennent une matière carbonée présentant un fort degré de désordre. Le radical nitrile a été identifié dans une UCAMM. La minéralogie des UCAMMs a été décrite par microscopie électronique à transmission, afin de mieux comprendre leur processus de formation et d'évolution. Les minéraux principaux (olivines, pyroxènes et sulfures de fer) sont généralement présents sous forme d'agrégats, rarement sous forme de minéraux isolés ou dans des objets présentant une texture ignée. Des objets similaires aux Glass with Embedded Metal and Sulphides des IDPs ont été identifiés dans une UCAMM. La matière carbonée de ces UCAMMs est très enrichie en deutérium, jusqu'à 30 fois la valeur terrestre. L'association d'une matière carbonée avec une composante minérale formée à haute température confirme la présence d'un mécanisme de transport dans le disque protoplanétaire. Les MMAs offrent une opportunité unique d'étudier le continuum astéroïde-comète.

Ce travail concerne le bouclier precambrien canadien et traite des roches dites grenvilliennes.

Dans la zone de Sezia-Lanzo les roches du faciès schiste vert sont de plusieurs types. Dans les unes: gneiss albitiques, la seule paragenèse observable est celle caractéristique du faciès schiste vert. D'autres conservent une texture de roche grenue et quelques minéraux reliques, ou ont garde l'empreinte de phases métamorphiques antérieures. Bien que d'origines différentes les roches présentent des assemblages minéralogiques pratiquement identiques. L'étude minéralogique, en particulier celle de la répartition des éléments entre les minéraux, a montré que tous ces assemblages avaient cristallisé à l'équilibre et dans des conditions qui variaient peu d'un bout à l'autre de la zone. Il est probable que, lors de la phase éoalpine, se soient formés à la fois, les schistes verts et les micas schistes éclogitiques, au cours de la phase alpine, les premiers et certains des seconds auraient recristallisé dans les conditions du faciès schiste vert.

Ce travail a pour but l'étude de quelques problèmes posés par les roches éclogitiques de la zone de Sesia-Lanzo, "Alpes-internes". La première partie comprendra l'étude des relations entre les différentes roches sur le terrain, puis leur étude au microscope; le chimisme de ces roches et des minéraux qui les composent suivra cet examen. On essayera ensuite de mettre en évidence les différentes paragenèses, afin de montrer qu'il y a eu une ou plusieurs phases de métamorphisme. La seconde partie sera consacrée à l' étude des minéraux des différentes roches, et à leur comparaison. Le chimisme de ces minéraux à l'équilibre ou appartenant à plusieurs phases successives de métamorphisme permettra de montrer, dans un système de représentation choisi, les équilibres et les réactions. J'étudierai ensuite la distribution de certains éléments pour quelques couples de minéraux à l'équilibre. Dans la dernière partie , nous essaierons de reconstituer l'histoire métamoriphique de la zone de Sesia-Lanzo et d ' y établir une zonéographie détaillée.

Les études géologiques des régions volcaniques de Mars ont clairement montré la diversité et la complexité du volcanisme martien avec des structures aux morphologies variées, témoins de son évolution volcanique et magmatique. Une meilleure compréhension de ce volcanisme nécessite toutefois une connaissance plus précise de la composition minéralogique de ces régions. Cette composition est en effet très dépendante des conditions internes de la planète et de son évolution. Dans ce travail de thèse je me suis donc intéressée à l'évolution volcanique et interne de Mars à partir d'une étude de la minéralogie obtenue grâce à l'imageur hyperspectral OMEGA/Mars Express. Le jeu de données OMEGA a permis la cartographie à l'échelle globale et avec une résolution kilométrique des principaux minéraux mafiques (pyroxènes et olivines), et des phases ferriques, incluant les oxydes ferriques nanophases, qui permettent de jauger l'état d'oxydation de la surface et de tracer la présence de poussière. Leurs distributions spatiales confirment la composition basaltique des terrains de l'hémisphère sud et de certaines régions sombres des plaines du nord ainsi que la nature nanophasée des oxydes ferriques présents dans la poussière martienne. Ces cartes représentent des produits complets et finaux qui sont mis à la disposition de la communauté. En complément de cette analyse globale, la distribution de l'olivine à la surface de Mars a fait l'objet d'une étude locale plus détaillée mettant en évidence plusieurs aspects du volcanisme et du magmatisme martien. Des laves hespériennes enrichies en olivine ayant rempli des dizaines de cratères et de dépressions de l'hémisphère sud ont été identifiées. De l'olivine a également été identifiée dans les plaines du nord associée à du matériau excavé par des cratères (<20 km) et à des affleurements étendus suggérant que ces plaines du nord soient également en partie recouvertes de ces laves. Ces observations peuvent s'expliquer par un évènement planétaire de volcanisme fissural durant le début de l'Hespérien. Ceci indique également que la couche supérieure de sédiment présente dans les plaines du nord est peu épaisse et d'origine volcanique. Cet enrichissement en olivine des laves hespériennes, à l'opposé des terrains noachiens dépourvus de signatures, pose la question d'une évolution des conditions internes de la planète entre ces deux périodes, et/ou d'une altération importante des terrains noachiens. De l'olivine associée à des éjectas de grands cratères (>20 km) dans les plaines du nord, ainsi qu'à des buttes dans l'hémisphère sud suggère que la croûte noachienne/primitive enfouie soit enrichie en olivine au moins en certains endroits. Enfin, de l'olivine associée à des buttes sur les terrasses des bassins d'Argyre et d'Hellas, interprétées comme étant des éjectas de manteau, indique que le manteau martien a subi un overturn à la suite de sa cristallisation. La dernière étape de mon travail a consisté à identifier les régions sources de certaines météorites martiennes en recherchant la similarité de leurs signatures spectrales dans l'infrarouge proche avec celle de la surface de Mars. Un des résultats majeurs de cette étude est que les shergottites basaltiques Los Angeles et Shergotty ont des signatures spectrales similaires à celles des grands massifs volcaniques hespériens tels que Syrtis Major, Thaumasia et Hespéria Planum. Une telle analogie est en accord avec un âge ancien pour ces météorites.

Les sédiments représentent un puits d'accumulation dans lequel les teneurs en métaux peuvent atteindre des niveaux suffisamment élevés pour affecter les récepteurs humains et environnementaux (Saulnier et Gagnon, 2006). Les opérations de dragage génèrent des déblais dont le contenu en métaux disponibles et potentiellement mobilisables implique la gestion terrestre sécurisée. Le projet de loi 72 stipule qu'une fois excavés, les sédiments doivent être gérés selon la Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminés. La présente recherche s'appuie sur les résultats de la caractérisation environnementale des sédiments provenant de travaux de dragage d'entretien de la rivière Richelieu, à la hauteur du port industriel de Sorel-Tracy. En 2004, les instances gouvernementales se positionnent sur la mise en dépôt définitif de 52 000 mètres cubes de sédiment contaminés en Cr, Cu, Pb, Ni et Zn. Dans la règlementation en vigueur, le niveau de contamination est évalué en considérant que les métaux sont uniquement adsorbés à la surface des particules et par conséquent, mobilisables. Le principe de précaution préconise des modes de gestion qui pourraient tendre à diminuer le potentiel de valorisation. La présente démarche de recherche vise à démontrer la viabilité économique et la soutenabilité environnementale d'un mode sécurisé de gestion intégrées des sédiments par une approche minéralogique complémentaire et spécifique. Des caractérisations physicochimiques et minéralogiques portées sur vingt échantillons de sédiments provenant des secteurs industrialisés de la voie maritime du Saint-Laurent attestent que les facteurs externes d'une matrice sédimentaire influent sur la disponibilité des métaux et que la spéciation sur la fraction silto organique tend à favoriser la fixation irréversible. Les résultats du mémoire reposent en grande partie sur l'identification des stades minéralogiques en transformation à l'aide de la diffractométrie des rayons X. Le comportement de la fraction minéralogique identifiée face aux stimuli géochimiques externes et internes est étudié à l'aide des résultats des lixiviations portées sur la fraction silto organique des sédiments. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Minéralogie, Phyllosilicate, Silto organique, Métaux, Fixation, Valorisation, Dragage.

La propriété Lac Scott est située à environ 20 kilomètres à l'ouest de la ville de Chibougamau, dans la sous-Province de l'Abitibi. Elle est sur le flanc nord de l'anticlinal de Chibougamau et comprend les roches volcaniques directement au nord du pluton de Chibougamau. Elle est composée d'un assemblage de roches volcaniques et intrusives. La rhyolite de la Formation de Waconichi est l'hôte des quatre lentilles de sulfures massifs volcanogènes de la propriété: la lentille Selco-Scott, la lentille 800, la lentille centrale et la lentille ouest. Elles sont réparties sur deux horizons. Les lentilles Selco-Scott, 800 et ouest sont sur l'horizon Selco tandis que la lentille centrale est située sur l'horizon Nord. L'étude pétrographique de la minéralisation a permis de déterminer la distribution minéralogique à travers les différents amas minéralisés. La principale différence entre les lentilles est le pourcentage des différents minéraux. La pyrite est le minéral dominant dans toutes les lentilles. La sphalérite est le minéral économique le plus abondant, se situant entre 10 à 15%. La chalcopyrite est stable à travers les différents amas et représente environ de 5 à 10% des sulfures. Deux minéraux présentent de grandes variations de pourcentage, la magnétite et la pyrrhotite. En effet, leur distribution est variable passant de 2 à 10% pour la magnétite et de 1 à 25% pour la pyrrhotite. Les lentilles ouest et centrale sont celles qui contiennent le plus de pyrrhotite et de zones de stockwerk et les lentilles 800 et centrale sont celles qui contiennent le plus de magnétite. L'analyse des compositions des sphalérites a démontré que les lentilles centrale et ouest possèdent des sphalérites de plus haute température. La combinaison de la distribution minéralogique, du type de minéralisation et des compositions des sphalérites a permis de définir un gradient thermique des fluides dont la température augmente vers l'ouest. Les isotopes de soufre sont typiques des sulfures massifs volcanogènes archéens et ont permis de déterminer la température de formation des sulfures qui est en moyenne 275°C. La profondeur d'eau de 600 mètres de formation des amas sulfurés a pu être définie à partir de cette température d'ébullition. Le pluton de Chibougamau a eu une influence assez restreinte sur les amas minéralisés. Il a modifié leurs textures, mais il n'a pas modifié les compositions des sphalérites ni altéré les isotopes de soufre des sulfures. Le pluton a peu d'effets sur les minéralisations, il semble en équilibre chimique avec son environnement. Le métamorphisme régional a affecté les roches volcaniques de la propriété en les métamorphisant au faciès des schistes verts, mais aucun indice ne nous permet de croire qu'il a perturbé l'évolution des lentilles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sulfures massifs volcanogènes, Métamorphisme, Intrusion, Abitibi, Chibougamau.