Le stockage de CO2 dans les formations géologiques profondes est considéré comme un moyen envisageable de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. L'état des roches constituant le réservoir est un paramètre clé dont dépendent aussi bien la sûreté que l'efficacité du stockage. L'objectif de cette thèse est de caractériser les risques générés par une modification possible des propriétés mécaniques et de transfert des matériaux du sous-sol suite à une injection de CO2. Des simulations à grande échelle visant à représenter le processus d'injection de CO2 à l'état supercritique dans ut réservoir souterrain ont été réalisées. Une analyse des champs de contraintes obtenus met en évidence la possibilité de rencontrer pour d'importants débits d'injection divers régimes de détérioration des matériaux. Le travail est consacré à l'étude de l'apparition de fissures ouvertes. A la suite d'une étude analytique simplifiée de la formation et de ta propagation de fissures ouvertes dans le milieu considéré basée sur un modèle probabiliste on montre que la formation d'un réseau de fissures est possible. On s'attache alors à développer dans te Code_Aster un outil numérique permettant de simuler la formation de réseaux de fissures. Un modèle non local basé sur une régularisation des contraintes est proposé. Un critère portant sur le facteur d'intensité des contraintes est utilisé pour décrire la propagation des fissures. L'amorçage de nouvelles fissures est décrit par un modèle de Poisson-Weibull. Les paramètres utilisés sont identifiés par une campagne expérimentale menée sur des échantillons prélevés sur un site de stockage géologique de CO2. Le modèle développé est ensuite validé sur des cas numériques, puis par rapport à la campagne expérimentale réalisée.

L’objectif principal de cette thèse est de décrire et interpréter la mise en place des différents types de minéralisations présents dans le district minier de Nefza (NO de la Tunisie), qui constitue une région complexe et particulière du point de vue géologique dans ce pays. En effet, outre la présence de diapirs triasiques (commune à tout le Nord de la Tunisie), le district minier de Nefza est caractérisé par : (1) la mise en place d’épaisses nappes au Néogène qui forment le substratum sédimentaire régional, et (2) la présence d’une grande variété de roches magmatiques tant plutoniques que volcaniques, d’âge miocène (12,9 à 6,4 Ma),: - la granodiorite de l’Oued Bélif, qui est liée à l’évolution d’un magma calco-alcalin contaminé par la croûte ; - les rhyodacites de Aïn Deflaia, de l’Oued Bélif et du Jebel Haddada, qui résultent du mélange entre ce magma calco-alcalin et un magma de fusion crustale ; - les basaltes de Mokta el Hadid marquant la transition vers un magmatisme alcalin. A proximité des roches magmatiques – et en relation avec ces dernières – on observe différents types de minéralisation, riches en Fe, en Fe-Cu-Au, et en Pb-Zn. Parmi ces minéralisations, ce travail a permis de reconnaître : - un gisement (de volume réduit) de type « Iron Oxide Copper Gold » (IOCG), qui minéralise la brèche de l’Oued Bélif, datée du Miocène supérieur. Le minerai ferrifère (hématite et goethite), riche en F, Cu, REE, U et Au, cimente des clastes de taille variable et de nature principalement triasique ; - deux gisements (de volume modeste) de Pb-Zn, de type « sedimentary exhalative » (Sedex) qui prennent place dans lentilles carbonatées des bassins d’âge miocène supérieur de Sidi Driss et de Douahria. Les minéralisations syndiagénétiques (messiniennes) à galène, sphalérite sphérulitique et pyrite, remplacent : (1) des calcites riches en Fe-Mn et (2) des sulfates (barytine et célestine) qui remplacent eux-mêmes de façon précoce les carbonates (avant la mise en place des sulfures) ; - un gisement économique d’oxydes de Fe de type latéritique (mine de Tamra, minerais datés du Mio-Pliocène), qui résulte vraisemblablement de plusieurs épisodes de reconcentration du fer, en conditions pédogénétiques. Ce minerai enregistre également des apports hydrothermaux qui mènent, entre autres, à la précipitation de minéralisations riches en Mn, Pb, Zn et Ba. Ces unités géologiques sont étroitement liées au contexte géodynamique particulier du Nord de la Tunisie au Néogène. Ce dernier passe d’un régime compressif au Serravallien-Tortonien, qui voit la mise en place des roches magmatiques felsiques, à un régime extensif qui, à partir du Messinien (fini-Tortonien ?), se marque par la mise en place de basaltes et une augmentation du gradient thermique régional. Ce régime extensif favorise/active la circulation de fluides hydrothermaux et leur enrichissement en métaux au contact des formations constitutives du substratum régional. Ces fluides, mélangés aux fluides superficiels (localement riches en soufre au Messinien), mèneraient au dépôt de la plupart des minéralisations observées.

La sismique et la sismologie sont des moyens puissants pour comprendre la croûte terrestre.Ces deux méthodes reposent notamment sur une compréhension approfondie de la propagation des ondes sismiques dans des milieux sédimentaires saturés en fluides.Ce travail a pour but de comprendre les effets statique et dynamique du fluide sur la réponse élastique de roches clastiques saturées.Deux points spécifiques de l'interaction fluide-roche sont étudiées: (i) l'intéraction physico-chimique, le « shear weakening », affectant la réponse élastique de la roche; et (ii) l'interaction mécanique, le « frequency effect », induisant une dépendance des propriétés élastiques à la fréquence de mesure.Deux types de roches sont étudiés: les grès et les calcaires.Ces échantillons de roche sont sélectionnés pour leurs propriétés isotropes et leur forte concentration en un minéral dominant: le quartz pour les grès et la calcite pour les carbonates.Le phénomène de « shear weakening » est d’abord étudié pour de très faibles saturations en eau afin de tester l’effet de l'adsorption.Aucun affaiblissement n’est mesuré dans les carbonates, au contraire un affaiblissement élastique global est observé dans certains grès : Les modules de cisaillement et d’incompressibilité sont également affectés.L'effet ne semble pas provenir d'une différence intrinsèque entre les minéraux de quartz et de calcite, mais d’une différence microstructurale entre roches. Un modèle micromécanique est développé, montrant que les deux paramètres clef sont le caractère granulaire et le degré de cimentation de la roche.Le même résultat est obtenu pour les compressibilités mesurées lors des saturations totales en eau.Ces deux études montrent que l'adsorption est la cause du « shear weakening », et implique un affaiblissement élastique global dans les roches granulaires peu cimentées (gréseuses et probablement carbonatées).L'effet de fréquence est étudié dans des grès de Fontainebleau et de Berea. Deux méthodes sont étudiées, toutes deux basées sur le principe de "stress-strain" (i.e. contrainte-déformation): l'oscillation "isotrope" (de la pression de confinement) et "déviatorique" (de la contrainte déviatorique).Ces deux modes d'oscillations sont tout d’abord calibrés à l’aide de plusieurs standards (e.g. aluminium, verre, gypse, plexiglass).Les échantillons de roche, saturés par des fluides de différentes viscosités, sont ensuite mesurés avec ces deux modes d'oscillation.Pour le premier mode d'oscillation, dit "isotrope", ce travail a permis de (i) mettre en évidence trois régimes élastiques distincts;et (ii) mesurer à la fois la conséquence (i.e. dispersion et atténuation du module d'incompressibilité) et la cause (i.e. écoulement fluide global) de la transition en fréquence entre état drainé et état non-drainé.Pour le second mode d'oscillation, dit "déviatorique", le module de Young et le coefficient de Poisson sont mesurés sur une gamme de fréquence apparente de [10-3;105] Hz.Pour un échantillon de grès de Fontainebleau, les deux transitions élastiques sont observées. Les mesures sont cohérentes avec les théories existantes.Un modèle 1D, prenant en compte les conditions de bord du système, est finalement développé. Ce modèle donne des résultats cohérents, et explique l'effet du volume mort sur les propriétés mesurées dans le cas d'une oscillation « isotrope ». / Seismics or Seismology are powerful tools to investigate Earth's crust. However, both rely on seismic waves that travelled through fluid-saturated sedimentary layers. This work, mainly experimental, aims at understanding the static and dynamic effects of the saturating fluid on the elastic response of clastic rocks.In this framework, two specific studies are emphasized:(i) the rock-fluid physico-chemical interaction, often addressed as the "shear weakening" effect, thought to affect the rock overall elastic response; and (ii) the rock-fluid mechanical interaction, addressed as "frequency effect", thought to induce a dependence of elastic properties to the measuring frequency.Two main rock types are investigated: Sandstone and Limestone. All rock samples are chosen to be isotropic and composed of a dominant mineral content, i.e. quartz for sandstone and calcite for limestone.

L'étude des relations entre microstructures et minéraux dans les roches métamorphiques permet d'établir une chronologie relative des déformations et des cristallisations. Le déroulement des événements géologiques successifs est repéré dans le temps principalement par la radiochronologie. Lorsque les structures et les minéraux de ces roches révèlent une histoire tectonique et métamorphique complexe, il est nécessaire de préciser quelle étape est enregistrée par les isotopes étudiés. Pour obtenir l'âge précis d'un événement mécanique ou thermique donné. il faut que les étapes antérieures soient oblitérées par cet événement et que la roche ou le minéral analysé n'aie pas été perturbé par des réajustements ultérieurs. Différentes approches de ce problème sont possibles à des échelles différentes et ont été tentées notamment dans les Alpes internes. 1 - La variation régionale des âges radiométriques a permis de distinguer diÏférentes aires cartographiques suivant l'âge de l'événement (en général thermique) qui y est prépondérant 2 - Dans une région affectée par plusieurs épisodes de déformation. on a sélectionné des échantillons où une seule génération de structures était bien développée ; les âges radiométriques obtenus se rapportent vraisemblablement à cet épisode tectono-métamorphique 3 - Dans une même roche à structure polyphasée, différentes espèces minérales ont été rapportées chacune à une étape distincte de l'évolution tectono-métamorphique, et ont été datées séparément Une quatrième approche est développée ici. Dans une même roche à structure polyphasée, différentes fractions d'une même espèce minérale (en l'occurence, des phengites) sont séparées après repérage de leur position par rapport aux générations successives de microstructures. Pour interpréter les résultats isotopiques obtenus, il est nécessaire. quelle que soit l'approche mise en oeuvre, de discuter les mécanismes de déformation et de transformation minérale qui président aux réajustements isotopiques . L'objectif de ce travail est ainsi de préciser le comportement microstructural et géochimique de ces phengites autant que de dater les déformations successives.

Thèse de doctorat--Sciences de la terre--Rennes 1, 2004. / Contient aussi des articles de périodiques en anglais. Bibliogr. p. 217-235. Notes bibliogr. Résumés en français et en anglais.

Thèse de doctorat : Sciences de la Terre : Lille 1 : 2000. / Résumé en français et en anglais. Bibliogr. p. 239-253.

Thèse de doctorat : Géosciences : INPL : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Terre solide et enveloppe superficielle : Poitiers : 2008. / Contient des extraits de différentes publications et revues. Texte en anglais seul. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 72 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Histoire : Le Mans : 2008. / La pagination diffère de la version originale. L'annexe 3 a été retirée car elle est confidentielle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 562-617.

Mémoire (PH.D.Géol.)- Université du Québec à Chicoutimi, 1981. / "Mémoire présenté en vue de l'obtention de la maîtrise en sciences appliquées géologie" 6 cartes dont 1 en coul, en pochette. CaQCU CaQCU Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU