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.

Aperçu historique Les formations christallophyliennes et cristallines Les terrains sédimentaires primaires Les terrains sédimentaires secondaires et tertiaires

La stratigraphie de l’Ediacarien-Ordovicien Inférieur des Pyrénées Orientales est révisée. Le découpage stratigraphique est similaire aux successions de la Montagne Noire (France) et de la Sardaigne (Italie) tenant compte de (1) l’absence de déformation cadomienne au cours de la transition Ediacarien-Cambrien, (2) la présence, comme dans la Montagne Noire septentrionale, d’un volcanisme acide proche de la limite Ediacarien-Cambrien, et (3) l’absence des corps régressifs du Guzhangien (Cambrien moyen terminal) comme au Sud-Ouest de la Sardaigne. Les analyses géochimiques du volcanisme de l’Ediacarien supérieur des Pyrénées Orientales suggèrent deux affinités distinctes, une tholéitique liée à un contexte d’extension (métabasites des Formations de Nyer et d’Olette) et une autre calco-alcaline et à dominance acide liée à l’orogénèse Cadomienne (sommet de la Formation d’Olette et Formation du Pic de la Clape). Une révision des zircons détritiques des dépôts terreneuviens de la partie nord-occidentale péri-gondwanienne (Maroc, massif Ibérique, Montagne Noire, Pyrénées et Sardaigne) reflète l’influence relative des principales sources de sédiments suivant une polarité SO-NE : les sources panafricaines et atlasiennes prédominent dans les successions les plus sud-occidentales, tandis que l’influence du craton Arabo-Nubien et du méta-craton Saharien augmente vers le NE. Cette tendance disparait ensuite, reflétant une possible homogénéisation géodynamique et des sources continentales le long de cette marge. / The Ediacaran-Lower Ordovician stratigraphy of the Eastern Pyrenees is updated and revised. A similar stratigraphic framework is compared with neighbouring outcrops from the Montagne Noire (France) and Sardinia (Italy), which take into account: (i) the absence of Cadomian deformation close to the Ediacaran-Cambrian boundary interval, (ii) the presence, like in the northern Montagne Noire, of acidic-dominated volcanosedimentary complexes punctuating the Ediacaran-Cambrian transition, (iii) the lack of the Guzhangian (mid Cambrian) regression, also absent in SW Sardinia. The geochemical analysis of the uppermost Ediacaran volcanism in the Eastern Pyrenees suggest two distinct affinities linked to extensional conditions (metabasites of the Nyer and Olette formations) followed by the influence the Cadomian orogeny (acidic and calk-alkaline magmatism recorded at the top of the Olette Formation and in the overlying Pic de la Clape Formation). Detrital zircons from Terreneuvian siliciclastic sediments of West Gondwana (Morocco, Iberian Massif, Montagne Noire, Pyrenees and Sardinia) reflect a distinct SW-NE trend in the relative influence of major sediment sources: the Panafrican-Atlasian sources predominate throughout the southwesternmost successions, whereas the influence of the Arabian-Nubian Shield and the Sahara Metacraton sources increases northeastward. This trend tends to disappear afterwards, possibly reflecting a common geodynamic evolution throughout this margin.

Alors que les processus contrôlant l’érosion et les transferts de sédiment sont intensément débattus, il est toujours difficile d’obtenir des archives sédimentaires qui permettraient d’accéder aux flux terrigènes passés, particulièrement au cours du Quaternaire où les variations du niveau marin ont eu un profond impact sur la sédimentation marine. Cette étude se focalise sur le système sédimentaire du Var (SE de la France), où l’absence de plateau continental au niveau de la marge Nord-ligure a permis une alimentation continue en sédiment du système turbiditique profond par le fleuve Var, sans qu’elle ne soit affectée par les variations du niveau marin. Par ailleurs, les courants hyperpycnaux, déclenchés lors des crues du Var hautement concentrées en sédiments, semblent jouer un rôle majeur dans cette alimentation et ainsi, permettent d’établir un lien étroit entre les flux sédimentaires du fleuve Var et les dépôts turbiditiques. Cette thèse présente une reconstitution des transferts terre-mer menée à partir de l’étude de ces dépôts turbiditiques, son objectif est d’apporter des éléments nouveaux pour mieux cerner la relation climat-érosion-transfert à l’échelle millénaire. Ce travail repose sur des carottes sédimentaires prélevées dans les dépôts turbiditiques de la Ride Sédimentaire du Var et dont le cadre chronostratigraphique est établi avec une résolution millénaire pour le dernier cycle glaciaire (0 - 75 ka). Il propose une approche inédite dans des dépôts turbiditique, alliant (1) une étude sédimentologique permettant de reconstituer l’activité turbiditique sur la Ride du Var et (2) une étude géochimique incluant le traçage des sources sédimentaires par l’isotopie du Nd. En complément, une simulation des flux sédimentaires du fleuve Var, a été établie pour la même période à partir du modèle Hydrotrend (Syvitski et al., 1998). Les résultats de cette simulation montrent que les variations de l’activité turbiditique enregistrées sur la Ride du Var sont gouvernées par des changements de l’activité hyperpycnale du fleuve... / While dominant processes and time-scales controlling denudation rates are intensively debated, past terrigenous input remains difficult to detect from the marine sedimentary record, especially during the Quaternary because of the strong overprint exerted by the sea-level changes. In this study, we focus on the Var sediment-routing system (SE France) where the absence of a continental shelf off the Var river mouth (Ligurian margin, NW Mediterranean Sea) resulted in the direct connection between the Var River and the deep basin during both highstand and lowstand conditions. Moreover hyperpycnal flow initiated during Var floods are the main sediment transfer processes in the Var turbidite system, making changes in sediment supply within headwater source regions possible to discern in the stratigraphic record of the distal sedimentary basin...

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le stockage géologique du CO2 est un des enjeux scientifiques majeurs envisagés pour contrôler le réchauffement climatique lié aux gaz à effet de serre. Le stockage en domaine sédimentaire nécessite une connaissance des facteurs stabilisant/destabilisant les réservoirs, qui peut être apportée par l'étude d'analogues naturels. L'utilisation de méthodes pétrographiques, microthermométriques et géochimiques appliquées aux carottes du forage V.Mo.2 traversant le réservoir naturel de CO2 de Montmiral (France), permettent de suivre les migrations de CO2. Dans le socle Paléozoïque, les inclusions fluides carboniques témoignent de la démixtion sous forte couverture d'un fluide aquo-carbonique chaud, probablement à la fin du Crétacé ou au Paléogène, qui marquerait le remplissage du réservoir de Montmiral. L'étude des unités sédimentaires sus-jacentes montre que le CO2 est resté confiné dans les niveaux rhéto-sinémuriens sous les marnes du Domérien à l'Oxfordien Moyen. Ces marnes jouent le rôle de barrière étanche aux fluides au cours des principaux stades de circulations reconnus. Un premier stade lié à l'extension téthysienne affecte les séries sous-jacentes aux marnes. Un deuxième stade, rattaché à la compression pyrénéenne grâce à une étude de terrain, induit une karstification des séries sus-jacentes à l'écran marneux. A la base du forage, c'est à cette période que le réservoir fuit, mais cette fuite reste confinée sous l'écran marneux. La stabilité du réservoir de Montmiral est due à la présence de l'épais niveau marneux et à la structuration en blocs du bassin de Valence et de son socle limités par des failles jouant le rôle de barrière latérale.

Pour tenter d'expliquer la dégradation actuelle des littoraux deltaïques, nous avons mené une étude sur les modalités de la distribution des apports fluviaux sur le littoral. Deux approches ont été couplées : (1) l'étude de l'évolution séculaire du trait de côte et des forçages, basée sur l'exploitation de documents historiques, et (2) l'étude détaillée des mécanismes morphosédimentaires à l'occasion des crues, dans la zone clef de l'embouchure.<br />Les principaux résultats montrent que le littoral deltaïque est actuellement déconnecté du fleuve car les sédiments fluviaux restent stockés à proximité de l'embouchure. Les crues ne contribuent pas non plus à alimenter le littoral, car c'est essentiellement des particules fines qui sont apportées en mer et transportées au large. Pour autant, les endiguements fluviaux ont une responsabilité bien supérieure à celle des grands barrages dans l'érosion des plages, en raison du rôle déterminant des avulsions dans l'édification de la plaine deltaïque.

Ce travail présente quelques contributions à la modélisation<br />et à la simulation de genèse de bassins sédimentaires.<br />Nous présentons tout d'abord les modèles mathématiques et <br />les schémas numériques mis en oeuvre à l'Institut Français<br />du Pétrole dans le cadre du projet Temis. Cette première partie <br />est illustrée à l'aide de tests numériques portant sur des bassins 1D/2D.<br />Nous étudions ensuite le schéma amont des pétroliers utilisé pour la résolution des équations de Darcy et nous établissons des résultats mathématiques nouveaux<br />dans le cas d'un écoulement de type Dead-Oil.<br />Nous montrons également comment construire un schéma à nombre<br />de Péclet variable en présence de pression capillaire. <br />Là encore, nous effectuons une étude mathématique<br />détaillée et nous montrons la convergence du schéma<br />dans un cas simplifié. Des tests numériques réalisés<br />sur un problème modèle montrent que l'utilisation d'un nombre<br />de Péclet variable améliore la précision des calculs.<br />Enfin nous considérons dans une dernière partie <br />un modèle d'écoulement où les changements de lithologie et <br />les changements de courbes de pression capillaire sont liés.<br />Nous précisons la condition physique que doivent vérifier<br />les solutions en saturation aux interfaces de changement de roche et<br />nous en déduisons une formulation faible originale.<br />L'existence d'une solution à ce problème est obtenue<br />par convergence d'un schéma volumes finis.<br />Des exemples numériques montrent l'influence de la condition<br />d'interface sur le passage ou la retenue des hydrocarbures.

L'étude pétrographique du complexe métamorphique du NE de l'Iran, continuité de l'Alborz est l'objet de ce travail . La région étudiée fait partie de l'Alborz oriental. Elle est bordée an N et au NE par la zone du Kopetdagh, orientée sensiblement E-W et limitée à son tour, sur son bord septentrional, par le plateau de Touran, qui appartient au domaine hercynien.

Dans le bassin d' Apt, la série détritique continentale paléocène-éocène est représentée par des sables colorés azoïques, "pro parte" conglomératiques : à la base, l'ensemble inférieur d'âge paléocène à éocène inférieur, vers le haut, l'ensemble supérieur d'âge éocène s.l. Les ensembles inférieur et supérieur montrent une évolution verticale nette des populations argileuses. A cette argilogenèse se superposent deux phases d'altération de surface, la première phase est silicifiante, la deuxième phase est calcitisante. L'alternance de ces transformations avec des phases de dépôts détritiques en contexte de réactivation tectonique a permis de définir des cycles sédimentation-encroutements qui s'installent à l' éocène moyen dans le sud-est de la France.