Academic literature on the topic 'Géophysique – Géomagnétisme'

Nous abordons le problème de la place requise pour l'intrusion des magmas granitiques dans la croûte par l'usage combiné des techniques de la gravimétrie (forme en 3-D des plutons, profondeur de leur plancher) et de l'anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) des roches (structures magnétiques). Ces structures sont coaxiales des structures magmatiques elles-mêmes obtenues par analyse d'image de l'orientation préférentielle de forme (OPF) des minéraux. Les zones de plus fort approfondissement du plancher, corrélées avec des linéations à fort plongement et des facies pétrographiques évolués, sont interprétées comme étant des zones de racine. Trois plutons granitiques hercyniens ont été étudiés : (i) le pluton d'Aya (Pyrénées basques) allonge NE-SW a une forme en entonnoir (3,5 km de profondeur maximum) de section ovale allongée en E-W, évasée vers le SW et le NE. Les linéations magnétiques forment en plan un sigmoïde suggérant une fin de mise en place en régime de décrochement dextre e-w ; (ii) le pluton du Sidobre (Massif Central français) a une forme de sill, enraciné au SW (< 3 km), et découpé par des failles normales d'azimut N120°. L'organisation des structures magmatiques et la forme du plancher, suggèrent une mise en place synchrone d'une extension NNE-SSW ; et enfin (iii) le pluton de Mont Louis - Andorre (Pyrénées Orientales) est peu épais (2 a 3 km) à l'est de la faille d'Envalira, et profond (8 a 10 km) a l'ouest. Ceci confirme les interprétations géologiques précédentes qui proposent une mise en place synchrone d'un décrochement NE-SW. Deux principaux types de forme sont définis : les plutons plats ( 3 km de profondeur) s'étendent largement (50 km maximum) dans toutes les directions horizontales, et ont plusieurs racines. Ils ont des formes en sill, et se mettent en place en domaine extensif dans la croûte supérieure. Ils contrastent avec les plutons en coin (10 km de profondeur) qui s'étendent le long d'une direction principale avec une ou deux racines. Les sections transversales ont une forme en V. Ces plutons correspondent au remplissage de volumes dilatants de la croûte fragile crées au cours de déformations régionales transcurrentes. Cette dichotomie des formes des granites est expliquée par un modèle de mise en place interactif entre la pression du magma et les contraintes régionales et locales.

Ce travail comprend deux parties consacrees respectivement au detroit de messine (italie) et au sahara sud-oranais (algerie). L'etude des sediments plio-pleistocenes du detroit de messine apporte des resultats magnetostratigraphiques et structuraux. Un autre resultat concerne les filons hydrauliques ou la relation entre pression tectonique et acquisition de la remanence portee principalement par la magnetite est mise en evidence. A partir des donnees magnetostratigraphiques et de la paleobathymetrie des formations on a determine des vitesses de soulevement de o. 7-1. 0 m/ 1000 ans. Des donnees paleomagnetiques realisees dans la zone "stable" des monts iblei-plateau de raguse (sicile orientale) permettent une comparaison precise avec la zone mobile du detroit. La seconde etude porte sur les calcaires griottes d'age famennien de l'anticlinal de ben-zireg (sahara n-w, 31. 92 degresn, 1/82 degres w). Des aimantations a forte dominance de grains de magnetite et d'hematite definissent des directions precises sur 3 sites. Analysees par la methode de convergence des cercles de reaimantation, elles fournissent 2 nouveaux paleopoles pour le devonien terminal et le carbonifere inferieur. Les calcaires a orthoceres du devonien inferieur montrent une reaimantation complete au permien. La synthese des donnees avec celles publiees dans le sahara permet de calculer le raccourcissement crustal s-n (environ 2000 km) consecutif a la collision durant tout le carbonifere, accompagne d'une rotation horaire d'environ 20 degres du bloc gondwanien

Les volcans sont des édifices complexes et hétérogènes. Imager leur structure demande des méthodes adaptées au contexte ainsi qu'à la nature, à la qualité et à la quantité des données disponibles.Ce travail porte sur l'imagerie géophysique de l'île volcanique de Basse-Terre en Guadeloupe, par inversion de données gravimétriques et magnétiques, par tomographie d'ondes de surface extraites de corrélations de bruit sismique et par tomographie de temps d'arrivée des séismes de l'arc des Petites Antilles. Nous obtenons ainsi les premiers modèles tridimensionnels de l'île de Basse-Terre en termes de densité, aimantation et vitesses sismiques. La gravimétrie et le magnétisme conduisent à des modèles de densité et d'aimantation avec une très bonne résolution latérale dans les premiers kilomètres, mais avec une résolution verticale très faible. Les ondes de surface issues des corrélations de bruit présentent une bonne résolution verticale dans les premiers kilomètres, mais résolvent mal les variations latérales de vitesses. La tomographie de temps d'arrivée permet d'imager les vitesses sismiques jusqu'à des profondeurs élevées, avec une bonne résolution latérale, mais une mauvaise résolution verticale. Nous proposons une méthode pour inverser conjointement les données sismologiques et gravimétriques pour produire un modèle de vitesses et de densité qui bénéficie des résolutions complémentaires des différents jeux de données.Nos résultats soulignent une tendance NNO-SSE, avec des vitesses et des densités qui diminuent vers le sud en moyenne, conformément à la migration du volcanisme du nord vers le sud au cours de l'histoire géologique de l'île. Nous observons de faibles densités, vitesses sismiques et aimantations au niveau du dôme du volcan de la Soufrière ainsi que dans la région de Bouillante sur la côte ouest, reflétant la forte altération hydrothermale de ces zones. Deux anciens centres éruptifs majeurs, caractérisés par de fortes densités et vitesses sismiques, sont identifiés : l'un au niveau de la vallée de Beaugendre, l'autre au nord au niveau de la vallée de Petite Plaine
Volcanoes are complex and heterogeneous edifices. Imaging their structures requires methods that are adapted to the context and to the nature, quality and quantity of available data. This work focuses on the geophysical imaging of the volcanic island of Basse-Terre in Guadeloupe, by performing inversions of gravimetric and magnetic data, ambient noise based surface wave tomography, and travel time tomography from earthquakes of the Lesser Antilles arc. We therefore obtain the first three-dimensional models of Basse-Terre island in terms of density, magnetisation and seismic velocities. Gravimetry and magnetism lead to density and magnetisation models with a very good lateral resoltuion within the first kilometres but with very low vertical resolution. Surface wave tomography from noise correlations shows a good vertical resolution within the first kilometres, but poorly resolves the lateral velocity variations. Travel time tomography allows imaging seismic velocities up to great depths with a good lateral resolution but a poor vertical resolution. We propose a method to invert jointly the seismological and gravimetric data in order to produce a velocity and density model that takes advantage of the complementary resolutions associated with the different datasets.Our results outline a NNW-SSE trend, with velocities and densities roughtly decreasing southwards, in accordance with the southward migration of volcanism across the geological history of the island. We observe low densities, seismic velocities and magnetisations in the area of the dome of the Soufrière volcano as well as in the Bouillante area along the western coast, reflecting the high hydrothermal alteration of these areas. Two major old eruptive centres are identified in the areas of Beaugendre Valley and Petite Plaine Valley

La synthese des donnees gravimetriques collectees en oman depuis 1954, completee par de nombreuses campagnes d'acquisition dans les regions encore non-couvertes conduit a l'etablissement d'une base de donnees homogene couvrant tout le territoire omanais. La carte de l'anomalie de bouguer ainsi obtenue est interpretee en termes de structures regionales le long d'un profil 2d au centre de l'oman. Nous proposons alors un premier modele structural pour les ophiolites de masirah et la geometrie de la croute continentale au centre de l'oman. Localement, les anomalies gravimetriques sont interpretees avec les donnees sismiques et magnetiques afin de localiser des bassins sedimentaires presentant un interet petrolier. Puis, dans la seconde partie de ce travail, nous nous interessons a la chaine nord-omanaise. Sur la base des anomalies gravimetriques au nord de l'oman et dans les regions limitrophes, mais egalement des donnees sismiques d'origine petroliere, nous proposons une structure crustale actuelle pour cette region. Les donnees sismiques et gravimetriques permettent egalement d'estimer les differentes forces agissant sur la lithosphere arabique et liees a des processus de deformation actuels ou passes. Ces differentes forces sont appliquees sur une lithosphere arabique deformee de facon elastique, en deux episodes instantanes, durant l'obduction, et au tertiaire. Ces differents resultats permettent alors de proposer un evolution tectonique de la chaine nord-omanaise depuis pres de 100 ma, en domaine compressif, dans le cadre de la convergence arabie-eurasie.

Cette thèse porte sur la méthode magnétique appliquée à l'exploration géophysique d'une zone à caractère géothermique. L'étude se concentre sur la zone volcanique de Basse-Terre, à l'Ouest de la Guadeloupe, dont les fractures, les fluides et les flux de chaleur engendrent un fort potentiel géothermique. Ainsi, le plan de la thèse suit le cours d'une étude magnétique complète, ce qui commence par la compréhension du contexte et des objets à considérer, autant d'un point de vue économique que géologique puis géophysique. S'ensuit un travail de collecte et de traitement des données magnétiques existantes, menant à la conception de nouvelles techniques d'acquisition ou de traitement pour répondre aux besoins spécifiques de la zone d’étude. Les techniques d’acquisition magnétique proposées, par drone (données onshore) ou par bateau (données offshore), permettent d’obtenir des données multi-altitudes haute résolution. Une fois les données obtenues et traitées, elles sont interprétées à différentes échelles en parallèle des connaissances géologiques existantes. Une méthodologie d'inversion spectrale est également proposée. Enfin, un rapprochement est opéré à partir de toutes les données géophysiques pouvant être obtenues : méthode magnétotellurique, électromagnétisme en domaine transitoire et gravimétrie
This thesis focuses on the application of the magnetic method to the geophysical exploration of a geothermal area. The study area is located in the volcanic field of Basse-Terre, the westernmost island of Guadeloupe, where fractures, fluids and heat flows generate a high geothermal potential. Thus, this manuscript organization follows the course of an exhaustive magnetic study, which begins with the understanding of the considered context and objects, from the economic, geological and geophysical point of views. Then existing magnetic data are collected, leading to the design of new magnetic acquisition and processing methods to meet the specific constraints of the study area. The proposed acquisition techniques, carried by drone (for onshore data) or by boat (for offshore data), allow for high-resolution and multi-altitude surveys. Once the datasets are obtained and processed, they are interpreted at different scales alongside existing geological input. A spectral inverse problem resolution is also proposed. Finally, a comparison is carried out with all the other geophysical data that can be obtained: magnetotelluric method, transient electromagnetism and gravimetry

Cette thèse s’établit à la frontière du géomagnétisme et du magnétisme du navire, deux disciplines proches mais dont les habitudes diffèrent. Dans un premier temps, on présente les spécificités de chaque domaine en introduisant les principales notions clés ainsi que le type de mesure mis en oeuvre pour chaque domaine et les géométries d’acquisition. On vérifie également la validité des approximations utilisées dans les cas de figure rencontrés. Dans un deuxième temps (chapitre 2 et 3) on détaille le lien mathématique possible entre l’anomalie scalaire utilisée en géophysique et les trois composantes du champ d’anomalie. Le chapitre 4 résume les travaux expérimentaux réalisés, on présente le banc de test utilisé ainsi que les résultats obtenus sur données synthétiques et réelles pour la problématique de réglages des boucles d’immunisation. Dans le chapitre 5, une nouvelle approche concernant l’immunisation en boucle fermée pour un navire est présentée. On montre également un exemple de compensation réalisée sur un vrai navire à l’aide de capteurs embarqués. La thèse se termine avec le chapitre 6 qui est un article soumis à une revue scientifique synthétisant les problématiques de la thèse
This PhD thesis aims to apply geophysical practices to another magnetic branch which deals with ship’s signature and magnetization with different methods and habits. Firstly, we present the specificity and practices of each domain, introducing the key notions as well as the differences between each kind of measurement. We check the validity of the approximation corresponding to total-field magnetic anomalies in the particular case of our measurements. In a second time, chapter 2 and 3, a mathematical relation is demonstrated between the scalar anomaly and the three components of the anomaly field based on the equivalent layer method. Chapter 4 summarize the experimental work, focusing on the determination of the best electrical current to compensate the ship’s magnetic signature. The experimental system is presented as well as the main results obtained. In chapter 5, a new approach for closed loop degaussing system is presented, based on a compensation algorithm. We also show some results obtained thanks to the compensation with three-component magnetometers onboard a real ship. Chapter 6 corresponds to an article submitted to a scientific journal (IEEE) that summarize most of the problematics of the thesis

Le comportement du champ magnétique de la Terre, à l'échelle d'un intervalle de polarité, peut être représenté à l'aide de modèles statistiques de type "Giant Gaussian Process" (GGP) permettant de décrire la valeur du champ moyen et la variabilité du champ autour de cette valeur moyenne (ou paléovariation séculaire). Dans un premier temps, le champ magnétique produit par des simulations numériques de géodynamo nous a permis de tester la validité de cette approche. L'étude de la morphologie du champ moyen et de la paléovariation séculaire au sein de ces simulations a montré que les modèles "GGP" peuvent fournir des informations sur le fonctionnement de la géodynamo et sur l'influence des conditions à la limite noyau manteau. Nous avons ensuite développé une nouvelle méthode permettant de tester les modèles "GGP" avec les mesures de directions paléomagnétiques, en prenant en compte les erreurs de mesures. Dans un second temps, les nombreux profils d'anomalies magnétiques marines de surface disponibles dans les bases de données nous ont permis de mettre en évidence de nombreuses anomalies de courte longueur d'onde cohérentes sur de grandes distances (ou "tiny wiggles") et qui sont associées pour la plupart à des variations temporelles de l'intensité du champ géomagnétique. La distribution temporelle de ces tiny wiggles à l'intérieur des chrons et au cours de la période étudiée (83-41 Ma, chrons 33r à 19r) est homogène et suggère qu'ils reflètent simplement l'enregistrement filtré d'un régime de variation séculaire constant, contrastant avec l'évolution de la fréquence des inversions caractérisant la période étudiée.

Des données directionnelles et d'intensité du champ magnétique terrestre (CMT) ont été acquises sur 28 sites archéomagnétiques d'Espagne en utilisant la méthode de Thellier. Une synthèse des données (de –1000 à 2000 AD) a permis de calculer la courbe bayésienne de variation séculaire (VS) pour la Péninsule Ibérique. Elle présente les mêmes caractéristiques que les VS allemande et française. La comparaison faite avec la VS au Japon et au SO des Etats-Unis suggère que les caractéristiques de la VS en Europe de l'Ouest ont un caractère local. Nos résultats d'intensité ont été combinés avec ceux déjà publiés pour l'Europe de l'Ouest (de –100 à 2000 AD). La courbe bayésienne obtenue indique que l'intensité du CMT aurait peu varié, du 1ère au 5ème, et du 13ème au 15ème siècles (valeurs à Paris proches de 65 et 57µT respectivement) alors que sa décroissance est forte sur les 5 derniers siècles. Enfin l'évolution de l'intensité du CMT durant le Haut Moyen age demeure encore mal contrainte.

Cette thèse concerne le développement de nouvelles méthodes de traitement et d'interprétation de données de champs de potentiel. Dans un premier temps, nous avons élaboré un algorithme rapide de débruitage de données géophysiques par transformée en ondelettes orthogonales. La méthode proposée permet de tenir compte des non-stationnarités du rapport signal/bruit. Elle est basée sur quelques tests statistiques qui permettent de séparer les coefficients d'ondelettes dus au signal de ceux dus au bruit. Le signal est alors reconstruit par transformée inverse sur les coefficients conservés. L'idée directrice de la deuxième méthode est d'effectuer une imagerie structurale du soussol à partir d'un champ mesuré en surface. Nous avons d'abord intégré la théorie du potentiel dans la théorie des ondelettes, par l'intermédiaire de l'homogénéité des champs dus à des sources multipolaires. L'introduction d'ondelettes définies à partir du noyau de Poisson permet alors de déterminer précisément la localisation et le degré d'homogénéité des sources présentes. L'utilisation des lignes d'extréma de la transformée rend la méthode robuste vis-à-vis du bruit. Nous avons ensuite généralisé la méthode au cas des sources étendues, ce qui nous permet de localiser et de caractériser des bords d'objets. L'inclinaison des structures peut être déterminée par l'utilisation d'ondelettes complexes. En dernier lieu, cette formulation du problème inverse nous a permis de développer une méthode de filtrage par critères structuraux (type et profondeurs des sources). Nous donnons quelques exemples d'applications sur des données gravimétriques. Les possibilités de la méthode sont illustrées sur des zones de fractures ou de subduction.

L'étude des relations Soleil--Terre requiert fréquemment l'analyse de données multivariées, qui dépendent de plusieurs variables (le temps, l'espace, ...). Pour caractériser les processus physiques, nous proposons d'utiliser des méthodes statistiques multivariées (la SVD, l'ICA, ...). De telles méthodes permettent de projeter les données sur un nombre restreint de modes qui en captent les traits de comportement saillants et auxquels il faudra ensuite donner une interprétation physique. Nous les appliquons à deux exemples ; (1) le champ géomagnétique, mesuré en différents endroits du globe, et (2) les processus d'accélération de la couronne solaire observés par le radiohéliographe de Nançay. À partir de modes purement statistiques, nous montrons qu'il est possible de mettre en évidence des processus physiquement connus et de mieux isoler des perturbations très faibles telles que les soubresauts géomagnétiques.