Dissertations / Theses on the topic 'Gravimétrie Spatiale'

L'origine du volcanisme intraplaque est encore mal connue et reste largement discutée. Les questions portent notamment sur l'origine, soit purement thermique, soit thermochimique, des processus responsables, ainsi que sur leur profondeur d'origine. De plus, la lithosphère, bien souvent déterminante dans l'expression du volcanisme en surface, rend parfois difficile l'interprétation directe des observables de surface en terme d'activité mantellique. Dans cette thèse, nous étudions dans un premier temps, la structure profonde du manteau sous le Pacifique central, région marquée par la présence de nombreuses chaines volcaniques. Pour cela, nous utilisons principalement les récentes données d'une qualité sans précédent issues de la mission gravimétrique GRACE et les modèles de dômes thermochimiques oscillants issus des expériences en laboratoire. Une analyse multi-échelle du géoïde, permettant de séparer efficacement les différentes composantes, souligne deux anomalies à grandes échelles : la première, bien connue, est négative et recouvre la Polynésie française, la seconde est positive et située à 600 kilomètres à l'est des îles de la Ligne. Nous l'appliquons également au géoïde calculé à partir des modèles de dômes thermochimiques oscillants. La comparaison, échelle par échelle, entre les géoïdes observés et synthétiques révèle que ces instabilités thermochimiques expliquent très bien les anomalies observées et constituent de bons candidats pour l'origine du volcanisme en présence, actuel (Polynésie française) et passé (les îles de la Ligne, Shatsky Rise et Darwin Rise). Nous apportons également des contraintes sur la densité et la limite supérieure des dômes. Dans un second temps, nous nous intéressons à l'interaction entre un panache mantellique et la lithosphère océanique, en nous attachant essentiellement à l'exemple du point chaud d'Hawaii. Une nouvelle méthode de calcul d'admittance et de cohérence en ondelettes, nous permettant d'accéder aux variations spatio- fréquentielles du rapport géoïde sur topographie sur le bombement hawaiien a été développée. Les résultats obtenus, qui rejoignent les récentes observations sismiques, témoignent d'un amincissement progressif de la lithosphère en s'éloignant du point chaud. Ces observations combinées à des études de convection indiquent que le bombement hawaiien serait en grande partie supporté dynamiquement par un panache mantellique. Toutefois, la partie centrale du bombement, réchauffée par le matériel du panache, serait le siège d'une convection secondaire à plus petite échelle, capable d'éroder significativement la lithosphère
The origin of intraplate volcanism is a controversial topic. We especially question on the purely thermal or thermochemical origin of the involved geodynamical processes and on their origin depth. Moreover, the lithosphere may influence the volcanism and make tough the interpretation of surface observations in term of the mantle activity. In this thesis, we study, in a first part, the deep mantle structure under the Central Pacific, area marked by numerous volcanic structures. To that aim, we mainly use new high-quality satellite gravity data from the GRACE mission and the thermochemical oscillating dome models resulting from laboratory experiments. A multi-scale analysis, which allows us to unfold the different components of the geoid signal, underline two large-scale anomalies : the first, well-known, is negative and recovers the French Polynesia, the second, is positive and located 600 km east of the Line Islands chain. We also apply it on calculated geoid from the thermochemical oscillating dome models. The comparison, scale by scale, between the observed and synthetic geoid evidence that these thermochemical instabilities are consistent with the geoid anomalies and constitute a good candidate to explain the volcanism occurring in the Pacific, now (French Polynesia) and in the past (Line Islands, Shatsky Rise and Darwin Rise). We also bring constraints on the density and the upper bound of the domes. In a second part, we study the interaction between a mantle plume and the oceanic lithosphere, and focus on the example of Hawai. We develop a new method to compute wavelet admittance and wavelet coherence, which allows us to access the space-frequency variations of the geoid-to-topography ratio on the hawaiian swell. Our results, which are consistent with a recent seismic study, evidence a gradual lithospheric thinning moving along the island chain to the northwest. These observations, together with basic fluid-mechanical principles, suggest a hybrid model for the origin of the Hawaiian swell: the swell as a whole is supported dynamically, but small-scale secondary convection currents within the hottest central part of the swell cause the lithosphere to thin

La mission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) est une mission spatiale, dédiée à l'observation du champ de gravité terrestre et de ses variations temporelles. Pour ce qui est de la partie continentale, nous avons étudié les variations de stockage de l'eau souterraine dans les plaines du nord de la Chine. Le taux de déplétion des eaux souterraines dans le nord de la Chine, sur la base des modèles GRACE et des modèles hydrologiques, est de 7. 1 ± 1. 0 km3/an de 2003 à 2010. GRACE détecte d'évidentes variations saisonnières de la masse d'eau de mer dans la partie peu profonde du nord de la mer de Chine du Sud (SCS). Les fluctuations du niveau de la mer dans la SCS sont dominées par l'effet thermostérique et entraînées par l'oscillation El Niño. Pour la mer Rouge, une amplitude annuelle de SLV de ~18 cm d'origine massique est détectée à partir de GRACE et de l'altimétrie corrigée de l'effet stérique sur la période 2003-2011. Cette variabilité saisonnière de la masse d'eau de mer est bien expliquée par l'échange d'eau entre la mer Rouge et le golfe d'Aden qui est entraînée par le renversement saisonnier de la mousson
The Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) is a satellite gravimetry mission, which provides the mean and time-varying global gravity fields. In this thesis, regional terrestrial water storage and sea level variations from GRACE are investigated. Groundwater storage variations (GWS) in North China are estimated from GRACE, and compared with in situ water table observations, groundwater model, and groundwater bulletins. The rate of groundwater depletion in North China based on GRACE and land surface models is 7. 1±1. 0 km3/yr from 2003 to 2010. In addition, GRACE detects obvious seasonal variations of seawater mass in the northern shallow water of South China Sea (SCS). On interannual timescales, sea level fluctuations in the SCS are dominated by the thermosteric effect and driven by El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events. For the Red Sea, an annual amplitude of ~18 cm mass-induced SLV is detected from GRACE and steric-corrected altimetry from 2003 to 2011, which is well explained by the water exchange between the Red Sea and the Gulf of Aden, which is driven by the seasonal reversal of monsoon

Les techniques de télédétection spatiale constituent un apport majeur pour l'étude des variations de masses d'eau dans les grands bassins fluviaux, en permettant un suivi homogène de ces fluctuations dans l'espace et dans le temps. L'objectif de cette thèse a été de développer de nouvelles applications hydrologiques au moyen des mesures spatiales acquises par différents types de mission satellitaire : altimétrie radar, imagerie satellitaire, gravimétrie spatiale. L'altimétrie spatiale offre la possibilité d'étudier les variations de niveau d'eau des grands fleuves, des lacs et des zones d'inondation, garantissant ainsi une surveillance continue et globale des eaux de surface. Elle donne aussi accès à des produits hydrologiques nouveaux comme le profil hydrologique ou la pente des fleuves. Elle permet en outre de définir des réseaux limnimétriques nivelés, dont les stations peuvent être définis tant sur les fleuves que sur les zones d'inondation, complémentaires des réseaux in-situ. Combinée à l'imagerie spatiale, l'altimétrie satellitaire a été utilisée pour déterminer les variations de volume d'eau dans les grands bassins fluviaux. Ces paramètres revêtent, en effet, une importance fondamentale pour les hydrologues car le premier est à la base des études hydrodynamiques et le second apporte des contraintes sur la répartition des masses d'eau entre zones inondées et réseau hydrographique, avec des applications au transport des sédiments et à la disponibilité des ressources en eau à l'échelle régionale. Des exemples d'utilisation de ces techniques sont présentés pour les bassins amazoniens et du Mékong. La mission de gravimétrie spatiale GRACE, lancée en mars 2002, fournit, quant à elle, les variations spatio-temporelles des stocks d'eaux continentales (eau des sols et manteau neigeux) et de paramètres hydrologiques dérivés comme l'évapotranspiration. Une analyse de l'évolution des stocks d'eau et de neige est présentée à partir des premiers géoïdes mensuels issus de la mission GRACE, aux échelles globale et régionale, ainsi que le calcul du paramètre d'évapotranspiration, à l'échelle du bassin versant. Ces résultats sont comparés à la variation des volumes d'eau de surface obtenue précédemment pour le bassin du Mékong
Remote sensing can be considered as an important tool for studying the variations of water masses in large river basins due to a homogeneous sampling both in space and time. The objective of this PhD thesis was to develop new hydrological applications using measurements acquired by various types of satellite mission: radar altimetry, satellite imagery, gravimetry from space. Space altimetry is commonly used to study time variations of water level of large rivers, lakes and flooded zones. New hydrological products such as hydrological profiles or river slopes. Levelled limnimetric networks can thus be defined, with gauge stations on the rivers as well as on the flooded zones. Used in combination with imagery from space, satellite altimetry can be used to determine surface water volume variations in large river basins. These parameters are fundamental for hydrologists because hydrological profiles are necessary for hydrodynamic studies and distribution of water volume variations constrains the distribution of water masses between flooded zones and hydrographic network. Examples of use of these techniques are presented for the Amazon and the Mekong basins. In March 2002, a new generation of gravity missions was launched: the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) space mission. The objective of GRACE is to measure spatio-temporal variations of the gravity field with an unprecedented resolution and precision, over time scales ranging from a few months to several years. As gravity is an integral of mass, these spatio-temporal gravity variations represent horizontal mass redistributions only to the extent they are assumed to be caused by surface water changes. On time scales from months to decades, mass redistribution mainly occurs inside the surface fluid envelopes (oceans, atmosphere, ice caps, continental reservoirs) and is related to climate variability. An analysis of the evolution of water and snow mass is presented using the first monthly geoids from the GRACE mission, at global and regional scales, as well as the estimation of evapotranspiration rate at basin scale. These results are compared with surface water volume variations previously obtained for the Mekong basin

En regard de la variabilité climatique et des activités humaines, un intérêt croissant a été porté au cours des dernières décennies à l’observation des ressources en eau, leur évolution et leur quantification. Les méthodes géodésiques examinent la forme de la Terre et son champ de gravité. Elles sont sensibles à la redistribution des masses d’eau à la surface terrestre, à des échelles spatiales variant de la parcelle au continent et s’avèrent de ce fait être des outils de choix pour suivre la variabilité des ressources en eau. Dans le cadre des projets AMMA et GHYRAF, une série d’actions en gravimétrie, géodésie, géophysique, et hydrologie a été orchestrée sur un site pilote situé au sud–ouest du Niger, à 70 km de sa capitale Niamey. L’influence de la mousson ouest africaine sur le champ de pesanteur est étudiée à l’échelle locale par des mesures in - situ et à l’échelle continentale par des mesures satellitaires. Le signal gravimétrique observé est interprété en terme de variabilité hydrologique, afin d’accéder aux paramètres hydrogéologiques locaux comme la porosité de drainage de l’aquifère. Les incertitudes liées à la présence d’eau dans les premiers mètres de sol sont évaluées à l’aide de mesures d’humidité in-situ. Les valeurs de porosité estimées par gravimétrie sont comparées aux valeurs estimées par résonance magnétique protonique, illustrant la cohérence de ces deux méthodes géophysiques de sensibilités différentes (résolution spatiale et temporelle, objet imagé). L’hétérogénéité spatiale des stocks d’eau est appréhendée, à l’échelle du bassin versant (~2. 5 km2), par une saison de mesures intensives de microgravimétrie. De variations dynamiques de la gravité de faible à moyenne amplitude (≤ 220 nm s-2) sont détectées et analysées avec minutie afin de mieux évaluer la variabilité intrasaisonnière des différents réservoirs hydriques en présence. L’hétérogénéité de stockage dans la zone de vadose apparaît comme la source principale de variabilité spatiale du signal gravimétrique à l’échelle locale (< 1 km)
In regard with climate variability and human activities, recent advances in water resources observation, quantification and prediction have led to a growing interest in the geophysical community. Geodetic techniques allow measuring the shape and the gravity field of the Earth. These measurements are sensitive to the water mass distribution at the Earth’s surface over a wide range of time and space scales. Such techniques may thus provide valuable information about continental water storage changes. In the framework of the AMMA and GHYRAF projects, a bunch of actions have been set up in gravimetry, geodesy, geophysics and hydrology on a pilot site located in south-west Niger, at 70 km of the city of Niamey. The seasonal water cycle, in link with the West African monsoon, is studied at local scale by in situ measurements and at continental scale by satellite data. The observed gravity signal is analysed to retrieve local hydrogeological parameters, such as the drainage porosity. The uncertainties due to the presence of water in the first meters of soil are evaluated with in situ measurements. Porosity values estimated by gravimetry are compared to values of the aquifer water content derived from magnetic resonance soundings. The good agreement between these two independent geophysical methods, displaying different sensitivity as well as spatial and temporal resolutions, shows their potential to constrain local hydrogeological parameters. The spatial heterogeneity of the water storage is investigated at the small catchment scale (~ 2. 5 km2) by an intensive microgravity field campaign. Dynamic variations of the gravity are measured with small to medium amplitudes (≤ 220 nm s-2) and carefully analysed to evaluate the intraseasonal variability of the water storage. The heterogeneity of the water storage in the vadose zone appears as the main reason for the spatial variability of the gravimetric signal at local scale (<1 km)

L'essor de la gravimétrie spatiale s'accompagne d'un flux de nouvelles données d'une qualité inégalée et appelle le développement de techniques de représentation et d'analyse performantes en géométrie sphérique. Les ondelettes sont particulièrement intéressantes parce qu'elles permettent de fusionner l'information satellitaire basse résolution avec des mesures locales haute résolution au sein de représentations combinées, et parce qu'elles offrent des possibilités d'analyse dans de vastes gammes d'échelles spatiales. Dans cette thèse, nous développons un code de calcul d'une représentation discrète en ondelettes du champ de pesanteur par inversion régularisée de données gravimétriques que nous validons sur des exemples synthétiques. Nous présentons une application au calcul d'un nouveau modèle de champ en Polynésie Française, densifiant le modèle GGM02S issu de la mission satellitaire GRACE avec des données d'altimétrie satellitaire. Nous calculons notamment un zoom à 35 km de résolution sur une zone de 900 km*1100 km centrée sur les Marquises : au lieu de 300 000 harmoniques sphériques, nous n'avons eu besoin pour cela que de 9500 ondelettes. Nous analysons et interprétons ensuite ce champ de pesanteur afin d'étudier le volcanisme polynésien. Pour cela, nous développons une méthode d'analyse continue en ondelettes multipoles de Poisson, et établissons un lien entre les coefficients de cette analyse et la distribution des densités internes. Nous montrons alors que les signatures gravimétriques des chaînes volcaniques varient notablement d'une chaîne à l'autre, révélant des processus de mise en place différents. En particulier, nous mettons en évidence une anomalie du géoide positive à grande échelle sur la Société qui ne peut être due à l'effet de la bathymétrie et illustre le support dynamique de l'archipel par un panache convectif. Enfin, nous réalisons une autre application des ondelettes, dédiée à l'étude des variations temporelles de la pesanteur vues par GRACE, pour l'étude des grands séismes des zones de subduction, notamment celui de Sumatra-Andaman
With the advent of satellite gravity, new datasets of unprecedented precision become available and require the development of efficient methods of representation and analysis in spherical geometry. Wavelets are especially interesting because they allow to merge low resolution, satellite data with local, high resolution data within combined representations, and because they offer possibilities of analysis in a wide range of spatial scales. In this thesis, we develop a program to compute a discrete wavelet representation of the gravity field through a regularized least-squares inversion of gravity data, that we validate on synthetic cases. We present an application to the computation of a new gravity model in French Polynesia, based on a local densification of Grace-derived GGM02S model with satellite altimetry data. We also compute a 35km resolution zoom in a 900 km * 1100 km are around the Marquesas islands : instead of 300 000 spherical harmonics, only 9500 wavelets were necessary. We then analyze and interpret this combined gravity field in order to study the polynesian volcanism. To that aim, we develop a continuous wavelet analysis method using Poisson multipole wavelets, and establish a link between the coefficients of this analysis and the internal distribution of densities. We then show that the gravity signatures of the islands chains considerably vary from one chain to another, revealing different emplacement processes. In particular, we evidence a positive geoid anomaly at large scale associated to the Society islands. This anomaly cannot be explained by the effect to the bathymetry, and illustrates the deep, dynamic support of the Society chain by a convective plume. Lastly, we realize another application of wavelets dedicated to the study of large earthquakes in subduction zones, and especially the Sumatra-Andaman one

Les volcans andésitiques des zones de subduction sont caractérisés par une dynamique éruptive complexe. Les déformations du sol sont parmi les signaux précurseurs de leur activité explosive ceux qui sont les moins bien compris. Elles reflètent à la fois la dynamique interne, mais peuvent aussi résulter de l’interaction entre la tectonique locale et la mise en place des magmas. Cette étude centrée sur le Lascar (Nord Chili) et son environnement régional a eu pour objectifs 1 : de mieux comprendre son activité récente à partir des déformations de surface et 2 : d’étudier sa structure interne et ses relations avec la tectonique locale. Nous avons suivi pour cela une démarche pluridisciplinaire à partir de différentes méthodes d’observation par satellites et au sol. Le Lascar est le volcan le plus actif des Andes Centrales, une des régions les plus adaptées pour étudier les interactions tectono-volcaniques. Par ailleurs, son activité historique cyclique en fait un très bon candidat pour étudier la dynamique de ces volcans. Nous avons amélioré la compréhension de l’activité récente du Lascar par la mise en évidence et la quantification des déformations du sol à partir des méthodes de la géodésie spatiale et des variations thermiques à partir d’observations satellitales. Nous apportons aussi les premières informations géophysiques de détail (gravimétrie) sur la structure interne du complexe volcanique du Lascar et de ses liens avec un substratum préfracturé. Enfin, nous confirmons les potentialités de l’interférométrie radar combinée aux observations géodésiques au sol (microgravimétrie, GPS) pour l’étude et la surveillance de ce type d’édifices
Andesitic volcanoes in subduction zones are characterized by complex eruptive dynamics. Ground deformations are among less understood precursor signals of their explosive activity. They are related to internal dynamics as well as local tectonics and magma emplacement interactions. This study, focused on Lascar volcano (North Chile) and regional basement had two main objectives : 1) to better understand its recent activity from ground deformations and 2) to investigate its internal structure and relationships with local tectonics. We carried for that purposes a multidisciplinary study using different satellite and ground observations. Lascar is the most active volcano in Central Andes, one of the most adapted regions to investigate tectono-volcanic interactions. Furthermore, Lascar cyclic and historical activity makes it a very good candidate to study andesitic volcanoes dynamics. We improved Lascar recent activity understanding by showing and quantifying ground deformations from spatial geodesy methods and thermal variations using satellite observations. We also contributed with first detailed geophysical information (gravimetry) on Lascar volcanic complex internal structure as well as its links to previously fractured basement. Finally, we confirmed radar interferometry potentialities combined with ground geodetic observations (microgravity, GPS) to study and monitor this kind of edifices

Au regard de la variabilité climatique et des activités humaines, un intérêt croissant a été porté au cours des dernières décennies à l'observation des ressources en eau, leur évolution et leur quantification. Les méthodes géodésiques examinent la forme de la Terre et son champ de gravité. Elles sont sensibles à la redistribution des masses d'eau à la surface terrestre, à des échelles spatiales variant de la parcelle au continent et s'avèrent de ce fait être des outils de choix pour suivre la variabilité des ressources en eau. Dans le cadre des projets AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) et GHYRAF (Gravité et Hydrologie en Afrique), une série d'actions en gravimétrie, géodésie, géophysique, et hydrologie a été orchestrée sur un site pilote situé au sud-ouest du Niger, à 70 km de sa capitale Niamey. L'influence de la mousson ouest africaine sur le champ de pesanteur est étudiée à l'échelle locale par des mesures in - situ et, à l'échelle continentale, par des mesures satellitaires. Le signal gravimétrique observé est interprété en terme de variabilité hydrologique, afin d'accéder aux paramètres hydrogéologiques locaux comme la porosité de drainage de l'aquifère. Les incertitudes liées à la présence d'eau dans les premiers mètres de sol sont évaluées à l'aide de mesures d'humidité in-situ. Les valeurs de porosité estimées par gravimétrie sont comparées aux valeurs estimées par résonance magnétique protonique, illustrant la cohérence de ces deux méthodes géophysiques de sensibilités différentes (résolution spatiale et temporelle, objet imagé). L'hétérogénéité spatiale des stocks d'eau est appréhendée, à l'échelle du bassin versant (~2.5 km2), par une saison de mesures intensives de microgravimétrie. Des variations dynamiques de la gravité de faible à moyenne amplitude (≤ 220 nm s-2) sont détectées et analysées avec minutie afin de mieux évaluer la variabilité intrasaisonnière des différents réservoirs hydriques en présence. L'hétérogénéité de stockage dans la zone vadose apparaît comme la source principale de variabilité spatiale du signal gravimétrique à l'échelle locale (< 1 km).

Les techniques de télédétection spatiale constituent un apport majeur pour l'étude des variations de masses d'eau dans les grands bassins fluviaux, en permettant un suivi homogène de ces fluctuations dans l'espace et dans le temps.
L'objectif de cette thèse a été de développer de nouvelles applications hydrologiques au moyen des mesures spatiales acquises par différents types de mission satellitaire : altimétrie radar, imagerie satellitaire, gravimétrie spatiale. L'altimétrie spatiale offre la possibilité d'étudier les variations de niveau d'eau des grands fleuves, des lacs et des zones d'inondation, garantissant ainsi une surveillance continue et globale des eaux de surface. Elle donne aussi accès à des produits hydrologiques nouveaux comme le profil hydrologique ou la pente des fleuves. Elle permet en outre de définir des réseaux limnimétriques nivelés, dont les stations peuvent être définis tant sur les fleuves que sur les zones d'inondation, complémentaires des réseaux in-situ. Combinée à l'imagerie spatiale, l'altimétrie satellitaire a été utilisée pour déterminer les variations de volume d'eau dans les grands bassins fluviaux. Ces paramètres revêtent, en effet, une importance fondamentale pour les hydrologues car le premier est à la base des études hydrodynamiques et le second apporte des contraintes sur la répartition des masses d'eau entre zones inondées et réseau hydrographique, avec des applications au transport des sédiments et à la disponibilité des ressources en eau à l'échelle régionale. Des exemples d'utilisation de ces techniques sont présentés pour les bassins amazoniens et du Mékong. La mission de gravimétrie spatiale GRACE, lancée en mars 2002, fournit, quant à elle, les variations spatio-temporelles des stocks d'eaux continentales (eau des sols et manteau neigeux) et de paramètres hydrologiques dérivés comme l'évapotranspiration. Une analyse de l'évolution des stocks d'eau et de neige est présentée à partir des premiers géoïdes mensuels issus de la mission GRACE, aux échelles globale et régionale, ainsi que le calcul du paramètre d'évapotranspiration, à l'échelle du bassin versant. Ces résultats sont comparés à la variation des volumes d'eau de surface obtenue précédemment pour le bassin du Mékong.

Quantifier le bilan de masse de l’Antarctique et son impact en termes de niveau de la mer, demande une bonne compréhension de la variabilité interannuelle ainsi que de ces causes. Ceci est devenu plus crucial dans le cadre du réchauffement climatique. Très peu d’études ont été faites sur l’influence des anomalies climatiques sur le comportement de l’Antarctique et sur l’évaluation de leurs impacts. Les variations de volume ou de masse de l’Antarctique sont en majorité basées sur l’altimétrie ou la gravimétrie spatiales. Dans cette thèse, nous utilisons les données des missions d’Envisat (2002 to 2010) et de Grace (2002 to 2016) afin de restituer respectivement les variations de volume et de masse de la calotte. Nous utilisons aussi les données issues du modèle de climat RACMO2.3p2 afin de forcer notre modèle de compaction. Ce modèle nous permet à la fois d’évaluer la transformation de neige en glace et de corriger les variations d’élévation mesurées par altimétrie.Les variations de hauteur estimées par ces différentes techniques sont en bon accord les unes avec les autres, particulièrement en Antarctique de l’Ouest, sur la Péninsule et le long de la côte de l’Antarctique de l’Est. Les variations interannuelles sont extraites en utilisant un modèle de décomposition modale empirique (emd). Une étude par moindre carré met en évidence un signal de périodicité proche de 4 ans sur les données issues de l’altimétrie, de la gravimétrie et du modèle Racmo. Ceci semble indiquer une influence de phénomène El Niño, lequel influe sur différents paramètres comme le transport de l’humidité, la température de surface de l’océan, les précipitations autour de l’Antarctique en alternant des périodes froides et des périodes chaudes. Mais d’autres oscillations semi-périodiques peuvent aussi avoir un impact sur la variabilité Antarctique. Citons l’Amundsen Sea Low (ASL) ou le Southern Annular mode (SAM).Une analyse en composante principale combinant nos trois estimations de hauteur met en évidence des structures similaires. Les anomalies de hauteur semblent circuler dans le sens des aiguilles d’une montre de Coasts Land (CL) vers Pine Island (PIG) en passant par Dronning Maud Land (DML) et Wilkes Land (WL) à une fréquence comprise entre 6 et 8 ans. Ceci suggère une anomalie climatique due à l’onde circumpolaire (ACW) qui se propage à travers l’océan austral en 8 à 10 ans. En résumé, la variabilité interannuelle du bilan de masse Antarctique est modulée par différentes anomalies climatiques
Quantifying the mass balance of the Antarctic Ice Sheet (AIS), and the resulting sea level rise, requires an understanding of inter-annual variability and associated causal mechanisms. This has become more complex and challenging in the backdrop of global climate change. Very few studies have been exploring the influence of climate anomalies on the AIS and only a vague estimate of its impact is available. Usually changes to the ice sheet are quantified using observations from space-borne altimetry and gravimetry missions. In this study, we use data from Envisat (2002 to 2010) and Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) (2002 to 2016) missions to estimate monthly elevation changes and mass changes, respectively. Similar estimates of the changes are made using weather variables (surface mass balance (SMB) and temperature) from a regional climate model (RACMO2.3p2) as inputs to a firn compaction (FC) model. Using the firn compaction model we were able to model the transformation of snow into glacial ice and hence estimate changes in the elevation of the ice sheet using climate parameters.Elevation changes estimated from different techniques are in good agreement with each other across the AIS especially in West Antarctica, Antarctic Peninsula, and along the coasts of East Antarctica. Inter-annual height change patterns are then extracted using for the first time an empirical mode decomposition followed by a reconstruction of modes. These signal on applying least square method revealed a sub-4-year periodic signal in the all the three distinct height change patterns. This was indicative of the influence of the El Niño Southern Oscillation (ENSO), a climate anomaly that alters, among other parameters, moisture transport, sea surface temperature, precipitation, in and around the AIS at similar frequency by alternating between warm and cold conditions. But there existed altering periodic behavior among inter annual height change patterns in the Antarctic Pacific (AP) sector which was found possibly by the influence of multiple climate drivers, like the Amundsen Sea Low (ASL) and the Southern Annular Mode (SAM). A combined analysis of the three distinct estimates using a PCA (principal component analysis) along the coast revealed similar findings. Height change anomaly also appears to traverse eastwards from Coats Land to Pine Island Glacier (PIG) regions passing through Dronning Maud Land (DML) and Wilkes Land (WL) in 6 to 8 years. This is indicative of climate anomaly traversal due to the Antarctic Circumpolar Wave (ACW) which propagates anomalies through the Southern Ocean in 8 to 10 years. Altogether, inter-annual variability in the SMB of the AIS is found to be modulated by multiple competing climate anomalies

Mes travaux de thèse portent sur le développement d’un capteur inertiel à atomes froids à portée métrologique de nouvelle génération. Son architecture est basée sur deux sources atomiques indépendantes interrogées simultanément par une séquence d’interférométrie atomique commune aux deux sources. Aussi, dans l’optique d’atteindre des performances de mesure ultimes, notre instrument repose sur des fonctions optiques de manipulation d’atomes froids de dernières générations: oscillations de Bloch et séparatrices multi-photoniques. En trois ans, notre instrument a atteint un niveau de développement suffisant pour faire la démonstration de son principe de fonctionnement, permettant de mesurer simultanément l’accélération de la pesanteur g et son gradient vertical. En particulier, nous avons démontré une nouvelle méthode de mesure qui permet de s’affranchir non seulement des bruits en mode commun, mais aussi des fluctuations de la ligne de base de l’instrument, pour la détermination du gradient de gravité. Pour mener à bien ces travaux, j’ai également utilisé un prototype de banc optique industriel pour application spatiale, développé dans le cadre d’un projet financé par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et coordonné par la société Muquans. En parallèle des développements sur notre instrument, nous avons testé et caractérisé ce banc fibré qui réalise toutes les fonctions optiques nécessaires au fonctionnement d’un interféromètre atomique dans l’espace
This work focuses on the development of a new generation of cold-atom inertial sensor. Its architecture is based on two independent atomic sources simultaneously interrogated by an interferometric sequence common to both sources. In addition, in order to achieve ultimate measurement performance, our instrument is based on the latest optical methods for atomic manipulation: Bloch oscillations and multi-photon transitions. During my thesis, the instrument has reached a level of development to perform a proof-of-principle operation, allowing to simultaneously measure the gravity acceleration g and its vertical gradient. In particular, we demonstrated a new measurement method that allows to overcome not only common mode noise, but also the baseline fluctuations of the instrument, for the determination of the gravity gradient. To carry out this work, I also used a prototype of industrial optical bench for space application, developed as part of a project funded by the European Space Agency (ESA) and coordinated by the Muquans company. In parallel with the developments of our instrument, we tested and characterized this fiber bench which fulfills all the optical functionalities necessary for the operation of an atom interferometer in space

L'objectif de ce travail est d'analyser les variations temporelles du champ de gravité, déterminées par la mission spatiale Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), et ses relations avec la dynamique des eaux dans la région Amazonienne. À ce titre, nous avons cherché à développer une méthodologie pour les estimations des stocks d'eau dans des zones innondables non contrôlées ou difficilement accessibles. Pour ce faire, les coefficients de Stokes, calculés par le Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) de Toulouse, ont été convertis en hauteur d'eau équivalente (HEE, Equivalent water Height - EWH en anglais) sur une période d'environ 4 ans (juillet de 2002 à mai 2006). Les valeurs d'HEE ainsi obtenues ont été comparées aux niveaux d'eau in-situ collectés par l'Agence Nationale de lEau brésilienne (ANA). Le choix du bassin Amazonien pour ce travail tient au fait qu'il présente en son centre, des amplitudes d'environ 1250mm de HEE, soit les plus grandes du monde. Cette amplitude est validée indirectement par comparaison entre les déplacements crustaux verticaux équivalents à cette charge superficielle et les mouvements verticaux de la stations GPS permanente de Manaus, à proximité du centre du bassin. Nous estimons que les erreurs associées à ces HEE sont au maximum de l'ordre de ~160mm HEE. Elles proviennent des erreurs des coefficients de Stokes, de la troncation du spectre et des erreurs de contamination (leakage) d'informations hydrologiques des bassins voisins. Finalement, HEE et les données de hauteur d'eau sont comparées dans les fleuves en terme d'hydrogéologie
The objective of this work is to analyze the temporal variations of the gravitational field, determined by the space mission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), and its relationships to the dynamics of water in the Amazon basin area. For this reason, was developed a methodology to estimate the water level in not controlled stocks or difficult to reach floodplains. With this intention, the Stokes coefficients, calculated by the Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) Toulouse-FR, were converted into equivalent water height (EWH) for a ~4-year period (July-2002 to May-2006). In this basin, the amplitudes of EWH signal are the largest on Earth and can reach about 1250mm at the center of the basin. Analysis of the uncertainties indicate that it represents ~160 mm of EWH in this basin, including Stokes coefficient uncertainties (~130 mm), leakage errors (12 ~ 21 mm) and spectrum truncation (10 ~ 15 mm). This amplitude was indirectly validated by the comparison between equivalent vertical crustal displacements due to surface water load and the vertical movements of the Manaus GPS permanent monitoring stations, near to the center of the basin. The values of EWH thus obtained were compared with the in-situ water level collected by the Brazilian National Agency of Water (ANA) at 233 ground-based hydrometric stations (HS). Although EWH and HS measure different water bodies, high correlation, up to ~80% in most of the cases, is detected. This high correlation allows adjusting linear relationships between both series for the major tributaries of the Amazon. The regression coefficients decrease from upstream to downstream along the rivers reaching the theoretical value 1 at the mouth of the Amazon in the Atlantic Ocean

Le but des missions spatiales de gravimétrie est de mesurer le champ de gravité avec une grande précision. Les données récoltées sont utilisées en sciences du climat, en hydrologie, en géophysique et pour mieux comprendre le réchauffement climatique. Ces missions embarquent actuellement des accéléromètres électrostatiques avec une grande sensibilité mais dérivant à long terme. Cette dérive peut être corrigée en recalibrant l'accéléromètre électrostatique avec un accéléromètre à atomes froids ayant une plus importante stabilité. De tels accéléromètres utilisent l'interférométrie atomique pour mesurer l'accélération et une des difficultés de la mesure spatiale est la chute de contraste de l'interféromètre à cause de la rotation du satellite autour de la Terre. Dans cette étude, nous avons mis en place expérimentalement une méthode pour limiter l'impact de la rotation sur l'interféromètre. Le dispositif expérimental est la combinaison d'un accéléromètre électrostatique et d'un interféromètre à atomes froids. La masse d'épreuve de l'électrostatique est employée comme miroir de rétro-réflexion pour l'interféromètre et est très bien contrôlée selon les six dégrées de liberté de l'espace. La méthode utilisée pour limiter l'impact de la rotation consiste à tourner le miroir pour garder la direction de mesure constante pendant l'interféromètre. Avec cette méthode de compensation de la rotation, 99% du contraste a été récupéré. De plus, la phase de l'interféromètre causée par la rotation a été mesuré et modélisée. Avec un modèle fiable, cette phase supplémentaire peut être corrigée de la mesure. Finalement, les performances attendues d'un accéléromètre atomique compensé de la rotation à bord d'un satellite ont été étudiées. Avec les hypothèses choisies, la rotation serait à l'origine d'une incertitude de 7 x 10⁻¹⁰ ms⁻ ² sur la mesure de l'accélération pour un temps d'interrogation de 1 s
Space gravimetry missions aim to determine the Earth gravity field with great accuracy. The data gathered are very useful in the sciences of climatology, hydrology or geophysics and to understand global climate change. These missions board state-of-the-art space electrostatic accelerometers displaying a very good sensitivity but also a long-term drift. By combining an electrostatic accelerometer with a very stable cold atom accelerometer, the correction of this drift is possible. Such accelerometers principle relies on atomic interferometry and one of the difficulties of space measurements is the interferometer contrast loss due the satellite rotation around the Earth. In this work, we experimentally implemented a method to limit the impact of rotation of the interferometer with an original setup. The hybrid lab prototype is the combination of an electrostatic accelerometer and a cold atom interferometer. The proof-mass of the electrostatic accelerometer, very well controlled in angle and position, is employed as an actuated retro-reflection mirror for the interferometer. The method tested to limit the rotation impact, consists in the rotation of the retro-reflection mirror to keep the direction of measurement constant during the interferometer. With the rotation compensation method, a contrast recovery up to 99% was demonstrated. Moreover, the impact of such a method on the phase shift bias was also measured and confronted to models. With an accurate model, the phase shift bias can be corrected from the measurement. Lastly, a study of the expected performances of a rotation compensated atom accelerometer boarded on a satellite was conducted. Under the considered hypothesis, the rotation should lead to an acceleration uncertainty of 7 x 10⁻¹⁰ ms⁻ ² for a 1 s interrogation time

La hauteur de mer mesurée par l'altimétrie satellitaire correspond à la fois à des variations de hauteur conséquentes des processus iocéaniques, mais aussi à des ondulations du géoïde. Ce dernier restant à ce jour mal estimé, seules les variations temporelles de la mesure altimétrique sont exploitables et l'accès au signal absolu passe par l'estimation de la topographie dynamique moyenne (TDM), ce qui fait l'objet de ce travail de thèse. Dans un premier temps, le modèle géoide EIGEN2 est soustrait à la surface moyenne océanique CLS01 calculée à partir de 7 années de données des satellites altimétriques TOPEX et ERSI,2. Cette approche permet d'estimer les échelles spatiales de la TDM supérieures à 660 km. Une seconde méthode, dite synthétique, consiste à retirer la variabilité océanique mesurée par l'altimétrie aux mesures in-situ de la topographie dynamique absolue (déduite de profils hydrologiques) ou de la circulation géostrophique absolue (déduite des vitesses de bouées dérivantes). Cette approche permet d'obtenir un ensemble d'estimateurs de la topographie dynamique moyenne utilisé pour corriger, à travers une analyse objective multivariée, un signal d'ébauche intégrant l'information grande échelle des données CLS01-EIGEN2. La topographie dynamique moyenne synthétique (TDMS) obtenue est validée à l'aide de données in-situ indépendantes : elle permet de référencer les anomalies altimétriques de façon plus efficace que d'autres solutions existantes. Enfin, quelques applications, comme le calcul de transport de surface, le suivi de tourbillon ou la détection de fronts, sont passés en revue
The lake of an accurate geoid still prohibits to precisely computing from satellite altimetry the ocean absolute dynamic topography and only sea level anomalies (SLA) can be accurately deduced. In the new context of GODAE where models are assimilating satellite altimetry, the estimation of a realistic mean dynamic topography (MDT) consistent with SLA is a crucial issue. In a first direct approach, a MDT is computed by subtracting the recent geoid model EIGEN-2 to the mean sea surface height CLS01 determined from 7 years of altimetric data (TOPEX and ERS1,2) at spherical harmonics degree 30. To provide the scales shorter than 660 km, the levitus climatology is merged with the resulting MDT, both weighted by their respective errors. This solution provides a "first guess" for the computation of a global and full scale MDT. Then, a "synthetic" technique is used to combine in situ measurements and altimetric data : TOPEX and ERS1,2 altimetric anomalies are subtracted from in-situ measurements of the full dynamical signal (buoy's velocities from the WOCE-TOGA program and XBT, CTD casts). The resulting values provide local estimates of the mean field - in term of currents or dynamic topography - which are used to improve the first guess using an inverse technique. The obtained MDT is compared to other mean dynamic fields and a verification using independent in-situ data show improvements in most areas. It exhibits a more energetic representation of the subtropical and subpolar gyres ; sea level gradients associated with the main currents are strongly enhanced. Direct applications as front and eddy detection, surface transport estimation or the access from altimetry to ocean absolute circulation are reviewed

Depuis 2002, GRACE fourni des estimations des échanges d'eau entre l'océan et les continents. Cependant, ces estimations sont incertaines car elles montrent des écarts lorsque différentes approches et différents paramètres sont utilisés pour traiter les données GRACE. Je revois le traitement des données GRACE, en accordant une attention particulière aux différentes sources d'erreurs et d'incertitudes. L'incertitude dans le bilan global de l'eau, à des échelles annuelles à interannuelles est due à la corrections du mouvement du géocentre ainsi qu'à l'incertitude dans la correction du GIA. Cela est particulièrement vrai pour l'estimation de la masse de l'océan et les eaux continentales dont l'incertitude liée à la tendance pour la période 2005 à 2015 est de ±0.33mmSLE/yr
Since 2002, GRACE provides estimates of the transfers of water-mass from land to the ocean. However, these estimates are uncertain as they show discrepancies when different approaches and different parameters are used to process the GRACE data. I revisit the treatment of GRACE data, paying a special attention to the different sources of errors and uncertainties. The main sources of uncertainty in the global water budget, at annual to interannual time scales, are the spread in the geocenter corrections and the uncertainty in the GIA correction. This is particularly true for the ocean mass and glacier and TWS mass change estimates for which the uncertainty in trends for the period from 2005 to 2015 is ±0.33mmSLE/yr

Nous modélisons le rapport entre variation de pesanteur et déplacement vertical du sol dus à une surcharge à la surface d'un modèle de Terre à symétrie sphérique, stratifié et élastique. Les résultats théoriques sont comparés aux valeurs numériques trouvées pour diverses charges à partir des sorties de modèles globaux. Nous évaluons la résolution et la précision des variations temporelles du contenu en eau du sol estimées par la mission de gravimétrie spatiale GRACE. Celles-ci sont comparées aux prédictions des variations saisonnières de plusieurs modèles hydrologiques. En Europe, la validation des mesures GRACE par les mesures des gravimètres du reseau GGP repose sur une analyse en composantes principales et met en évidence la sécheresse de l'été 2003. Les signatures gravitationnelles cosismique et postsismique associées au séisme de Sumatra (2004) sont extraites des données GRACE. Une modélisation de l'effet cosismique montre que la réponse statique de l'océan ne peut être negligée.

Aujourd’hui, la communauté scientifique dispose de jeux de données gravimétriques avec une précision et une résolution spatiale sans précédent qui améliorent nos connaissances du champ gravitationnel terrestre à différentes échelles et longueurs d’ondes, obtenues de mesures du sol à des satellites. Parallèlement à la gravimétrie, l’avancement des observations par satellite fournit à la communauté des modèles d’élévation numérique plus détaillés pour refléter la géométrie de la structure terrestre. Ensemble, ces nouveaux jeux de données offrent une excellente occasion de mieux comprendre les structures et la dynamique de la Terre à l’échelle locale, régionale et mondiale. L'utilisation et l'interprétation de ces données de haute qualité exigent le raffinement des approches standards dans le traitement et l'analyse des données liées à la gravité. Cette thèse consiste en une série d’études visant à améliorer la précision du traitement des données de gravité et gravité de gravité gradients pour les études géodynamiques. Pour ce faire, nous développons un outil, appelé GEEC (Gal Eötvös Earth Calculator), pour calculer précisément les effets gravimétriques dues à tout corps de masse, indépendamment de sa géométrie et de sa distance par rapport aux mesures. Les effets de gravité et des gravité gradients sont calculés analytiquement en utilisant la solution intégrale linéaire d'un polyèdre irrégulier. Les validations aux échelles locale, régionale et mondiale confirment la robustesse des performances du GEEC, où la résolution du modèle, qui dépend à la fois de la taille de la masse corporelle et de sa distance par rapport au point de mesure, contrôle fortement la précision des résultats. Nous présentons une application pour évaluer les paramètres optimaux dans le calcul des gradients de gravité et de gravité dus aux variations de topographie. La topographie joue un rôle majeur dans l'attraction gravitationnelle de la Terre; par conséquent, l'estimation des effets topographiques doit être soigneusement prise en compte dans le traitement des données gravimétriques, en particulier dans les zones de topographie accidentée ou à grande échelle. Pour les études de gravité de haute précision à l'échelle mondiale, le processus de correction de la topographie doit prendre en compte l'effet topographique de la Terre entière. Mais pour les applications locales à régionales basées sur des variations relatives à l'intérieur de la zone, nous montrons que la topographie tronquée à une distance spécifique peut être adéquate, même si ignorer la topographie de cette distance peut générer des erreurs. Pour soutenir ces arguments, nous montrons les relations entre les erreurs relatives à la gravité, la distance de troncature de la topographie et l'étendue de la zone d'étude. Enfin, nous abordons le problème: les mesures GOCE sont-elles pertinentes pour obtenir une image détaillée de la structure d'une plaque de subduction, y compris sa géométrie et ses variations latérales? Les résultats du calcul des avec des modèles de subduction synthétiques calculés à l’altitude moyenne du GOCE (255 km) démontrent que les bords de subduction et les variations latérales du pendage produisent des variations des gradients détectables avec le jeu de données GOCE. Dans l'application à la zone de subduction Izu-Bonin-Mariana (IBM), la topographie et les effets bathymétriques ont été supprimés avec succès. Cependant, dans l'application au cas réel de la zone de subduction Izu-Bonin-Mariana, les caractéristiques géométriques du second ordre du slab sont difficiles à détecter en raison de la présence des effets crustaux restants. Ceci est dû à l'imprécision du modèle crustal global existant qui est utilisée, qui conduit à une élimination impropre de l'effet crustal
Nowadays, the scientific community has at its disposal gravity and gravity gradient datasets with unprecedented accuracy and spatial resolution that enhances our knowledge of Earth gravitational field at various scales and wavelengths, obtained from ground to satellite measurements. In parallel with gravimetry, the advancement of satellite observations provides the community with more detailed digital elevation models to reflect the Earth’s structure geometry. Together, these novel datasets provide a great opportunity to better understand the Earth’s structures and dynamics at local, regional, and global scales. The use and interpretation of these high-quality data require refinement of standard approaches in gravity-related data processing and analysis. This thesis consists of a series of studies aiming to improve the precision in the chain of gravity and gravity gradient data processing for geodynamic studies. To that aim, we develop a tool, named GEEC (Gal Eötvös Earth Calculator) to compute precisely the gravity and gravity gradients effects of due to any mass body regardless of its geometry and its distance from measurements. The gravity and gravity gradients effects are computed analytically using the line integral solution of an irregular polyhedron. The validations at local, regional, and global scales confirm the robustness of GEEC’s performance, where the resolution of the model, that depends on both size of the body mass and its distance from the measurement point, control strongly the accuracy of the results. We present an application for assessing the optimum parameters in computing gravity and gravity gradients due to topography variations. Topography has a major contribution in Earth gravitational attraction, therefore the estimation of topography effects must be carefully considered in the processing of gravity data, especially in areas of rugged topography or in large-scale studies. For high-accuracy gravity studies at a global scale, the topography correction process must consider the topography effect of the entire Earth. But for local to regional applications based on relative variations within the zone, we show that truncated topography at a specific distance can be adequate, although, ignoring the topography pas this distance could produce errors. To support these arguments, we show the relationships between gravity relative errors, topography truncation distance, and the extent of study zone. Lastly, we approach the issue: Are GOCE measurements relevant to obtain a detailed image of the structure of a subducting plate, including its geometry and lateral variation? The results of gravity gradient forward modelling using synthetic subduction models computed at GOCE’s mean altitude (255 km) demonstrate that both subduction edges and lateral variations of subduction angle produce gravity gradient variations that are detectable with GOCE dataset (∼100 km wavelength and 10 mE amplitude). However, in the application to the real case of Izu-Bonin-Mariana subduction zone, the second-order geometric features of the subducting plate are difficult to be detected due to the presence of the remaining crustal effects. This is caused by the inaccuracy of the existing global crustal model, that leads to inaccurate crustal effect removal

Les progrès récents en sciences de la terre font de plus en plus de données multidisciplinaires disponibles pour l'exploration minière. Cela a permis le développement de méthodologies de calculer la prédictivité pour les zones aurifères basées sur des analyses statistiques des différents paramètres. L‘utilisation de nouveaux logiciels développés, la distribution spatiale et la topologie des polygones (e.g. intrusions granitiques) et des polylignes (e.g. zones de cisaillement) sont contrôlées par les paramètres définis par les utilisateurs (par exemple, la densité, la longueur, la surface, etc.). La distance des gisements d'or par rapport à polygones ou polylignes est calculée en utilisant une fonction de probabilité distribution. Les analyses statistiques des résultats de la modélisation montrent que i) les valeurs de la moyenne à la surface relative des polygones, la moyenne de longueur relative de polylignes, le nombre d'objets et leur regroupement sont essentiels à des évaluations statistiques ; ii) tester la validité des différents méthodes d'inversion dépend de l‘importance relative sur la corrélation entre les paramètres utilisés; et iii) la robustesse des points d'intérêt de distribution est de déduire des lois à l'égard de la qualité des données d'entrée. Cette approche a été appliquée aux données géologiques et géophysiques de l‘Yenissei Ridge d‘une surface totale de 75730 km2 pour cartographier la prédictivité de 29 nouvelles zones aurifères correspondant à une surface de 1811 km2. La méthode développée dans cette étude permet de réduire jusqu'à quatre fois de la superficie considérée comme des zones aurifères par des études précédentes. Pour la construction la plus précise des zones aurifères un modèle 3D de densité de l‘Yenissei Ridge a été construit. Ce modèle est basé sur les données de surface, gravimétriques et aéromagnétiques (grilles numérique de 1x1km2), profils sismiques et magnétotelluriques de "Batholite" et "Shpate". Ce modèle 3D de densité montre que: a) l‘Yenissei Ridge a une structure de couverture pliée, résultant d'un événement de la collision néoprotérozoïque ; b) γNPta granites Tatarsky-Ayhta et zones de cisaillement sont des seuls objets qui présente des relations spatiales avec la minéralisation aurifère
Recent progresses in geosciences make more and more multidisciplinary data available for mining exploration. This allows developing methodologies to compute predictivity for gold zones by the statistical analysis of variable input parameters. Using newly developed software, the spatial distribution and the topology of polygons (e.g. intrusions) and polylines (e.g. shear zones) are controlled by parameters defined by users (e.g. density, length, surface, etc.). The distance of points of interest (gold deposits) with respect to a given type of objects (polygons or polylines) is given using a probability distribution function. The statistical analyses of output results from the direct modeling process show that i) values of relative surface mean of polygons, relative length mean of polylines, the number of objects and their clustering are critical to statistical appraisals, ii) the validity of the different tested inversion methods strongly depends on the relative importance and on the dependency between the parameters used, and iii) the robustness of the inferred distribution points of interest laws with respect to the quality of the input data. This approach was applied to the geological and geophysical data of the Yenissei ridge of the total area of 75730 km2 for the predictivity mapping of 29 new gold zones with the total area of 1811 km2. The newly developed method allows reducing up to four times of the area of predictivity gold zones, compared with previous studies. For more accurate construction of gold zones, a 3D density model of the Yenisei ridge was constructed. This model is based on surface gravity and aeromagnetic data (numerical grids of 1x1km), ―Batholite‖ and ―Shpate‖ seismic and magnetotelluric profiles, respectively. The 3D density model shows that: a) the Yenissei ridge has a cover-folded structure, formed during a Neopretorozoic collisional event, b) only γNPta Tatarsky-Ayhta granites and shear zones have spatial relationships with gold mineralization

Les progrès récents en sciences de la terre font de plus en plus de données multidisciplinaires disponibles pour l'exploration minière. Cela a permis le développement de méthodologies de calculer la prédictivité pour les zones aurifères basée sur des analyses statistiques des différents paramètres. L'utilisation de nouveaux logiciels développés, la distribution spatiale et la topologie des polygones (e.g. intrusions granitiques) et des polylignes (e.g. zones de cisaillement) sont contrôlées par les paramètres définis par les utilisateurs (par exemple, la densité, la longueur, la surface, etc.). La distance des gisement d'or par rapport à polygones ou polylignes est calculée en utilisant une fonction de probabilité distribution. Les analyses statistiques des résultats de la modélisation montrent que i) les valeurs de la moyenne à la surface relative des polygones, la moyenne de longueur relative de polylignes, le nombre d'objets et leur regroupement sont essentiels à des évaluations statistiques ; ii) tester la validité des différents méthodes d'inversion dépend de l'importance relative sur la corrélation entre les paramètres utilisés; et iii) la robustesse des points d'intérêt de distribution est de déduire des lois à l'égard de la qualité des données d'entrée. Cette approche a été appliquée aux données géologiques et géophysiques de l'Yenissei Ridge d'une surface totale de 75730 km2 pour cartographer la prédictivité de 29 nouvelles zones aurifères correspondant à une surface de 1811 km2. La méthode développée dans cette étude permet de réduire jusqu'à quatre fois de la superficie considérée comme des zones aurifères par des études précédentes. Pour la construction la plus précise des zones aurifères un modèle 3D de densité de l'Yenissei Ridge a été construit. Ce modèle est basé sur les données de surface, gravimetriques et aéromagnétiques (grilles numérique de 1x1km2), profils sismiques et magnétotelluriques de "Batholite" et "Shpate". Ce modèle 3D de densité montre que: a) l'Yenissei Ridge a une structure de couverture pliée, résultant d'un événement de la collision néoprotérozoïque ; b) γNPta granites Tatarsky-Ayhta et zones de cisaillement sont des seuls objets qui présente des relations spatiales avec la minéralisation aurifère.