Dissertations / Theses: 'Méthodes géophysiques'

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Deparis, Jacques. "Etude des éboulements rocheux par méthodes géophysiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195215.

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Abstract:

Les éboulements de terrain posent des problèmes importants pour la gestion des risques, à cause de leur soudaineté et de l'absence de signe précurseur. La détection d'un compartiment instable, l'évaluation de sa stabilité ainsi que la compréhension de la dynamique de sa propagation sont des éléments majeurs dans l'évaluation de l'aléa d'éboulement. En premier lieu, le géoradar a permis de mieux contraindre la géométrie 3D du réseau de fracture. Une stratégie d'inversion des caractéristiques des fractures (épaisseur et remplissage), basée sur la sensibilité fréquentielle et angulaire des réflexions des ondes électromagnétiques avec une approche de couche mince a été développé et appliqué de façon convaincante sur des données réelles acquises sur deux sites différents.

La seconde partie est consacrée à l'exploitation des signaux sismiques enregistrés lors de douze éboulements différents. Une nouvelle échelle de magnitude a été définie, qui a permis de classer les différents événements. Aucune relation n'a été trouvée entre les paramètres géométriques (et l'énergie potentielle dérivée) et la magnitude. Par contre la durée du signal montre une bonne corrélation avec l'énergie potentielle. L'analyse détaillée des signaux suggère l'existence d'au moins deux sources sismiques, une correspondant à la rupture associée au rebond élastique induit par le détachement de la masse rocheuse et une autre générée par l'impact de la masse sur la pente, dont l'aspect fréquentiel a été confirmé par une analyse numérique 2D par la méthode des éléments finis.

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Deparis, Jacques. "Étude des éboulements rocheux par méthodes géophysiques." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10090.

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Abstract:

Les éboulements de terrain posent des problèmes importants pour la gestion des risques, à cause de leur soudaineté et de l'absence de signe précurseur. La détection d'un compartiment instable, l'évaluation de sa stabilité ainsi que la compréhension de la dynamique de sa propagation sont des éléments majeurs dans l'évaluation de l'aléa d'éboulement. Cette thèse est centrée sur deux axes de recherche complémentaires: le développement de méthodes géophysiques pour la reconnaissance d'un compartiment rocheux potentiellement instable d'une part, et l'étude du phénomène de rupture el de la propagation de l'éboulement à partir d'enregistrements sismiques d'autre part
Rockall pose important problem for the risk management, due to their suddenness and of the absence of precursory sign. The detection of an unstable compartment, the evaluation of its stability as well as comprehension ofthe propagation dynamics is major elements to evaluation the crumbling hazard. This thesis study two complementary research orientations: the development of geophysical methods for to evaluate the stability ofunstable rock mass on the one hand, and the study of the rockall rupture and propagation phenomenon from seismic recordings on the other hand

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Rey, Etienne. "Caractérisation de sols hétérogènes par des méthodes géophysiques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010418.

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Abstract:

La caractérisation et l'échantillonnage des sols à granulométrie étendue (alluvions, éboulis, moraines. . . ) s'avère difficile voire impossible avec les méthodes géotechniques traditionnelles dès lors que ces matériaux contiennent des hétérogénéités de dimension décimétrique à métrique. Les méthodes géophysiques, non-destructrices et intégrant des informations sur un volume de sol important, apparaissent comme une alternative intéressante aux essais in-situ. Parmi les observables géophysiques, la résistivité électrique présente une très large gamme de variation selon les géomatériaux (1-104 Ω. M). L'objectif de cette étude est de préciser l'apport des mesures géophysiques, et plus particulièrement des mesures électriques, dans le cadre de la caractérisation des sols hétérogènes. Cette problématique a été abordée selon 3 approches : modélisation numérique, expérimentations sur modèle réduit au laboratoire, et mesures sur site réel. Des mesures de tomographie électrique ont été simulées sur un modèle numérique contenant des inclusions aléatoirement réparties et en proportion variable au sein d'une matrice plus conductrice. Les résultats obtenus ont permis d'une part de déterminer une condition nécessaire à l'homogénéisation du matériau, et d'autre part, de décrire l'augmentation de la résistivité effective avec la concentration du milieu en inclusions résistives, en accord avec les lois théoriques d'homogénéisation. Ces résultats ont été utilisés pour estimer avec précision la proportion d'inclusions résistives mises en place dans un modèle réduit développé au laboratoire. Enfin, sur un site réel, une campagne de mesure a été menée associant méthodes géophysiques (électriques, sismiques, radar) et méthodes géotechniques. Le pourcentage de blocs dans le sol, estimé grâce aux données électriques et sismiques, s'est avéré en accord avec la granulométrie réelle du sol
Characterisation and sampling of coarse heterogeneous soils is often impossible using common geotechnical in-situ tests once the soil contains particles with a diameter larger than a few decimetres. In this situation geophysical techniques - and particularly electrical measurements - can act as an alternative method for obtaining information about the ground characteristics. This paper deals with the use of electrical tomography on heterogeneous diphasic media consisting of resistive inclusions embedded in a conductive matrix. The adopted approach articulates in three steps: numerical modelling, measurements on a small-scale physical model, and field measurements. Electrical measurements were simulated using finite element analyses, on a numerical model containing randomly-spread resistive inclusions with a concentration varying from 0 to 40 %. It is shown that for electrode spacing 8 times greater than the radius of inclusions, the equivalent homogeneous resistivity is obtained. In this condition, average measured resistivity is a function of the concentration of inclusions, in agreement with the theoretical laws. To apply these results on real data, a small-scale physical model has been built, where electrical measurements were conducted both on the model and on each phase. From these laboratory measurements, a very satisfying estimation of the percentage of inclusions has been obtained. Finally, the methodology was applied to a real experimental site composed of alluvial fan deposits made of limestone rocks embedded in a clayey matrix. The estimated percentage of rock particles obtained via electrical measurements was in accordance with the real grain size distribution

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Cabassut, Laurent. "Diagnostic des collecteurs visitables : apport des méthodes géophysiques." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10549.

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Jrad, Abir. "Application des méthodes géophysiques à la prospection archéologique." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4301.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la recherche géophysique de la proche sub-surface appliquée aux objets et structures archéologiques. L'objectif est de définir une méthodologie d'étude géophysique de sites archéologiques dans un contexte Méditerranéen : en France et en Tunisie, ainsi que " l'empreinte géophysique " des principaux objets archéologiques. La méthode géophysique principale utilisée est la méthode magnétique. Les cartographies magnétiques obtenues sont couplées aux cartographies et mesures électromagnétiques et aux tomographies électriques (ERT) et sismiques. Ce volet de prospection sur le terrain est corrélé aux mesures magnétiques de laboratoire, permettant une meilleure contrainte des modélisations directes et synthétiques proposées pour les différents objets étudiés. Dans une première partie, la thèse se concentre sur les structures et objets archéologiques de combustion. Cette partie précise la signature magnétique de ces objets et souligne son rehaussement dû à l'effet du feu. Dans un second temps, la thèse fait porter l'analyse sur l'empreinte géophysiques des structures d'aménagement et sa variation reliée aux différents matériaux et techniques utilisés ainsi qu'aux propriétés du terrain encaissant. D'autres objets sont par la suite étudiés pour une meilleure compréhension des anomalies magnétiques potentiellement produites. La diminution de la qualité du signal magnétique et donc du rapport signal sur bruit est traité vers la fin
This dissertation deals with the applied geophysics to archaeological objects and structures in the close subsurface. The aims are to define a geophysical methodology for the study of archeological sites in a Mediterranean context : in France and in Tunisia, and also the geophysical signature of the main archaeological features. The main geophysical method used is the magnetic method. The obtained magnetic mappings are coupled with the electromagnetic cartographies and measurements, and with the electrical tomographies (ERT) and the seismic surveys. This ground prospecting is correlated with the magnetic measurements of laboratory, allowing a better constraint of the forward and synthetic modelling, proposed for the various studied features. First, the thesis concentrates on the study of the archaeological structures of combustion. This part specifies the magnetic signature of these objects and underlines the raising owed to the effect of the fire. Secondly, this work analyzes the geophysical imprint of the building structures and its variation connected with the various materials and techniques used as well as the surrounding ground properties. Other objects are afterward studied for a better understanding of the potentially produced magnetic anomalies. Last but not least, the decrease of the quality of the magnetic signal and thus the signal-to-noise ratio, is handled

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Meric, Ombeline. "Étude de mouvements de terrain par méthodes géophysiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00284215.

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Abstract:

La compréhension et la prévision de la dynamique d'évolution des mouvements de terrain peuvent être améliorées par un apport de données quantitatives sur leur géométrie tridimensionnelle, leur état de déstructuration et les circulations préférentielles de fluide. L'objet de ce travail de thèse, à la fois méthodologique et expérimental, est de mener une étude critique des apports et limites des différentes techniques géophysiques (tomographie électrique, méthodes sismiques, traitement du bruit de fond sismique et mesure de la polarisation spontanée) pour la caractérisation des mouvements de terrain.

Nous avons mené des campagnes géophysiques sur cinq sites tests. Ces sites ont été choisis en milieu rocheux et de grande ampleur (Séchilienne, Isère, et La Clapière, Alpes Maritimes) ou de taille modérée (Ravin de l'Aiguille, Isère) et en contexte argileux (Super Sauze, Alpes de Hautes Provence, et Léaz, Ain). Nous montrons que, selon le degré de remaniement, l'étude des paramètres géophysiques tels que $\rho$ (tomographie électrique), $V_P$ (sismique réfraction et tomographie) et $V_S$ (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Nous préconisons pour l'analyse des ondes de surface de contraindre la paramétrisation par $V_P$ si elle est connue en surface et par la fréquence du pic H/V. En outre, pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de $V_S$, nous montrons que la méthode H/V peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum.

%Nous préconisons pour l'étude de la géométrie des mouvements rocheux, le déploiement de méthodes tomographiques (électrique et sismique) et l'analyse des ondes de surface enregistrées lors de prospection sismique et par des réseaux de bruit de fond, en tenant compte des informations sur $V_P$ en surface et de la fréquence de résonance du pic H/V. La caractérisation des écoulements au sein des mouvements est améliorée lorsque l'on associe l'interprétation des mesures de résistivité et de polarisation spontanée.

%Selon le degré de remaniement des argiles en mouvement, l'étude des paramètres géophy\-siques tels que $\rho$ (tomographie électrique), $V_P$ (sismique réfraction et tomographie) et $V_S$ (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de $V_S$, l'utilisation de la méthode H/V peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum.

Enfin, nous avons déployé un réseau d'électrodes impolarisables pour le suivi temporel de la polarisation spontanée sur le mouvement de grande ampleur de Séchilienne. Ce réseau a permis de mettre en évidence les trajets préférentiels de circulation de fluide au sein du massif et de rendre compte de leur complexité.

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Meric, Ombeline. "Étude de mouvements de terrain par méthodes géophysiques." Phd thesis, Grenoble 1, 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10267.

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Abstract:

Fa compréhension et la prévision de la dynamique d'évolution des mouvements de terrain peuvent être améliorées par un apport de données quantitatives sur leur géométrie tridimensionnelle, leur état de déstructuration et les circulations préférentielles de fluide. L'objet de ce travail de thèse est de mener une étude critique des apports et limites des différentes techniques géophysiques (tomographie électrique, méthodes sismiques, traitement du bruit de fond sismique et mesure de la polarisation spontanée) pour la caractérisation des mouvements de terrain. Nous avons mené des campagnes géophysiques sur cinq sites tests, choisis en milieu rocheux et de grande ampleur (Séchilienne, Isère, et La Clapière, Alpes Maritimes) ou de taille modérée (Ravin de l'Aiguille, Isère) et en contexte argileux (Super Sauze, Alpes de Hautes Provence, et Léaz, Ain). Nous montrons que, selon le degré de remaniement, l'étude des paramètres géophysiques tels que la résistivité électrique (tomographie électrique), Vp (sismique réfraction et tomographie) et Vs (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Nous montrons que pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de Ys, la méthode HN peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum. Enfin, nous avons déployé un réseau d'électrodes impolarisables pour le suivi temporel de la polarisation spontanée sur le mouvement de grande ampleur de Séchilienne. Ce réseau a permis de mettre en évidence les trajets préférentiels de circulation de fluide au sein du massif et de rendre compte de leur complexité
Understanding and forecasting the evolution of landslides could be improved by more quantitative informations about their 3D geometry, their fracturation degree and on the preferential fluid flows. The aim ofthis Thesis is to performed a critical study of the advantages and limits of different geophysical techniques (electrical tomography, seismic tomography, seismic noise measurements and selfpotential) to caracterize landslides. We performed geophysical investigations on five case studies, on large rocky movements (Séchilienne, Isère, and La Clapière, Alpes Maritimes), on moderate size rocky movements (Ravinde l'Aiguille, Isère) and on Soft Rock flows (Supe Sauze, Alpes de Hautes Provence, and Léaz, Ain). We show that geophysical parameters such as electrical resistivity (electrical tomography), Vp (seismic refraction and tomography) and Vs (seismic refraction and surface waves analysis) could help to caracterize landslide's geometry. We show that for smooth geometry and weak lateral variations of V s, the HN method could help to obtaine quick quantitative informations on spatial variations of the substratum geometry. Finally, we deployed a network ofimpolarizable electrodes to monitor the selfpotential on the Sechilienne mass movement. This network allowed us to outline preferential fluid flows and their complexity

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Nodot, Émilie. "Détection et caractérisation d'objets anthropiques par méthodes géophysiques et en particulier par méthode magnétique." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAH019/document.

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Abstract:

Les trois dernières guerres ont laissé dans le sous-sol français des millions de tonnes de munitions non explosées (en anglais, unexploded ordnance ou UXO) qui constituent un risque pour l'homme et l'environnement. La géophysique et particulièrement les méthodes magnétiques offrent des solutions pour localiser et caractériser ces objets qui sont le plus souvent aimantés. Mon travail de thèse consiste d'abord à réaliser une synthèse bibliographique des méthodes de recherche d'UXO en détaillant en particulier la méthode magnétique. Le dispositif de cartographie magnétique multi-capteur conçu par I'EOST et utilisé pour la recherche d'UXO subit un certain nombre de défauts. Ainsi (i) la fabrication d'un nouveau numériseur, (ii) l'acquisition d'un nouveau système de géolocalisation plus complet et (iii) l'utilisation d'un capteur supplémentaire afin de corriger les variations temporelles du champ permettent d'améliorer la qualité de nos cartographies. De même la mesure à différentes altitudes nous permet de gérer au mieux le temps imparti et le niveau de détail que l'on souhaite obtenir. Selon l'approximation habituellement employée en méthodes potentielles, l'anomalie du champ magnétique est négligeable par rapport au champ magnétique régional. En parallèle du travail de terrain décrit précédemment, une étude plus poussée du dipôle m'a permis d'évaluer que cette approximation entraîne une erreur non négligeable pouvant atteindre 16% de l'anomalie. Cette différence se ressent aussi sur les résultats obtenus par inversion. J'ai pu de plus développer un algorithme utilisant la méthode d'Euler et réévaluer la méthode que l'on utilisait déjà auparavant, basée sur le signal analytique. Après comparaison des différentes méthodes d'inversion, cette dernière semble le mieux contraindre la cible
Last three wars have left millions of tons of unexploded ordnance (UXO) in French subsoil. They put the population and the environment at risk. Geophysics and particularly the magnetic methods present some solutions to characterise and locate those generally magnetised objects. The multi-sensor magnetic cartography device designed at EOST has some faults. Consequently, (i) the production of a new digitizer, (ii) the acquisition of a new geo-spatial positioning system and (iii) the use of an extra sensor to correct the time-related variations of the magnetic field allow us to improve our cartography quality. Likewise, multi-altitude measurement allow us to optimise the time in relation to the wanted cartography definition. According to the approximation generally used in magnetism theory, the anomaly is insignificant compared to the regional magnetic field. At the same time as my previously described field work, a thorough study of the dipole theory, allowed me to evaluate that this approximation results in a non-negligible mistake reaching 16% of the anomaly. The inversion results are sensible to this mistake. Moreover, l've developed an algorithm based on Euler deconvolution and l've re-evaluated the method already used which is based on analytic signal. After I compared some of the inversion methods, the one based on the analytic signal seems to ascertain the better the object characteristics

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Moreau, Frédérique. "Méthodes de traitement de données géophysiques par transformée en ondelettes." Phd thesis, Université Rennes 1, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656040.

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Abstract:

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.

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Al-Fares, Walid. "Caractérisation des milieux aquifères karstiques et fracturés par différentes méthodes géophysiques." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20004.

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Cavalcante, Fraga Luis Henrique. "Caractérisation des sols pollués via des méthodes géophysiques : couplage entre le diagnostic conventionnel et les méthodes géophysiques pour estimer la distribution spatiale des polluants à l’aide du formalisme géostatistique." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS645.

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Abstract:

La caractérisation spatiale de sources de pollution est un enjeu majeur pour la réhabilitation de sites pollués. Les analyses géochimiques d’échantillons sont coûteuses et onéreuses en temps et ne permet qu’une vision ponctuelle des sites. Ces travaux ont évalué la méthode de cartographie électromagnétique (EMI) pour imager les propriétés physiques indirectes du sous-sol afin de (1) définir des protocoles de mesures géophysiques adaptés (2) d’exploiter les mesures spatialisées (géophysiques et géochimiques) pour l'estimation des volumes de sols pollués aux hydrocarbures grâce au formalisme géostatistique. Les résultats sur le site de Poitiers, localisé en contexte péri-urbain, ont mis en évidence la sensibilité de la méthode EMI pour déterminer la géométrie d'une couche de remblais. La stratégie finale appliquée sur le site de Rouen, fortement pollué aux hydrocarbures et situé en milieu urbain, a été modifiée avec une cartographie EMI exhaustive, des panneaux électriques, une prospection au géoradar et des mesures sur échantillons. L’analyse statistique multivariable a indiqué une corrélation globale entre les teneurs en hydrocarbures et les conductivités électriques apparentes mesurées par la méthode EMI. L’hétérogénéité des remblais, les aménagements et un aquifère discontinu ont fortement perturbé les mesures EMI. Malgré la diminution de la variance de l’erreur d’estimation lorsque les données géophysiques ont été intégrées dans les modèles géostatistiques, les corrélations linéaires restent encore faibles et limitées par la représentativité des sites. Un protocole de mesures géophysiques a été conçu et a montré son potentiel pour la caractérisation de sites pollués
The spatial characterization of pollution sources is a key step for estimating the costs of the rehabilitation of contaminated sites. Geochemical sampling is costly and time-consuming and only allows punctual information about contamination levels. This PhD work evaluated the electromagnetic mapping method (EMI) for imaging the physical properties of the subsoil to (1) define geophysical measurement protocols and (2) exploit spatialized geophysical and geochemical data for a better estimation of hydrocarbon-polluted soil volumes through geostatistical formalism. The results at the Poitiers’ site, located in a peri-urban context with an unknown backfill coverage, highlighted the sensitivity of the EMI method for determining the geometry of the backfill layer. The new geophysical measurement strategy applied at the Rouen’s site, which is heavily polluted with hydrocarbons and located in an urban environment, has been modified with exhaustive EMI mapping, electrical resistivity and polarization tomography, ground penetrating radar and physical measurements at sample scale. The multivariate statistical analysis indicated an overall correlation between the hydrocarbon levels and the apparent electrical conductivities measured by the EMI method. Nevertheless, the heterogeneity of the urban fill, surface facilities and a discontinuous aquifer have severely disrupted EMI measurements. Despite the decrease in the variance of estimation error when geophysical data have been integrated into geostatistical models, linear correlations are still weak. A novel geophysical measurement protocol has been designed and demonstrated its potential for assessing contaminated sites

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Giacomoni, Catherine. "Analyse de quelques problèmes de fluides géophysiques." Corte, 2001. http://www.theses.fr/2001CORT3062.

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Abstract:

L'océan peut être considéré comme le poumon, le garde-manger et l'une des principales voies de communication de l'humanité. Il est donc capital de mieux le connaître et d'apprendre à simuler son comportement de façon à appréhender des phénomènes naturels tels que El Niño ou des phénomènes directement liés à l'activité humaine tels que le transport de pollution ou la modification des courants liée à l'aménagement du linéaire côtier. Tous les modèles d'océanographie physique dérivent des équations primitives compressibles de Navier-Stokes. Un certain nombre d'hypothèses sont généralement émises pour simplifier ces équations et obtenir des modèles de courantologie tel que celui de shallow water. A partir de ces modèles, d'autres hypothèses simplificatrices peuvent être introduites et nous testons en particulier la condition de rigid lid. Outre la modélisation de la courantologie, nous proposons un modèle couplant l'écorce terrestre et l'océan, de façon à simuler la formation d'un tsunami lors d'un tremblement de terre sous-marin. Notre objectif est d'analyser mathématiquement ces problèmes et de proposer des méthodes numériques dont l'utilisation est particulièrement adaptée à leur résolution. L'analyse des modèles étudiés respecte deux principes de base qui sont l'obtention d'estimations a priori et leur utilisation. Ces estimations nous fournissent le cadre fonctionnel qui guide la méthode de résolution. Nous construisons par la méthode de Galerkin des solutions approchées vérifiant les mêmes estimations a priori que celles obtenues puis nous utilisons la méthode de compacité pour passer à la limite dans les équations. Dans le cas des opérateurs non-linéaires des équations de Navier-Stokes, le passage à la limite est loin d'être trivial et nécessite des développements importants. Ces solutions approchées sont ensuite implémentées numériquement et fournissent pour les différents modèles étudiés une série de résultats que nous comparons à des résultats connus.

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Genelle, Fanny. "Les méthodes géophysiques pour la caractérisation des couvertures d’installation de stockage de déchets." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14522/document.

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Abstract:

Parmi l’ensemble des matériaux constitutifs d’une couverture d’installation de stockage de déchets, l’argile et le GéoSynthétique Bentonitique (GSB), couramment utilisés, peuvent présenter des défauts qu’il est nécessaire de caractériser afin de prévoir les éventuels travaux de remise en état partielle ou totale du site. L’objectif de cette thèse est de déterminer la capacité des méthodes géophysiques de Tomographie de Résistivité Electrique (TRE), de Polarisation Spontanée (PS) et d’Automatic Resistivity Profiling (ARP) à caractériser les couvertures. Pour cela, un site expérimental constitué de deux couvertures, au sein desquelles des défauts ont été volontairement créés, a été mis en place. Le suivi temporel effectué sur la couverture sans GSB a montré que les conditions météorologiques du mois précédant les mesures ont une incidence sur la détection des défauts. De plus, les variations de comportement hydrique et électrique détectées en TRE au sein du matériau de couverture ont notamment pu être attribuées à l’existence d’hétérogénéités de composition. La présence de GSB rend plus difficile la détection des défauts quelle que soit la méthode utilisée. Cependant, il semble que le temps passant l’évolution du GSB permette une détection plus aisée. Enfin, les prospections effectuées sur une installation de stockage de déchets dangereux ont mis en évidence la nécessité de coupler plusieurs méthodes géophysiques. L’hétérogénéité des matériaux de couverture et de l’état du GSB, mise en évidence par la TRE, a été confirmée par des observations in situ sur des sondages à la tarière manuelle
Among the whole landfill cover materials, clay and Geosynthetic Clay Liner (GCL), commonly used, may contain defects which are necessary to characterize in order to plan possible repair work, partial or total. The aim of this thesis is to define the ability of the following geophysical methods, the Electrical Resistivity Tomography (ERT), the Self Potential (SP) and the Automatic Resistivity Profiling (ARP) to characterize covers. To do this, an experimental site composed of two covers in which defects have been intentionally made has been built. These covers are composed of a clayey material upon which a GCL has been placed for one of these covers. The monitoring performed on the cover without the GCL has outlined that the climatic conditions of the month preceding measurements have an impact on the defects’ detection. Moreover, hydric and electrical behavior variations detected by ERT in the clayey material have in particular be linked with the presence of composition heterogeneities. The presence of the GCL makes more difficult the detection of defects whatever the method used. However, it seems that, over time, the evolution of the GCL enables an easier detection. Finally, surveys carried out on an industrial waste landfill have shown the necessity of coupling geophysical methods. The heterogeneity of the cover materials and the GCL has been checked by manual auger holes

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Martin, Nathan. "Modélisation directe et inverse d'écoulements géophysiques viscoplastiques par méthodes variationnelles - Application à la glaciologie." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920189.

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Résumé : Un certain nombre d'écoulements géophysiques, tels que les écoulements de glace ou de lave magmatique, impliquent le mouvement gravitaire à faible nombre de Reynolds d'un fluide viscoplastique à surface libre sur un socle rocheux. Leur modélisation fait apparaître des lois de comportement rhéologique et des descriptions de leurs intéractions avec le socle rocheux qui reposent sur des paramétrisations empiriques. Par ailleurs, l'observation systématique de ce type d'écoulements avec une grande précision est rarement possible ; les données associées à l'observation de ces écoulements, principalement des données de surface (télédétections), peuvent être peu denses, manquantes ou incertaines. Elles sont aussi le plus souvent indirectes : des paramètres inconnus comme le glissement basal ou la rhéologie sont difficilement mesurables in situ. Ce travail de thèse s'attache à la modélisation directe et inverse de ces écoulements géophysiques, particulièrement les écoulements de glace, par des méthodes variationnelles à travers la résolution du problème de Stokes pour les fluides en loi de puissance. La méthode de résolution du problème direct (Stokes non-linéaire) repose sur le principe du minimum de dissipation qui mène à un problème variationnel de type point-selle à quatre champs pour lequel on montre l'existence de solutions. La condition d'incompressibilité et la loi de comportement représentent alors des contraintes associées au problème de minimisation. La recherche des points critiques du lagrangien correspondant est réalisée à l'aide d'un algorithme de type lagrangien augmenté, discrétisé par éléments finis triangles à trois champs. Cet algorithme conduit à un important gain tant en temps de calcul qu'en utilisation mémoire par rapport aux algorithmes classiques. On s'intéresse ensuite à la modélisation numérique inverse de ces fluides à l'aide du modèle adjoint et des deux principaux outils associés : l'analyse de sensibilité et l'assimilation de données. On étudie tout d'abord la modélisation rhéologique de ces fluides à travers les deux paramètres principaux de la loi de comportement : la consistance du fluide et l'exposant rhéologique. Des analyses de sensibilité sur ces paramètres définis localement, permettent de quantifier leurs poids relatifs au sein du modèle d'écoulement, en termes de vitesses de surface. L'identification de ces grandeurs est également réalisée. L'ensemble des résultats est résumé comme une méthodologie vers une "rhéométrie virtuelle" pouvant représenter une aide solide à la mesure rhéologique. Le glissement basal, paramètre majeur dans la dynamique de la glace, est investigué selon la même approche. Les analyses de sensibilité mettent en avant une capacité à voir à travers le caractère "filtré" et non-local de la transmission de la variabilité basale vers la surface, ouvrant des perspectives vers l'utilisation des sensibilités pour la définition de lieux d'intérêt pour l'observation et la mesure. Ce glissement basal, modélisation empirique d'un processus complexe et multiéchelle, est ensuite utilisé pour la comparaison avec une méthode inverse approximative courante en glaciologie (méthode négligeant la dépendance de la viscosité à la vitesse, i.e. la non-linéarité). Le modèle adjoint, obtenu par différentiation automatique et évalué par accumulation retour, permet de définir cette approximation comme un cas limite de la méthode inverse complète. Ce formalisme mène à une généralisation du processus d'évaluation numérique de l'état adjoint, ajustable en précision et en temps de calcul en fonction de la qualité des données et du niveau de détail souhaité dans la reconstruction. L'ensemble de ces travaux est associé au développement du logiciel DassFlow-Ice de simulation directe et inverse de fluides viscoplastiques à surface libre. Ce logiciel prospectif bidimensionnel, diffusé dans la communauté glaciologique, a donné lieu au développement d'une version tridimensionnelle.

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Mezon, Cécile. "Caractérisation des circulations thermo-convectives à l'échelle d'une zone fracturée par méthodes géophysiques et numériques." Thesis, La Réunion, 2017. http://www.theses.fr/2017LARE0002/document.

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La caractérisation des circulations thermo-convectives dans les milieux naturels est particulièrement étudiée pour ses applications industrielles, notamment en géothermie. Cette caractérisation correspond à deux enjeux liés à (i) la détection des remontées hydrothermales et (ii) la quantification de l'énergie évacuée par le système actif. La méthodologie proposée par cette thèse comporte ainsi deux volets. Le premier volet vise la localisation des systèmes actifs par caractérisation géophysique de sub-surface. Les techniques de prospection mises en œuvre sont la tomographie de résistivité électrique (TRE), la mesure in situ de température et la mesure de polarisation spontanée (PS). L'objet étudié dans cette thèse est la remontée hydrothermale située au niveau de la limite supérieure de l'effondrement de Rina Grande, au sommet du volcan Stromboli. L'approche géophysique de sub-surface comprend une cartographie spatiale (à l’échelle métrique) en TRE, PS et température et un suivi temporel des signaux PS et thermique. La cartographie spatiale nous renseigne sur l'extension spatiale du système hydrothermal (TRE) et le caractère actif des circulations (PS et température). Le modèle de résistivité électrique a été amélioré en tenant compte de la topographie, issue d'un Modèle Numérique de Terrain généré par photogrammétrie. Le traitement des données de surveillance montre qu'une relation linéaire lie le signal thermique et le signal PS, une relation qui ne peut être purement thermo-électrique. Le jeu de données temporel met l'accent sur la dynamique du système convectif et notamment la probable dépendance de la vigueur du système convectif avec les variations saisonnières de température atmosphérique. Le second volet vise à quantifier l'énergie évacuée par des systèmes thermo-convectifs à l'aide d'une approche numérique. L'approche géophysique met en évidence le fait que les zones endommagées telles que des limites structurales favorisent la circulation des fluides hydrothermaux. Ceci s'explique par le fait que fractures, failles ouvertes, zones d'altération etc. changent à petite échelle la perméabilité du milieu. L'approche numérique est donc vouée à la simulation 3D de l'écoulement et du transfert de chaleur dans des milieux poreux fracturés. Le travail s'est basé sur un code d'écoulement en milieux poreux fracturé pré-existant. Ce code a été adapté afin de résoudre le problème thermique. L'étude théorique vise à quantifier l'influence des paramètres du réseau de fractures sur l'énergie dissipée. L'influence de la densité de fractures, de la transmissivité de fractures et l'anisotropie du réseau de fractures sont évaluées. L'étude compare également les flux de chaleur dégagés par des modèles où les fractures sont insérées de manière discrète avec des modèles homogènes et de même propriétés macroscopiques (approche effective). Les résultats montrent que la validité de l'approche effective est fortement dépendante des paramètres du réseau de fracture
The characterization of thermo-convective circulations in natural environments is particularly studied especially for geothermal applications. This characterization corresponds to two issues related to (i) the detection of the hydrothermal flows(ii) the quantification of the energy discharged by the active system. The methodology proposed by this thesis thus comprises two parts. The first component aims at locating active systems with geophysical methods. The prospecting techniques used are electrical resistivity tomography (ERT), in situ temperature measurement and self potential (SP) measurements. The object studied in this thesis is the hydrothermal system located at the upper limit of the Rina Grande sector collapse, at the top of the Stromboli volcano. The sub-surface geophysical approach includes spatial (metric) mapping in ERT, SP and temperature, and monitoring of SP and thermal signals. Spatial mapping informs us about the spatial extension of the hydrothermal system (ERT) and the active character of the circulations (SP and temperature). The model of electrical resistivity has been improved taking into account the topography, resulting from a Digital Elevation Model generated by photogrammetry. The treatment of the monitoring data shows that a linear relationship links the thermal and the PS signals, a relationship that can not be entirely due to thermoelectric effect. The temporal dataset focuses on the dynamics of the convective system and in particular the probable dependence of the vigor of the convective system on seasonal variations in atmospheric temperature.The second part aims at quantifying the energy released by thermo-convective systemsusing a numerical approach. The geophysical approach highlights the fact that damaged areas such as structural boundaries favor the circulation of hydrothermal fluids. This is due to the fact that fractures, open faults, alteration zones, etc. change the permeability of the medium on a small scale. The numerical approach is therefore dedicated to the 3D simulation of the flow and heat transfer in fractured porous media. The work is based on a pre-existing code in fracturing porous media, able to solve the flow problem. This code has been adapted to solve the thermal problem also. The theoretical study aims to quantify the influence of fracture network parameters on the released energy. The influence of fracture density, fracture transmissivity and fracture network anisotropy are evaluated. The study also compares the heat fluxes generated by models where the fractures are discretely inserted with homogeneous models with the same macroscopic properties (effective approach). The results show that the validity of the effective approach is highly dependent on the parameters of the fracture network

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Boubaki, Nerouz. "Détection de cavités par deux méthodes géophysiques : radar de sol et mesures de résistivités électriques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00855987.

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Abstract:

La détection de cavités en milieu urbain est importante pour prévenir différentes causes d'accidents liés à des possibles effondrements. Les cavités sont aussi des cibles d'intérêts pour les archéologues, car les cavités oubliées sont de potentielles sources de matériel révélant des usages passés. Ces cavités sont de tailles différentes, d'origine anthropique ou non, en milieu extérieur ou sous des bâtiments. Leur taille, ainsi que les propriétés physiques du milieu extérieur dans lequel elles se situent, permettent l'utilisation de différentes méthodes géophysiques. Nous nous sommes concentrés sur l'utilisation de deux méthodes géophysiques, le radar de sol et la tomographie par mesures de résistivité électrique, pour localiser et déterminer les cavités métriques à sub-métrique dans le proche sous-sol (6 premiers mètres). Les mesures de radar de sol sont sensibles aux variations de permittivité diélectrique entre la cavité et le milieu extérieur. Nous montrons par des modélisations numériques un effet sur l'amplitude de la réfléchie en fonction du déport qui permet de discriminer entre une cavité vide et une cavité pleine d'eau. Nous étudions aussi l'amplitude de la réfléchie à incidence normale sur le toit d'une cavité à section carrée en fonction de sa profondeur et de sa taille. Nous mettons en évidence une relation logarithmique profondeur versus taille de cavité pour laquelle l'amplitude de la réfléchie est maximum pour les fréquences de prospection typiques du radar de sol. Par ailleurs nous confirmons qu'alors que les mesures radar permettent de déterminer avec précision les dimensions d'une anomalie dans un sous-sol homogène et peu conducteur, les mesures de résistivité électrique permettent elles de déterminer des zones de hautes résistivités à l'emplacement des cavités. Nous couplons ces deux méthodes géophysiques dans deux études de cas, en utilisant la profondeur des interfaces déterminées sur des radargrammes pour contraindre les modèles de résistivité inversés par l'ajout d'information a priori.

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Blondel, Amélie. "Développement des méthodes géophysiques électriques pour la caractérisation des sites et sols pollués aux hydrocarbures." Phd thesis, Université Michel de Montaigne - Bordeaux III, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988260.

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Abstract:

La géophysique procure une vision d'ensemble du sous-sol sous forme de cartes et de coupes et apporte des informations précieuses sur la géologie et l'organisation du sous-sol. Bureau d'étude spécialise dans les diagnostics de sols et la recherche d'objets enterrés, Geoscope, partenaire de la thèse CIFRE, désire développer sa thématique géophysique appliquée aux sites et sols pollués. L'objectif est de localiser, de limiter et caractériser les zones polluées aux hydrocarbures. L'étude porte sur l'impact des pollutions hydrocarbonées sur la réponse géoélectrique, et plus spécifiquement sur la réponse en polarisation provoquée spectrale. Les mécanismes de polarisation, qui peuvent être modifiés par la présence d'hydrocarbures, interviennent sur des gammes de fréquences caractéristiques. La polarisation provoquée spectrale, qui mesure la réponse d'un milieu dans le domaine fréquentiel, apporte des informations plus précises que les autres méthodes géoélectriques qui fonctionnent dans le domaine temporel. Les effets de la présence d'hydrocarbures sont étudiés à différentes échelles : (i) à l'échelle du laboratoire, sur des milieux synthétiques afin d'appréhender les mécanismes de réponse (ii) à l'échelle de deux sites pollués afin de confronter les modèles développés en, laboratoire aux données réelles, d'apprécier les limites des méthodes et d'adapter les protocoles utilisés.

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Terrana, Sébastien. "Méthodes Galerkin discontinues hybridables pour la propagation des ondes élastiques et acoustiques dans des milieux géophysiques complexes." Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC081.

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Abstract:

Aujourd'hui les réseaux d'observation sismologique peuvent combiner des capteurs sismiques large-bande, hydrophones et micro-baromètres. Exploiter l'ensemble de ces données nécessite l'utilisation de simulations numériques capables de modéliser la propagation des ondes dans des milieux acoustiques et élastiques, avec un couplage aux interfaces fluide-solide. Avec cette thèse, nous proposons une méthode numérique de type Galerkin Discontinue Hybridable (HDG), d'ordre arbitrairement élevé en espace, permettant de modéliser la propagation des ondes élastodynamiques et acoustiques. Dans un premier temps, des conditions de transmission entre des milieux hétérogènes élastiques et acoustiques sont construites en utilisant les relations de Rankine-Hugoniot. Ces conditions sont ensuite utilisées pour établir les raccords inter-éléments dans le cadre d'une méthode HDG modélisant de manière unifiée les propagation d'ondes mécaniques dans les deux milieux. Nous proposons ensuite une discrétisation spatiale avec une approche spectrale en espace et un schéma d'intégration en temps prenant en compte l'équation algébrique de transmission. Nous montrons enfin les performances spectrales de notre méthode sur des cas tests élastiques et élasto-acoustiques académiques, nous validons notre approche PML, et enfin nous présentons une étude plus réaliste de couplage sismique-infrasons
New seismological monitoring networks combine broadband seismic receivers, hydrophones and micro-barometers antenna. Exploiting these observations requires accurate and multi-physics — elastic, hydro-acoustic, infrasound - wave simulation methods which are able to model the complex energy exchanges at material interfaces. In this thesis, we develop a new Hybridizable Discontinuous Galerkin (HDG) method for solving elastic and acoustic wave propagation, with an arbitrary high order of accuracy in space. In order to introduce this method, we first derive the transmission conditions between heterogeneous elastic, acoustic, and elasto-acoustic media using the Rankine-Hugoniot relations. These conditions are then used to design the inter-element numerical traces in an HDG framework, which make this method able to model both elastic and acoustic waves in the same simulation. We subsequently perform a space discretization using a spectral approach, and we propose a time-scheme able to enforce properly the algebraic transmission equation. The spectral convergence of the method is assessed on both elastic and elasto-acoustic benchmarks, and some validation benchmarks for the PML are performed. Finally we present a more realistic case of coupling between seismic waves and infrasounds

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Bruniaux, Guillaume. "Reconstitution paléogéographique et prospection archéologique en zone littorale par approches géophysiques multi-méthodes et multi-échelles." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS026/document.

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Abstract:

L’étude archéologique d’un site est réalisée sur la base d’une fouille, qui est une étude précise sur une ouverture restreinte. En amont de cette opération, la prospection géophysique offre la possibilité de localiser une zone susceptible d’apporter des informations majeures par une cartographie détaillée du site. Ces travaux de thèse se focalisent sur un protocole original de prospection magnétique pour détecter des structures pluri-métriques à pluri-décimétriques et une démarche méthodologique pour estimer la conservation d’un niveau d’occupation archéologique. Ces développements ont été réalisés pour apporter un maximum d’information sur l’occupation anthropique et cibler une zone de fouille suivant la problématique archéologique associée au site. Dans les zones littorales et suivant la période chronologique considérée, l’environnement associé à une occupation était différent. La modification relativement rapide des environnements côtiers résulte de la remontée du niveau marin depuis la fin du dernier maximum glaciaire. Dans le cadre d'une étude paléoenvironnementale associée à un site, l’objectif de la prospection géophysique est similaire à celle effectuée pour une fouille : localiser une zone d’implantation des carottages paléoenvironnementaux. La démarche méthodologique développée dans ces travaux est basée sur une approche paléogéographique de l’environnement à partir de prospections géophysiques multi-méthodes et multi-échelles. Des prospections électromagnétiques (Slingram), des sections électriques et des diagraphies électriques (direct-push) apportent une représentation cartographique et stratigraphique des contrastes géophysiques de la subsurface. Deux zones d’étude ont été sélectionnées pour tester et mettre en place ces démarches méthodologiques, le site néolithique du Pontet (Charente-Maritime) et les ports antiques de Narbonne. Ces deux sites sont dans des contextes archéologiques, géographiques et géologiques différents
Archaeological study of a site is based on an excavation which is a comprehensive study on a restricted gap. Before excavation, geophysical survey supplies the possibility to locate an area likely to provide details by detailed mapping of the site. This PhD work focus on an original magnetic survey protocol to detect pluri-metric and pluri-decimetric structures and a methodological approach to estimate the conservation of an archaeological level occupation. These developments have provided maximum information on anthropogenic settlement and to target excavation zone according to the archaeological problem of the site. In coastal zones and according to the considered chronological period, the environment of the settlement was different. The relatively rapid change in coastal environments results from the rise of sea level since the end of the last glacial maximum. As part of a paleoenvironmental study of a site, the objective of geophysical survey is similar to that for excavation : locating an area to paleoenvironmental coring. The methodological approach developed in this work is based on a paleogeographic approach to the site environment using multi-method and multi-scale geophysical surveys. Electromagnetic survey (Slingram), electrical tomography and direct-push electrical resistivity logging provide a cartographic and stratigraphic representation of the geophysical contrasts of the subsurface. Two study areas were selected to test and implement these methodological approaches, the Neolithic site of Le Pontet (Charente-Maritime) and the ancient harbours of Narbonne. These two sites are in different archaeological, geographical and geological contexts

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Chalikakis, K. "Application de méthodes géophysiques pour la reconnaissance et la protection de ressources en eau dans les milieux karstiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193513.

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Abstract:

Les méthodes d'investigation actuellement proposées concernant la reconnaissance et la protection des aquifères en milieu karstique ne font que rarement appel aux mesures géophysiques. Le but des présents travaux de recherche est de démontrer que la combinaison de diverses méthodes géophysiques (TDEM, FDEM, RMP) permet de tirer du sous-sol l'information nécessaire à caractériser, en partie et à différentes échelles spatiales, la géométrie des réservoirs et la distribution des zones de haute perméabilité dans les milieux karstiques.
Trois sites expérimentaux, caractéristiques de régions karstiques observées autour du bassin Méditerranéen, ont été choisis. Le site de Loussoi (nord-est du Péloponnèse – Grèce), le site de Poumeyssen (Lot - France) et le site de Paralia Agios Andreas (est du Péloponnèse – Grèce). Des techniques géophysiques adaptées au contexte géologique et aux questions hydrogéologiques ont été sélectionnées et utilisées.
Des résultats nouveaux ont été obtenus dans trois domaines : (1) la connaissance géologique des sites étudiés, (2) des développements spécifiques des techniques géophysiques et (3) la définition d'une approche méthodologique d'application des méthodes géophysiques à l'étude des karsts.

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Chalikakis, Konstantinos. "Application de méthodes géophysiques pour la reconnaissance et la protection de ressources en eau dans les milieux karstiques." Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193513.

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Abstract:

Les méthodes d’investigation actuellement proposées concernant la reconnaissance et la protection des aquifères en milieu karstique ne font que rarement appel aux mesures géophysiques. Le but des présents travaux de recherche est de démontrer que la combinaison de diverses méthodes géophysiques (TDEM, FDEM, RMP) permet de tirer du sous-sol l’information nécessaire à caractériser, en partie et à différentes échelles spatiales, la géométrie des réservoirs et la distribution des zones de haute perméabilité dans les milieux karstiques. Trois sites expérimentaux, caractéristiques de régions karstiques observées autour du bassin Méditerranéen, ont été choisis. Le site de Loussoi (nord-est du Péloponnèse – Grèce), le site de Poumeyssen (Lot - France) et le site de Paralia Agios Andreas (est du Péloponnèse – Grèce). Des techniques géophysiques adaptées au contexte géologique et aux questions hydrogéologiques ont été sélectionnées et utilisées. Des résultats nouveaux ont été obtenus dans trois domaines : (1) la connaissance géologique des sites étudiés, (2) des développements spécifiques des techniques géophysiques et (3) la définition d’une approche méthodologique d’application des méthodes géophysiques à l’étude des karsts.

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Clément, Rémi. "Etude du suivi des injections des lixiviats dans les massifs de déchets : combinaison entre méthodes géophysiques et simulation hydrodynamique." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENU022.

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Abstract:

Les exploitants des Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) sont confrontés à la nécessité d'assurer une biodégradation homogène et rapide des déchets, pour ne pas prolonger la durée coûteuse de post-exploitation. Pour cela, il est nécessaire d'injecter des lixiviats (liquides résultant de la biodégradation) dans les déchets, tout en contrôlant les volumes injectés pour maintenir une bonne humidité assurant une meilleure biodégradation et limiter à 50 cm le niveau piézométrique en fond de casier (pour respecter la réglementation). Pour gérer ces contraintes, les industriels doivent disposer d'outils permettant de caractériser et de simuler les injections des lixiviats. Ce travail vise à étudier les injections des lixiviats et a pour but de contribuer à établir un modèle conceptuel de la circulation des lixiviats à l'échelle du site industriel par une approche combinée de la simulation et de l'hydrogéophysique. Deux méthodes géophysiques ont été utilisées, la Tomographie de Résistivité Electrique (ERT), employée en mode de « suivi temporel » et la Résonance Magnétique des Protons (RMP). La première étape consiste en un développement méthodologique des outils géophysiques ERT et RMP afin de faciliter leurs applications à la caractérisation des injections des lixiviats dans les massifs de déchets. La seconde étape de ce travail consiste en une analyse et une interprétation des résultats géophysiques des suivis temporels de résistivité lors d'injection des lixiviats dans les déchets. Ensuite les mesures RMP sont réalisées sur des échantillons saturés de déchets en laboratoire, puis sur le terrain dans une ISDND où les déchets étaient saturés. L'analyse des résultats ERT a permis de caractériser la structure et les propriétés hydrodynamiques du milieu. Les résultats RMP ont permis d'obtenir des informations sur les gammes de conductivité hydraulique dans le massif de déchets étudié. La troisième étape consiste en une combinaison entre les résultats géophysiques et une simulation hydrodynamique (réalisée avec HYDRUS-2D). Cela permet d'établir un modèle conceptuel des circulations des lixiviats dans les déchets. Les résultats de la simulation hydrodynamique montrent que les déchets ne peuvent-être comparés en aucun cas à un milieu poreux homogène à l'échelle du site industriel. De plus, le milieu s'apparente à un milieu composé d'une matrice poreuse de faible conductivité hydraulique, recoupée par des drains dont la conductivité est très forte. En résumé, les résultats de ce travail ouvrent de nouvelles perspectives dans l'application d'outils de simulation à l'échelle du site industriel pour l'étude de la circulation des lixiviats dans les déchets. Cette approche et les améliorations méthodologiques proposées dans ce travail, permettent d'entrevoir une application élargie pour d'autres types de problèmes hydrologiques, comme l'infiltration dans les premiers décimètres des sols, et l'identification des systèmes de recharge des aquifères, entre autres
Operators of non-hazardous waste landfills have to ensure that the waste biodegrades uniformly and rapidly, to shorten the costly post-operation period. Leachate (liquids resulting from biodegradation) must be injected into the waste while controlling the volumes used, in order to maintain the correct moisture level to ensure better biodegradation and limit the piezometric level to 50 cm above the bottoms, in accordance with regulations. To achieve these requirements, operators need tools for characterising and modelling leachate circulation. The aim of this work is to study leachate recirculation in industrial waste sites using combined geophysical data and hydrodynamic modelling. We aim to contribute to define a conceptual model of leachate circulation in an industrial waste site using an approach combining simulation and hydrogeophysics. The first stage in this work involved methodological development of geophysical ERT and MRS in order to adapt them to waste characterisation. In the case of ERT, several authors have shown that there may be false variations in the electrical resistivities calculated from inversions of data obtained during infiltration monitoring. This must be ascertained in order to establish whether they are artefacts of inversion or real resistivity variations. To validate the proposed solutions, the field ERT inversion results are compared with independent measurements (hydrological measurements, electrical resistivity measurements using buried probes, surface geophysical measurements). In the case of MRS One of the major problems of using MRS is the heterogeneous nature of waste, which affects the saturated water content distribution. Usually, MRS provides a 1D water content distribution. However, a 2D spatialised representation would be much better suited to the case of waste. For this reason it was decided to test a 2D inversion code developed at LTHE, based on a simple geometry medium, before carrying out experiments on real waste. The results of this 2D water content measurements are compared with other geophysical methods validate the 2D inversion code. The second stage involved analysing the geophysical results obtained from monitoring of leachate injection into the waste using the electrical resistivity method. The analysis of the ERT results provided information on the structure and hydrodynamic properties of the medium. The MRS results provided information on the hydraulic conductivity ranges in the waste mass studied. On the basis of this information and by combining the geophysical results with the hydrodynamic simulation (HYDRUS-2D), a conceptual model of leachate circulation in waste is proposed. The simulation results show that:  waste cannot in any circumstances be compared to a homogeneous porous medium at the industrial scale;  the medium is similar to a two-phase medium with a porous matrix of low hydraulic conductivity crossed by drains with a very high conductivity. Finally we found that combining geophysical tools with simple hydrodynamic simulation could open new perspectives for developing simulation tools applicable to industrial sites. This approach, and the methodological improvements proposed in this work, indicates that the research may be widened to include two other types of hydrological problem such as applied to infiltration in the top soil layers or identification of aquifer recharges systems

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Guerrero, Olivier. "Comparaison et couplage de méthodes géophysiques pour l'amélioration des reconnaissances des sols dans les projets géotechniques en milieu périurbain." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0137/document.

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Dans le cadre d’un projet d’aménagement, la reconnaissance du sous-sol est une étape prépondérante pour la construction d’un bâtiment. Le géotechnicien se doit de définir le comportement mécanique des sols à partir d’un nombre limité de sondages. La problématique soulevée par les prospections géotechniques est qu’il est difficile d’une part d’étendre une information ponctuelle dans l’environnement proche des sondages, et d’autre part d’estimer la variabilité latérale des matériaux. Dans cette optique, cette thèse développe une approche novatrice de combinaison de méthodes géophysiques aidant à la quantification de la variabilité spatiale des structures géoélectriques du sous-sol. Dans un second temps, au regard des limites rencontrées dans la modélisation 3D des structures géoélectriques du sous-sol, nous avons mis au point un processus innovant de modélisation 3D des propriétés physiques du sous-sol par combinaison de méthodes géophysiques. Les travaux menés ont permis de caractériser les paramètres régissant le positionnement et la quantité de données sources nécessaires.Enfin, un dispositif innovant de mesure de Tomographie de Résistivité Electrique en Cinématique (TREC) a été développé. La validation du dispositif sur trois sites différents a permis de mettre en évidence sa capacité à détecter les structures géoélectriques des sols sur un linéaire de plusieurs centaines de mètres. Ce dispositif constitue un outil précieux pour l’étude des structures géoélectriques du sous-sol dans le cadre de prospections géophysiques à grand rendement
The geotechnical study of a building project is a decisive step for the construction of it. The geotechnical engineer must define the mechanical behavior of soils from a limited number of drills. The problem of the geotechnical surveys is, on the one hand that difficult to extend a punctual data in the near space to the drills,and on the other hand to estimate the lateral variability of materials. In this context, this thesis develops an innovative approach by combination of geophysical methods to quantify the spatial variability of geoelectrical structures. In asecond time, against the known limits of the 3D modeling of soil geoelectrical structures, we have developed an innovative process of 3D modeling of the physical properties of soil by geophysical methods combination. These works allow characterizing the parameters who governing the positioning and the number of necessary primary data.Finally, an innovative measuring device of Kinematic Electrical Resistivity Tomography (KERT) has been developed. The validation of the device on three different site has allowed to highlight its ability to detect the soil geoelectrical structures within a linear of hundreds meters. This device is a valuable tool for studying soil geoelectrical structures in the context of high yield geophysical prospection

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Jouen, Thomas. "Caractérisation de l'évolution de l'état de biodégradation des massifs de déchets non dangereux en post-exploitation : Application de méthodes géophysiques." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2018. http://www.theses.fr/2018IAVF0010/document.

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Le stockage est la méthode de traitement des déchets non dangereux la plus communément utilisée dans le monde entier car elle est un moyen simple et économique pour leur élimination. Malgré une volonté nationale et européenne pour réduire le stockage de déchets biodégradables, une quantité non négligeable est encore enfouie entrainant la mise en place de modes de gestion spécifique. Autrefois exploitées comme de simples fosses de remplissage, les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND) sont aujourd’hui des ouvrages complexes dont l’objectif est de réduire l’impact environnemental et de valoriser énergétiquement le biogaz produit par la biodégradation de la matière organique. Afin d’accélérer les processus de biodégradation un casier de déchets peut être exploité en mode bioréacteur en réinjectant des lixiviats pour augmenter la teneur en eau des déchets. Le défi des années 2000 était de dimensionner et valider les systèmes de réinjection de lixiviat pour garantir une distribution optimale de la teneur en eau dans les massifs de déchets. Aujourd’hui, la question est de de suivre l’évolution de la biodégradation en tous points d’un massif pour notamment comprendre l’effet de ce mode de gestion. Les méthodes géophysiques en plus d’être non-destructives et spatialisantes sont utilisées depuis des années sur les ISDND et pourraient être sensibles à l’évolution de la biodégradation d’un massif de déchets, comme cela a été démontré pour la biodégradation d’autres milieux. Ainsi la problématique de cette thèse est d’évaluer la capacité de certaines méthodes géophysiques pour suivre l’évolution des paramètres bio-physico-chimiques d’un massif de déchets au cours de sa biodégradation. Un premier travail bibliographique a permis d’identifier quatre méthodes électriques parmi les méthodes géophysiques disponibles pour répondre à cette question :• La résistivité électrique• Le potentiel spontané• La polarisation provoquée• La polarisation provoquée spectraleAprès cet état de l’art, le travail de thèse a été séparé en trois parties. La première a été consacrée à la mise en place du suivi de ces quatre méthodes à l’échelle du laboratoire dans des conditions contrôlées, la seconde à analyser le suivi géophysique long terme sur le site industriel de la SAS Les Champs Jouault et la dernière a évaluée les observations à ces deux échelles. Enfin, la conclusion présente le potentiel de la méthode de mesure du potentiel provoquée comme la plus pertinente pour suivre l’évolution de la biodégradation d’un déchet non dangereux au cours du temps et aborde son utilisation dans un cadre industriel
Storage is the most commonly used waste treatment method in the world because it is a simple and economical way to dispose of solid waste. Despite a national and European desire to reduce the storage of biodegradable waste, a significant amount is still buried, leading to the implementation of specific management methods. Formerly exploited as mere filling pits, MSWL are today complex structures whose objective is to reduce the environmental impact and energetically valorize the biogas produced by the biodegradation of organic matter. In order to accelerate biodegradation processes, a waste cell can be operated in bioreactor mode by reinjecting leachates to increase the water content of the waste. The challenge of the 2000s was to size and validate leachate re-injection systems to ensure optimal distribution of water content in the waste mass. Today, the question is to monitor evolution of the biodegradation in all points of a waste mass in particular to understand the effect of this management mode. Geophysical methods in addition to being non-destructive and spatializing have been used for years on MSWLs and could be sensitive to the evolution of a waste mass biodegradation, as has been demonstrated for the biodegradation of others environments. Thus the problematic of this thesis is to evaluate the capacity of certain geophysical methods to monitor the evolution of the bio-physicochemical parameters of a waste mass during its biodegradation. A first bibliographic work identified four electrical methods among the geophysical methods available to answer this question:• Electrical resistivity• Self potential• Time domain induced polarization• Spectral induced polarizationAfter this state of the art, the thesis work was separated into three parts. The first one was devoted to the implementation of the monitoring of these four methods at the laboratory scale under controlled conditions, the second to analyze the long-term geophysical monitoring at the industrial site of SAS Les Champs Jouault and the last one to evaluate the observations at these two scales. Finally, the conclusion presents the potential of time domain induced polarization method as the most relevant to monitor the evolution of a waste mass biodegradation over time and discusses its use in an industrial setting

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Toé, Ghislain. "Apport de nouvelles méthodes géophysiques à la connaissance des aquifères de socle : tomographie électrique : electromagnétisme fréquentiel : sondage par résonance magnétique protonique." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066583.

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Hulot, Corinne. "Application de méthodes géophysiques à l'étude structurale des massifs volcaniques du Mont-Doré et du Sancy (massif central français) : implications géothermiques." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066302.

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Etude par prospections électriques, magnétotelluriques audio et basses fréquences, sismiques du contexte structural et géothermique du massif des monts Doré. Plus particulièrement sur l'existence de la caldeira du Sancy, l'emplacement du rebord nord de la caldeira du Mont-Doré et la mise en évidence en amont de la vallée de Chaudefour d'un réservoir géothermique potentiel permettant l'élaboration d'un modèle géothermique de moyenne enthalpie.

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Contraires, Simon. "Effets hydrauliques d'une injection de CO2 en réservoir souterrain : Mise au point de méthodes géophysiques de surface permettant de suivre ces effets." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00577680.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de déterminer expérimentalement les effets des réactions de dissolution/précipitation de la calcite (CaCO3) en milieux poreux sur les observables géophysiques, à différentes échelles. Elle s'inscrit dans le cadre de la recherche sur le stockage géologique du dioxyde de carbone (CO2). La première partie est consacrée à la conception et la réalisation d'expériences de percolation réactive de fluide riche en CO2 sur des échantillons décimétriques de carbonates, avec suivi en temps réel de la conductivité électrique de la roche et du fluide, du pH du fluide, de la perméabilité de la roche, mesures ponctuelles au cours des expériences de l'alcalinité et de la composition du fluide, et acquisition de profils de vitesses et d'atténuation des ondes sismiques le long de l'échantillon. Ceci, associé à une caractérisation quantitative des échantillons avant et après expérience à différentes échelles, a permis de montrer que l'évolution de la porosité dans les échantillons déterminée par les méthodes électriques et sismiques est en très bonne adéquation avec celle obtenue par la composition des prélèvements chimiques en sortie d'échantillon. À plus grande échelle, nous avons conçu et assemblé une cuve cylindrique, équipée pour effectuer des tomographies de résistivité électrique (ERT) 3D, et pour un suivi par Potentiel Spontané (PS) en surface. Le but de ce dispositif est de réaliser des expériences de précipitation de calcite en milieu granulaire (sable de Fontainebleau), avec un suivi géoélectrique des injections et de l'évolution de la porosité. Les développements expérimentaux, logiciels et tests présentés ont permis de rendre ce dispositif opérationnel pour l'imagerie géoélectrique d'expériences de percolation réactive. Enfin, sur le terrain, nous avons effectué une campagne d'acquisition multiparamètres autour de la source chaude de Syabru-Bensi, au Népal, sous la direction de Frédéric Perrier. Cette mission a consisté en la cartographie multi-méthodes du sous-sol d'un site comprenant une source d'eau chaude et un fort dégagement gazeux, avec notamment d'importantes concentrations de CO2, en faisant un analogue naturel de fuite lors d'un stockage géologique. Un objectif de cette étude est la compréhension de cette zone complexe, du couplage entre les différents phénomènes observés pour comprendre l'origine et le chemin permettant à ces quantités de gaz de parvenir en surface. s'agit également de déterminer la contribution de cette zone au bilan de carbone régional, et d'utiliser ce site pour déterminer la possibilité d'employer la mesure du flux de radon au sol comme précurseur sismique, pour la prédiction du futur grand séisme Himalayen.

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Filahi, Mustapha. "Contribution des méthodes géophysiques, en particulier du RADAR géologique, à la cartographie des cavités souterraines de la Médina de Béni-Mellal -MAROC." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00812038.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la contribution des méthodes géophysiques à la détection et à la cartographie des cavités souterraines de la Médina de Béni-Mellal. Il s'inscrit dans un projet de réhabilitation de la Médina, à l'initiative de l'Agence Urbaine de Béni-Mellal et des autorités municipale, régionale et nationale. La méthodologie mise en œuvre est celle proposée dans le Guide technique élaboré par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées de Nantes (2004). Le premier chapitre pose le problème des cavités, dites "Khefs", en relation avec l'histoire et la géographie de la médina. Le second chapitre traite des phases d'étude préliminaires à l'application de la géophysique. Une étude critique des documents et rapports antérieurs et des visites d'affleurements géologiques et de cavités, ont modifié profondément les hypothèses sur l'origine et la nature des cavités. Contrairement à ce qui a souvent été dit et écrit, il n'y a aucune cavité d'origine naturelle liée à la karstification. Il s'agit de cavités creusées par l'homme dans des matériaux détritiques et lacustres pour en extraire les matériaux de construction de la médina elle-même, sous la forme d'exploitation classique de type "chambres et piliers". La dégradation des cavités est également liée à l'activité anthropique. Le troisième chapitre traite du choix des méthodes géophysiques mises en œuvre et présente les résultats de trois d'entre elles. La sismique réfraction n'est pas recommandée. La tomographie électrique et l'électromagnétisme en champ proche sont en revanche recommandés. Sept exemples de profils de tomographie 2D sont présentés, qui montrent clairement la présence d'anomalies résistantes attendues : leur toit est situé entre 0,50 m et 1, 50 m de profondeur ; leur extension latérale est inférieure à 5m. Cinq profils et 2 cartes électromagnétiques démontrent la capacité à cartographier les variations de la géologie superficielle et la sensibilité aux contacts verticaux entre les vides et les matériaux détritiques en place. Le quatrième chapitre présente les résultats obtenus avec le radar géologique sur une zone expérimentale de la médina. Des exemples spécifiques sont extraits des 270 profiles qui ont été enregistrés, avec une antenne de 400 MHz pour la totalité et une antenne de 200 MHz pour quelques uns. Les résultats ont été contrôlés par 17 forages. La confirmation est satisfaisante : 7 forages ont rencontré les vides tel que prévu, 2 les ont rencontrés à une profondeur supérieure à la profondeur d'investigation, 5 ont mis en évidence un réflecteur géologique comme prévu, 2 n'ont rencontré aucun réflecteur comme prévu et enfin pour 1 seul d'entre eux, le forage destructif n'a pas permis d'identifier le réflecteur attendu. Un début d'étude sur les traces et sur les spectres, en particulier les spectres glissants, semble ouvrir des voies prometteuses pour une interprétation des radargrammes, avec un nombre limité de forages ultérieurs. Le cinquième chapitre présente une synthèse des résultats et répond notamment aux questions posées par les directeurs du projet. Une carte de toutes les cavités détectées par l'ensemble des techniques est présentée. Il y en a près de 200. Aucune zone de la Médina n'est épargnée. En revanche, cette présence n'interdit pratiquement aucun projet d'aménagement ou d'urbanisme. A chaque usage d'un lieu, un traitement spécifique est proposé, dont le coût devrait rester faible par comparaison avec celui de la construction elle-même. Des propositions sont également faites concernant les réseaux, en bon accord avec des solutions de principe proposées précédemment par des bureaux d'étude compétents. En bref, les cavités passent du statut de danger inéluctable et imprévisible, à celui d'éléments apprivoisés de la vie de la médina.

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Prevost, Paoline. "Extraction des variations spatio-temporelles du champ de gravité à partir des données de la mission spatiale GRACE : méthodes et applications géophysiques." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEE017.

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Abstract:

L’estimation des variations spatio-temporelles du champ de gravité terrestre à partir des mesures de la mission satellitaire Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ont permis de mieux comprendre les redistributions de masse à des échelles de temps mensuelle, saisonnière ou décennale. Les solutions GRACE produites par différents centres, adoptant des stratégies de traitement différentes, conduisent à des résultats cohérents. Cependant, ces solutions présentent aussi des erreurs aléatoires et systématiques, celles-ci pouvant avoir une structure spatio-temporelle spécifique. Afin de réduire le bruit et améliorer la qualité des signaux géophysiques présents dans les données GRACE, plusieurs méthodes ont été proposées mais nécessitent en général des informations a priori sur la structure spatio-temporelle du bruit pourtant mal connue. Malgré les efforts considérables effectués pour améliorer la qualité des données GRACE pour des applications géophysiques de plus en plus fines, le filtrage du bruit reste une question problématique comme exposé dans le Chapitre 1. Dans cette thèse, nous proposons une approche différente, utilisant une technique de filtrage spatio-temporel, la Multichannel Singular Spectrum Analysis (M-SSA) décrite dans le Chapitre 2. La M-SSA est une méthode s’adaptant aux données, à variables multiples et non-paramétrique, qui exploite simultanément les corrélations spatiales et temporelles d’un champ géophysique. Nous utilisons la M-SSA sur 13 ans de données GRACE en harmoniques sphériques distribuées par cinq centres de calculs. Nous montrons que cette méthode permet d’extraire les modes de variabilité communs aux différentes solutions, et de réduire significativement les erreurs spatio-temporelles spécifiques à chaque solution et liées aux différentes stratégies de calculs. En particulier, cette méthode filtre efficacement les stries Nord-Sud dues, entre autres, aux imperfections des modèles de corrections des phénomènes connus. Dans le Chapitre 3, nous comparons notre solution GRACE à d’autres solutions en harmoniques sphériques et à des solutions basées sur des blocs de concentration de masse (mascons) utilisant des a priori sur la structure spatio-temporelle du signal géophysique. Nous comparons également les performances de notre solution M-SSA GRACE par rapport à d’autres solutions en calculant la déformation de surface induite par les variations de masse déduites des mesures GRACE et en la comparant avec des mesures indépendantes de déplacement provenant des stations du Global Navigation Satellite System (GNSS). Enfin, nous discutons dans le Chapitre 4 d’une application possible d’une solution GRACE améliorée pour répondre à des questions encore débattues liées au rebond post-glaciaire. Plus précisément, nous nous intéressons à la séparation du signal du rebond post-glaciaire, lié à la fonte ancienne, du signal de fonte récente des glaces dans la région de la Géorgie du Sud
Measurements of the spatio-temporal variations of Earth’s gravity field recovered from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission have led to unprecedented insights into large spatial mass redistribution at secular, seasonal, and sub-seasonal time scales. GRACE solutions from various processing centers, while adopting different processing strategies, result in rather coherent estimates. However, these solutions also exhibit random as well as systematic errors, with specific spatial and temporal patterns in the latter. In order to dampen the noise and enhance the geophysical signals in the GRACE data, several methods have been proposed. Among these, methods based on filtering techniques require a priori assumptions regarding the spatio-temporal structure of the errors. Despite the large effort to improve the quality of GRACE data for always finer geophysical applications, removing noise remains a problematic question as discussed in Chapter 1. In this thesis, we explore an alternative approach, using a spatio-temporal filter, namely the Multichannel Singular Spectrum Analysis (M-SSA) described in Chapter 2. M-SSA is a data-adaptive, multivariate, and non-parametric method that simultaneously exploits the spatial and temporal correlations of geophysical fields to extract common modes of variability. We perform an M-SSA simultaneously on 13 years of GRACE spherical harmonics solutions from five different processing centers. We show that the method allows for the extraction of common modes of variability between solutions, and removal of the solution-specific spatio-temporal errors arising from each processing strategies. In particular, the method filters out efficiently the spurious North-South stripes, most likely caused by aliasing of the imperfect geophysical correction models of known phenomena. In Chapter 3, we compare our GRACE solution to other spherical harmonics solutions and to mass concentration (mascon) solutions which use a priori information on the spatio-temporal pattern of geophysical signals. We also compare performance of our M-SSA GRACE solution with respect to others by predicting surface displacements induced by GRACE-derived mass loading and comparing results with independent displacement data from stations of the Global Navigation Satellite System (GNSS). Finally, in Chapter 4 we discuss the possible application of a refined GRACE solution to answer debated post-glacial rebound questions. More precisely, we focus on separating the post-glacial rebound signal related to past ice melting and the present ice melting in the region of South Georgia

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Filahi, Mustapha. "Contribution des méthodes géophysiques, en particulier du RADAR géologique, à la cartographie des cavités souterraines de la Mélina de Béni-Mellal, Maroc." Paris 6, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00812038.

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Abstract:

This research aims at the contribution of geophysical methods in detecting and mapping underground cavities of the Medina of Beni-Mellal. It is considered as a part of the rehabilitation project of this Medina, It is comes to complete the initiative of the Urban Agency of Beni-Mellal and the local as well as the national authorities. The methodology implemented is the one proposed in the technical guide proposed by Le Laboratoire Central Des Ponts et Chaussées De Nantes (2004). The first chapter raises the problems of cavities, called “Khefs” in relation with the history and geography of the Medina. The second chapter deals with the preliminary stages of study that concern the application of the geophysics. A critical approach of the previous reports and the visits of the geological outcrops and caves have changed the claimed assumptions about the origin and the nature of the cavities. In contrast to what has often been assumed, there can’t be any cavity naturally formed and linked to Karstification. In fact these cavities are the result of men digging detritic materials to extract soil needed for building the medina itself. As a result of this wrong exploitation they left behind cavities in forms of rooms and pillars. Besides, these cavities were subject to degradation due to the human activities. The third chapter states the choice of the geophysical methods implemented, and presents the result of three of them. The seismic refraction is not recommended, while the electrical tomography and near-field electromagnetism are. Seven examples of 2D tomography profiles were presented and which clearly showed the presence of expected and resistant anomalies: Their roof is located between 0. 50 m and 1. 50 m deep and their lateral extension is less than 5 m. Five profiles and two electromagnetic maps demonstrate the ability to map geological variations of the surface and the sensitivity to the vertical contact located between the emptiness and the detritic material. The fourth chapter presents the results obtained with the use of geological radar covering an experimental zone of the Medina. Some specific examples were taken out of 270 profiles that had been recorded with a 400 MHz antenna for all the profiles but 200 MHz antenna is used only for a few ones. To check the outcome, 17 holes were drilled and the result was satisfactory. Seven drillings reached emptiness as it was expected; other two got the hollow at a depth greater than that of the investigation. As it was expected, five holes highlighted geological reflectors whereas two encountered no reflectors. Finally, in only one case the destructive drilling didn’t allow the identification of the awaited reflectors. The onset of a study covering the traces and the spectra specially the slippery spectra seems to open promising avenues for the interpretation of radar images with limited subsequent drillings. The fifth chapter is a summary of results and also a response to questions raised by the project managers. A map of all the 200 holes detected in the whole area of Medina by all the techniques was presented. However the presence of such cavities shouldn’t hinder any reconstruction or urban renewal of Medina. For each site a specific treatment is proposed and its cost remains lower than that of the construction itself. Proposals were also made for the networks in agreement with the basic principles proposed by competent professionals. Hence, the cavities in Medina move from a status of being an unpredictable threat to an element that could be tamed
Ce mémoire traite de la contribution des méthodes géophysiques à la détection et à la cartographie des cavités souterraines de la Médina de Béni-Mellal. Il s’inscrit dans un projet de réhabilitation de la Médina, à l’initiative de l’Agence Urbaine de Béni-Mellal et des autorités municipale, régionale et nationale. La méthodologie mise en œuvre est celle proposée dans le Guide technique élaboré par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées de Nantes (2004). Le premier chapitre pose le problème des cavités, dites «Khefs», en relation avec l’histoire et la géographie de la médina. Le second chapitre traite des phases d’étude préliminaires à l’application de la géophysique. Une étude critique des documents et rapports antérieurs et des visites d’affleurements géologiques et de cavités, ont modifié profondément les hypothèses sur l’origine et la nature des cavités. Contrairement à ce qui a souvent été dit et écrit, il n’y a aucune cavité d’origine naturelle liée à la karstification. Il s’agit de cavités creusées par l’homme dans des matériaux détritiques et lacustres pour en extraire les matériaux de construction de la médina elle-même, sous la forme d’exploitation classique de type «chambres et piliers». La dégradation des cavités est également liée à l’activité anthropique. Le troisième chapitre traite du choix des méthodes géophysiques mises en œuvre et présente les résultats de trois d’entre elles. La sismique réfraction n’est pas recommandée. La tomographie électrique et l’électromagnétisme en champ proche sont en revanche recommandés. Sept exemples de profils de tomographie 2D sont présentés, qui montrent clairement la présence d’anomalies résistantes attendues : leur toit est situé entre 0,50 m et 1, 50 m de profondeur ; leur extension latérale est inférieure à 5m. Cinq profils et 2 cartes électromagnétiques démontrent la capacité à cartographier les variations de la géologie superficielle et la sensibilité aux contacts verticaux entre les vides et les matériaux détritiques en place. Le quatrième chapitre présente les résultats obtenus avec le radar géologique sur une zone expérimentale de la médina. Des exemples spécifiques sont extraits des 270 profiles qui ont été enregistrés, avec une antenne de 400 MHz pour la totalité et une antenne de 200 MHz pour quelques uns. Les résultats ont été contrôlés par 17 forages. La confirmation est satisfaisante : 7 forages ont rencontré les vides tel que prévu, 2 les ont rencontrés à une profondeur supérieure à la profondeur d’investigation, 5 ont mis en évidence un réflecteur géologique comme prévu, 2 n’ont rencontré aucun réflecteur comme prévu et enfin pour 1 seul d’entre eux, le forage destructif n’a pas permis d’identifier le réflecteur attendu. Un début d’étude sur les traces et sur les spectres, en particulier les spectres glissants, semble ouvrir des voies prometteuses pour une interprétation des radargrammes, avec un nombre limité de forages ultérieurs. Le cinquième chapitre présente une synthèse des résultats et répond notamment aux questions posées par les directeurs du projet. Une carte de toutes les cavités détectées par l’ensemble des techniques est présentée. Il y en a près de 200. Aucune zone de la Médina n’est épargnée. En revanche, cette présence n’interdit pratiquement aucun projet d’aménagement ou d’urbanisme. A chaque usage d’un lieu, un traitement spécifique est proposé, dont le coût devrait rester faible par comparaison avec celui de la construction elle-même. Des propositions sont également faites concernant les réseaux, en bon accord avec des solutions de principe proposées précédemment par des bureaux d’ étude compétents. En bref, les cavités passent du statut de danger inéluctable et imprévisible, à celui d’éléments apprivoisés de la vie de la médina

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Mojica, Abrego Alexis. "Application des méthodes géophysiques à la détection des sites précolombiens dans la région centrale de Panama et paramétrisation géoarchéologique dans le site hispanique de Panama Viejo." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066692.

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Abstract:

Cette thèse de cotutelle franco – panaméenne est la première étude archéologique complète par les méthodes de géophysique appliquée de deux secteurs culturels fondamentaux de l’histoire de Panama : la zone Précolombienne du Gran Coclé de la région centrale et la première ville Hispanique du Panamá Viejo détruite en 1671. Des prospections magnétiques (cartes) et électriques (cartes et panneaux électriques) ont été réalisées sur le site Précolombien de El Caño occupé depuis 5000 avant J. C. , le magnétisme conforté par l’électrique à mis en évidence, en l’absence de structures construites, un système de drainage et une occupation cérémonielle du site. A 20 km de ce site, des mines d’où était extrait du matériel abrasif, style pierre ponce, ont été aussi prospectées. Sur le site de Panamá Viejo pollué par la proximité de l’actuelle capitale, seul l’électrique est exploitable et a permis de préciser une géographie du site (accés vers le port de Nombre de Dios sur l’Atlantique, caractère semi insulaire d’un quartier et d’approfondir une connaisance de quelques édifices. Pour ces deux sites les résultats confortent les travaux des historiens et archéologues qui sont rappelés dans cette thèse. Enfin nous avons conclu notre travail de géophysiciens par une modélisation des données prospectées sur le Panamá Viejo et El Caño.

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Komatitsch, Dimitri. "Méthodes spectrales et éléments spectraux pour l'équation de l'élastodynamique 2D et 3D en milieu hétérogène." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007568.

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Abstract:

Le but de la thèse est avant tout d'ordre méthodologique : il s'agit de présenter et de valider une méthode de modélisation numérique pour l'équation des ondes élastiques (2D et 3D) dans des milieux réels. De tels milieux peuvent notamment présenter une forte topographie, ainsi que des couches de forme quelconque avec de forts contrastes de propriétés élastiques et de densité. Nous cherchons à modéliser l'ensemble du champ d'onde, c'est-à-dire tant les ondes de volume (compression et cisaillement) que les ondes de surface et d'interface.

Dans l'introduction générale, nous définissons les différents types de modèles géophysiques que nous souhaitons étudier, et rappelons l'intérêt qu'il peut y avoir à être capable de calculer le comportement des ondes sismiques dans de telles structures. Nous passons brièvement en revue les différentes techniques de modélisation numérique ordinairement utilisées pour résoudre les problèmes de propagation d'ondes dans de tels milieux, et rappelons sommairement leurs principales caractéristiques ainsi que leurs principales limitations. Les avantages potentiels de l'approche que nous introduisons dans cette thèse sont déduits de ce rapide tour d'horizon.

Dans une première partie, nous rappelons brièvement les lois essentielles de la mécanique des milieux continus et de l'élastodynamique. Nous mentionnons les principaux types d'ondes pouvant exister dans un milieu élastique. Les propriétés particulières des ondes de surface et d'interface dans de tels modèles sont également mentionnées.

Dans une deuxième partie, nous introduisons et validons une méthode pseudo-spectrale globale fondée sur la formulation différentielle tensorielle des équations de l'élastodynamique, adaptée au traitement de géométries déformées et de surfaces non planes. Nous montrons son application à quelques cas simples, nous mettons en évidence des effets intéressants liés à la topographie, mais soulignons aussi ses limitations intrinsèques. Nous en déduisons la nécessité d'utiliser une méthode plus souple que la formulation différentielle classique (différences finies, méthodes spectrales ou pseudo-spectrales) pour le traitement de cas réalistes (typiquement, une méthode variationnelle avec décomposition de domaine).

Dans une troisième partie, constituant le cœur de ce travail de thèse, nous introduisons et développons tant à 2D qu'à 3D une formulation variationnelle d'ordre élevé des équations de l'élastodynamique, dite " méthode des éléments spectraux ", et nous mettons en évidence ses propriétés sur différents problèmes classiques de complexité croissante (problème de Lamb, problème de Garvin, onde de Rayleigh sur une surface courbe...). Puis nous présentons l'application de cette méthode à des modèles 2D et 3D plus complexes, pour lesquels de forts effets liés notamment à la topographie sont mis en évidence. Nous obtenons en particulier de fortes amplifications locales du champ d'accélération et de déplacement dans de tels modèles (effets de site). Dans le cas d'un modèle tridimensionnel, nous montrons que ces effets dépendent fortement de la polarisation du champ incident. L'efficacité de la méthode sur un calculateur parallèle est également discutée et illustrée.

Dans une quatrième partie, nous avons regroupé deux petites études que nous avons menées au cours de nos recherches pour résoudre l'équation des ondes à 1D (ondelettes et volumes finis).

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Brahimi, Sonia. "Caractérisation géophysique (méthodes potentielles, imagerie sismique) de structures géologiques : des terranes panafricains de la chaine trans-saharienne, aux vallées-tunnel et incisions glaciaires de la Mer du Nord et d'Algérie." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAH005.

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Abstract:

L’analyse des données magnétiques et gravimétriques de la partie nord de la ceinture trans-saharienne a permis de proposer une carte de compartimentalisation géophysique et rhéologique des structures crustales et de visualiser les terranes du bouclier Touareg sur plus de 1000 km au nord, sous les bassins sédimentaires sahariens et plusieurs aspects ont pu être discutés. Un pseudo réseau de quatre générations successives de paléovallées et incisions a été mis en évidence dans la succession glaciaire de l’Ordovicien supérieur au NE du bassin d’Illizi sur la base des données sismiques de haute résolution. Pour chaque incision, la géométrie ainsi que les faciès sismiques de leur remplissage ont été déterminés. Un parallélisme entre la distribution de certaines paléovallées et l'orientation des anomalies magnétiques a été observé, mais aucune relation stratigraphique entre ces structures n'a été identifiée sur les sections sismiques. Un réseau complexe de vallées tunnel glaciaires du Pléistocène en mer du Nord a été identifié sur la base de données aéromagnétiques à haute résolution. Une analyse magnétique détaillée a été réalisée en combinant plusieurs méthodes magnétiques. A la fin, des modèles magnétiques synthétiques 2D ont été calculés pour les incisions ordoviciennes, appliqué pour le cas du bassin d’Illizi. Les résultats obtenus montrent que leur détection magnétique est possible, si toutes fois un levé magnétique à haute résolution serait disponible
The magnetic and gravimetric data analysis of the northern part of the trans-saharan belt allowed to propose a geophysical and rheological compartmentalization map of its crustal structures and to visualize the Tuareg shield terranes over 1000 km to the north, under the saharan sedimentary basins and several aspects have been discussed. A pseudo network of four successive generations of paleovalleys and incisions has been identified on the upper Ordovician glacial succession in the north-eastern part of the Illizi basin on the basis of high-resolution seismic data. For each incision, the geometry and seismic facies of their filling have been determined. Parallelism between the distribution of some paleovalleys and magnetic anomaly orientations has been observed, but no stratigraphic relationship between them has been identified on seismic sections. A complex network of Pleistocene glacial tunnel valleys in the North Sea has been identified on the basis of high-resolution aeromagnetic data. A detailed magnetic analysis was performed by combining several magnetic methods. Finally, 2D synthetic magnetic models were calculated for Ordovician incisions, applied in the case of the Illizi basin. The results obtained show that their magnetic detection is possible, if a high-resolution magnetic survey would still be available

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Vidard, Arthur. "Assimilation de données et méthodes adjointes pour la géophysique." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00939130.

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Abstract:

Les modèles mathématiques sont importants pour la compréhension de la dynamique de l'atmosphère et de l'océan. Mais si ils étaient notre seule source d'information aucune prévision ne serait possible faute, notamment au manque de la connaissance d'une condition initiale cohérente. On dispose également d'observations de ces systèmes en nombre de plus en plus important, notamment grâce aux nombreux satellites d'observation qui croisent maintenant au large de notre planète. Ces observations sont souvent indirectes et incomplètes, et de ce fait ne fournissent pas non plus, à elles seules, une connaissance approfondie de l'état du milieu considéré. Et pour finir, on dispose de statistiques sur les champs des variables atmosphériques, leur variabilité, leur cohérence en temps et en espace. Je présente donc, dans ce document, des méthodes permettant de combiner tout ou partie de ces informations afin d'améliorer la prévision et la connaissance du fonctionnement de ces systèmes. Ces méthodes se basent le plus souvent sur une théorie mathématique solide, mais les appliquer dans un contexte réaliste n'est pas toujours chose aisée. C'est pourquoi on gardera le souci d'accompagner les développements que nous effectuons jusqu'à des applications opérationnelles ou quasi opérationnelles afin de démontrer la faisabilité de ceux ci.

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Voitus, Fabrice. "Étude de la faisabilité des conditions aux limites latérales bien posées et transparentes dans la dynamique des modèles Aladin et Arome." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/843/.

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Neveu, Emilie. "Applications des méthodes multigrilles à l'assimilation de données en géophysique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00693486.

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Abstract:

Depuis ces trente dernières années, les systèmes d'observation de la Terre et les modèles numériques se sont perfectionnés et complexifiés pour nous fournir toujours plus de données, réelles et numériques. Ces données, de nature très diverse, forment maintenant un ensemble conséquent d'informations précises mais hétérogènes sur les structures et la dynamique des fluides géophysiques. Dans les années 1980, des méthodes d'optimisation, capables de combiner les informations entre elles, ont permis d'estimer les paramètres des modèles numériques et d'obtenir une meilleure prévision des courants marins et atmosphériques. Ces méthodes puissantes, appelées assimilation variationnelle de données, peinent à tirer profit de la toujours plus grande complexité des informations de par le manque de puissance de calcul disponible. L'approche, que nous développons, s'intéresse à l'utilisation des méthodes multigrilles, jusque là réservées à la résolution de systèmes d'équations différentielles, pour résoudre l'assimilation haute résolution de données. Les méthodes multigrilles sont des méthodes de résolution itératives, améliorées par des corrections calculées sur des grilles de plus basses résolutions. Nous commençons par étudier dans le cas d'un modèle linéaire la robustesse de l'approche multigrille et en particulier l'effet de la correction par grille grossière. Nous dérivons ensuite les algorithmes multigrilles dans le cadre non linéaire. Les deux types d'algorithmes étudiés reposent d'une part sur la méthode de Gauss Newton multigrille et d'autre part sur une méthode sans linéarisation globale : le Full Approximation Scheme (FAS). Ceux-ci sont appliqués au problème de l'assimilation variationnelle de données dans le cadre d'une équation de Burgers 1D puis d'un modèle Shallow-water 2D. Leur comportement est analysé et comparé aux méthodes plus traditionnelles de type incrémentale ou multi-incrémentale.

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Larmat, Carène. "Applications géophysiques de la méthode couplée solution modale-éléments spectraux." Paris, Institut de physique du globe, 2005. http://www.theses.fr/2005GLOB0001.

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Fleury, Simon. "Méthode magnétique appliquée à l'exploration multi-échelle du Bassin de Franceville." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/FLEURY_Simon_2011.pdf.

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Abstract:

Le but de ce travail de thèse est d’établir de nouveaux outils en méthode magnétique pour la caractérisation de cibles géologiques. Dans un premier temps, nous présentons des développements théoriques et numériques relatifs aux méthodes potentielles et en particulier magnétique, dans les domaines spatial et spectral. Nous généralisons l’opération de réduction au pôle afin de symétriser à l’aplomb d’une source magnétique quelconque les fonctions magnétiques caractéristiques. Ainsi, les superpotentiels sont introduits de manière originale en méthode magnétique. Nous définissons le tenseur de l’anomalie magnétique à partir des dérivées secondes du superpotentiel scalaire. Ces deux nouvelles fonctions présentent des propriétés intéressantes de symétrie permettant de faciliter l’interprétation d’une carte magnétique. Dans un second temps, nous appliquons ces résultats à l’étude du Bassin de Franceville au Gabon dans un contexte d’exploration minière. L’objectif est d’établir une nouvelle cartographie de cibles potentiellement uranifères à partir de données aéromagnétiques fournies par AREVA NC. L’étude du modèle métallogénique de l’uranium francevillien nous permet de relier la présence de pièges uranifères à l’existence d’anomalies magnétiques. Une étude multi-échelle est menée pour étudier aussi bien les couloirs de failles superficielles que le socle aimanté profond. Le tenseur de l’anomalie magnétique agissant comme un filtre directionnel se révèle particulièrement performant pour caractériser les structures 2D. Pour conclure, nos résultats sont rassemblés sur une carte structurale fournissant aux structuralistes de nouveaux indices d’intérêt économique
The purpose of this thesis is to develop new tools in magnetic method to characterize geological units. First, we present theoretical and numerical developments of the potential field theory for magnetic method in space and frequency domains. We generalize the reduction-to-the-pole transformation so that symmetrical sources cause symmetrical magnetic functions. Thus, the superpotential functions are newly defined for magnetic methods. The magnetic anomaly tensor is defined as the superpotential second derivatives. These two new functions have interesting symmetry properties that help magnetic maps interpretation. Second, we apply our results to analyze aeromagnetic data from the Franceville Basin collected in Gabon by AREVA NC for mining exploration. The aim of this study is to analyze these data in order to establish a new structural map and identify potential uranium targets. The metallogenic model of the Francevillian uranium helps us to link the presence of potential uranium deposits with the existence of magnetic anomalies. A multi-scale study is carried out in Fourier domain to explore sub-surface faults and the deep basement. The magnetic tensor acts as directional filtering and enables us to locate 2D structures. To conclude, we gather the results in a structural map providing the structuralist new information regarding uranium deposits of economic interest

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Neveu, Émilie. "Application des méthodes multigrilles à l'assimilation variationnelle de données en géophysique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00574221.

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Abstract:

Depuis ces trente dernières années, les systèmes d'observation de la Terre et les modèles numériques se sont perfectionnés et complexifiés pour nous fournir toujours plus de données, réelles et numériques. Ces données, de nature très diverse, forment maintenant un ensemble conséquent d'informations précises mais hétérogènes sur les structures et la dynamique des fluides géophysiques. Dans les années 1980, des méthodes d'optimisation, capables de combiner les informations entre elles, ont permis d'estimer les paramètres des modèles numériques et d'obtenir une meilleure prévision des courants marins et atmosphériques. Ces méthodes puissantes, appelées assimilation variationnelle de données, peinent à tirer profit de la toujours plus grande complexité des informations de par le manque de puissance de calcul disponible. L'approche, que nous développons, s'intéresse à l'utilisation des méthodes multigrilles, jusque là réservées à la résolution de systèmes d'équations différentielles, pour résoudre l'assimilation haute résolution de données. Les méthodes multigrilles sont des méthodes de résolution itératives, améliorées par des corrections calculées sur des grilles de plus basses résolutions. Nous commençons par étudier dans le cas d'un modèle linéaire la robustesse de l'approche multigrille et en particulier l'effet de la correction par grille grossière. Nous dérivons ensuite les algorithmes multigrilles dans le cadre non linéaire. Les deux types d'algorithmes étudiés reposent d'une part sur la méthode de Gauss Newton multigrille et d'autre part sur une méthode sans linéarisation globale : le Full Approximation Scheme (FAS). Ceux-ci sont appliqués au problème de l'assimilation variationnelle de données dans le cadre d'une équation de Burgers 1D puis d'un modèle Shallow-water 2D. Leur comportement est analysé et comparé aux méthodes plus traditionnelles de type incrémentale ou multi-incrémentale.

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Sihombing, Halasan. "Les méthodes électromagnétiques de prospection : interprétation - prolongement - migration." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066726.

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Abstract:

L'objectif des travaux presentes est le developpement de techniques de representation, de traitement, voire d'interpretation semiquantitative, des resultats de prospections electromagnetiques, qui permettent de transformer rapidement une tres grande quantite de donnees de terrain en des images qui parlent au geologue. Il ne s'agit pas de proposer des methodes d'inversion qui conduisent au modele geologique le plus vraisemblable, car ce sont des procedes longs qui necessitent des calculateurs performants. Il s'agit de proposer des methodes d'imagerie rapides qui fournissent de premiers elements de reponse tres utiles au geologue. Ce memoire debute par une breve presentation et une classification des methodes de prospection electromagnetique. Les outils actuels de modelisation puis les techniques classiques d'interpretation quantitative sont ensuite exposes. Le deuxieme chapitre concerne les methodes dites de prolongement qui sont classiques en gravimetrie et magnetisme. Le prolongement vers le bas notamment conduit a une meilleure separation laterale des sources des anomalies et il permet dans une certaine mesure de donner des elements sur la profondeur du toit de ces sources. L'approche presentee en electromagnetisme est fondee sur l'integrale de stratton-chu ; elle resulte des travaux de berdichevsky et zhdanov (1984). Un programme de prolongement a ete developpe et applique a des modeles synthetiques. La comparaison avec les resultats de calculs directs montre que l'objectif a ete atteint : le troisieme chapitre concerne la migration electromagnetique. Avec zhdanov et al (1996) une technique de retrodiffusion du champ secondaire mesure a la surface du sol est proposee en electromagnetisme. Elle consiste, apres avoir separe les champs d'onde montant et descendant, a calculer un coefficient de reflexion apparent ; celui-ci permet d'imager le toit des cibles profondes. La valeur des resistivites peut egalement etre calculee, ce qui conduit a un veritable procede d'imagerie. Le concept est valide pour des structures tabulaires, puis un programme a ete developpe pour l'etude des structures 2d et 3d.

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Tournerie, Benoît. "Imagerie de Réflecteurs Electromagnétiques en Régime Diffusif : Méthode et Applications en Géophysique." Phd thesis, Université Rennes 1, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675894.

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Abstract:

L'imagerie électromagnétique basses fréquences développée actuellement essaie de reconstruire, à partir de données de terrain, la loi de conductivité s(r) de la zone étudiée. On montre que cette approche est similaire à l'imagerie des vitesses sismiques. Ces méthodes n'offrent généralement pas la possibilité de cartographier précisément les limites des objets étudiés. L'objet de cette étude a été de développer une méthode d'imagerie permettant de visualiser des interfaces séparant deux milieux de conductivité différente. Afin de benéficier des connaissances du domaine sismique, nous avons abordé le problème par l'étude de la transformation d'un champ diffusif en un dual propagatif. Ce lien est réalisé via une équation intégrale de Fredholm de première espèce que l'on doit inverser. Deux approches ont été suivies. La première consiste à trouver une solution à cette équation par décomposition en fonctions et valeurs propres de l'opérateur d'intégration. Celle-ci nous ci permis de rendre compte du caractère mal posé de l'inversion face à des données bruitées et/ou incomplètes,et ainsi, de préciser l'importance d'introduire des informations a priori sur le modele pour régulariser le problème inverse. Dans la seconde approche, nous avons développé une inversion numérique de l'équation intégrale. Nous avons utilisé un algorithme de recuit simulé couplé avec la méthode de descente du simplexe. La réunion de ces deux méthodes nous permet d'explorer le domaine continu des solutions. Des données synthétiques 10 et 20 ont été traitées (l'inversion 20 se fait par juxtaposition d'inversions 10). Les résultats de ces inversions montrent que la position des réflecteurs est résolue correctement (tout du moins pour les premiers d'entre eux). Ceci est très important pour le développement futur d'une migration des images obtenues. La loi de conductivité s(r) peut être estimée approximativement à partir des amplitudes des réflecteurs. Une application de cette méthode d'imagerie a été réalisée sur des données enregistrées au Canada (données Coprod2 fournies par A. Jones (Geological Survey of Canada)). L'inversion séparée des données des deux modes de polarisations TE et TM nous montre la présence d'un premier réflecteur s'interprétant comme la limite entre le Paléozoïque supérieur et inférieur, et d'un second, plus profond, représentant le sommet d'un bloc conducteur sans doute à l'origine de l'anomalie de conductivité NACP (North American Central Plain) préalablement identifiée par des données GDS (Geomagnetic Oeep Sounding). Une seconde application traite des données que nous avons recueillies sur le terrain le long d'un profil de sismique réflexion en Bretagne (France). Les résultats préliminaires de l'analyse des résistivités apparentes et des phases de la partie nord du profil met en évidence deux zones situées de part et d'autre du contact de la Baie de la Fresnaye avec des contrastes en conductivité opposés: Résistant sur Conducteur (R/C) au nord du contact et Conducteur sur Résistant (C/R) au sud.

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Poirmeur, Christophe. "Modélisation tridimensionnelle en courant continu : méthode et applications à la prospection géophysique." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20176.

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Ung, Philippe. "Simulation numérique du transport sédimentaire : aspects déterministes et stochastiques." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2019/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude d'un modèle de transport de sédiments en nous plaçant sous deux angles d'approche différents. L'un concerne la modélisation numérique du problème et propose une méthode de résolution numérique basée sur un solveur de Riemann approché pour le système de Saint-Venant-Exner qui reste un des systèmes les plus répandus pour traiter le transport sédimentaire par charriage. Ce dernier repose sur un couplage du modèle hydraulique de Saint-Venant et du modèle morphodynamique d'Exner. Le point essentiel de la méthode proposée se situe au niveau du traitement du couplage de ce système. En effet, il existe deux stratégies; la première consiste à découpler la résolution de la partie fluide de la partie solide et les faire interagir à des instants donnés alors que la seconde considère une résolution couplée du système en mettant à jour conjointement les grandeurs hydrauliques et solides aux mêmes instants. Se posera alors la question du choix de la stratégie de résolution pour laquelle nous apporterons des éléments de réponses en comparant les deux approches. L'autre se concentre sur la mise en place d'une méthodologie pour l'étude des incertitudes liées au même modèle. Pour ce faire, nous proposons une formulation stochastique du système de Saint-Venant-Exner et nous cherchons à caractériser la variabilité des sorties par rapport aux paramètres d'entrée naturellement aléatoires. Cette première étude révélera la nécessité de revenir à un système de Saint-Venant avec un fond bruité pour étudier la sensibilité des grandeurs hydrauliques par rapport aux perturbations topographiques
In this thesis, we are interested on the study of a sediment transport model through two different approaches. One of them concerns the numerical modelling of the problem and proposes a numerical problem-solving method based on an approximate Riemann solver for the Saint-Venant-Exner system which is one of the most common model to deal with sedimentary bed-load transport. This last one is based on a coupling between the hydraulic model of Saint-Venant and the morphodynamic model of Exner. The key point of the proposed method is the treatment of the coupling issue. Indeed, there exists two strategies; the first one consists on decoupling the resolution of the fluid part from the solid part and making them interact at fixed times whereas the second one considers a coupled approach to solve the system by jointly updating the hydraulic and solid quantities at same times. We then raise the issue of the choice of the strategy for which we suggest answers by comparing both approaches. The other one focuses on the development of a methodology to study the uncertainties related to the model previously mentioned. To this end, we propose a stochastic formulation of the Saint-Venant-Exner system and we look for characterizing the variabilities of the outputs in relation to the naturally random input parameters. This first study reveals the need for a return to the Saint-Venant system with a perturbed bed to understand the sensitivity of the hydraulic quantities on the topographical perturbations

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Brabant, Anne. "Présentation de quatre méthodes d'inversion en tomographie océanique." Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX22065.

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Abstract:

La tofmographie oceanique est une fmethode d'inversion permettant de connaitre la structure de l'ocean (en general il s'agira de la celerite du son en tous points du milieu marin) a partir de mesures de temps de parcours acoustiques effectuees entre un systeme d'emetteurs et de recepteurs. Dans ce travail nous nous sommes interesses a une tomographie de celerite et nous presentons differents algorithmes d'inversion. Une comparaison des resultats obtenus par simulation numerique nous a permis de degager les performances des divers algorithmes employes, et de determiner l'influence de la geometrie emetteurs-recepteurs sur la qualite de l'inversion

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Abdul, Samad Feras. "Polarisation provoquée : expérimentation, modélisation et applications géophysiques." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066049/document.

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Abstract:

Les mécanismes produisant les signaux observés par la méthode de Polarisation Provoquée (PP) sur une large gamme de fréquences (entre 1 mHz et 20 kHz) ne sont pas encore complètement identifiés. Deux sujets particuliers ont été abordés dans cette thèse. L'origine du signal observé à haute fréquence (>1 kHz) a été analysé en effectuant des mesures de la résistivité complexe sur de l'eau à différentes salinités. Les résultats montrent des écarts sur la phase par rapport à la réponse attendue à haute fréquence. Ils dépendent du type d'électrode de mesures et de la conductivité du milieu. Un modèle basé sur un circuit électrique équivalent a été proposé pour modéliser ces effets. Nous avons aussi exploré le mécanisme responsable de la polarisation en présence de grains semi-conducteurs en analysant la dépendance de temps de relaxation. La réponse spectrale d'un milieu sableux saturé a été étudiée en variant la concentration et le type de l'électrolyte, la taille, le type et la quantité de grains semi-conducteurs insérés. En utilisant la méthode des éléments finis, nous avons entrepris une simulation numérique 2D basée sur la solution des équations de Poisson-Nernst-Planck dans le domaine temporel et spectral. Les résultats expérimentaux sont conformes à ceux issus de la simulation numérique et montrent une décroissance comparable du temps de relaxation avec l'augmentation de la concentration de l'électrolyte. Finalement, une campagne géophysique de terrain sur un site paléo-miniers contenant des grains semi-conducteurs complète l'approche de laboratoire. Des mesures de PP temporelles permettent de délimiter les zones de scories sur le site et d'en estimer le volume
The physical mechanisms responsible for the induced polarization response over the frequency range (from 1 mHz to 20 kHz) are not completely understood. In particular, within the framework of this thesis, two subjects have been addressed. The origin of the signal observed at high frequency (HF) (>1 kHz) was analyzed by carrying out Spectral IP measurements on tap water samples. A phase deviation from the expected response has been observed at HF. The resulted deviation in phase appears to be dependent on the measuring electrode type (potential electrodes) and conductivity of the medium. A model based on an equivalent electrical circuit and designed to represent HF response, has been proposed to correct these effects. The mechanism responsible for the polarization in a medium containing semi-conductor grains has been investigated by analyzing the dependence of the relaxation time. We carried out experimental measurements on a sand medium containing different types of semi-conductors. The spectral response was studied by varying the concentration and type of the electrolyte, the size and content of semi-conductor grains. By using the finite element method, a 2D numerical simulation based on Poisson-Nernst-Planck equations was performed in time and frequency domains. The experimental results are qualitatively in accordance with numerical simulation. It showed a comparable decrease in the relaxation time when increasing the electrolyte concentration. Finally, field measurements on a paleo-mining site containing semi-conductor grains have been acquired. Time-domain IP measurements allowed us to define the zones of slag in the site and led to estimate the slag volume

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Girard, Jean-Francois. "Contribution à l'Hydro-Géophysique : Développements et Applications de la Résonance Magnétique Protonique et des Méthodes Electromagnétiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Strasbourg, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00472209.

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Abstract:

La présentation porte sur les deux principaux domaines de recherche dans lequel je me suis investi, depuis 2003, au BRGM, celui du développement de la prospection par Résonance Magnétique Protonique (RMP), et l'utilisation des méthodes Electro-Magnétique à Source Contrôlée (CSEM). Une brève introduction rappellera le principe de la mesure RMP. La première partie, présentera les travaux réalisés pour raffiner les modèles utilisés, pour prendre en compte la variation du signal liée aux conditions de mesures (champ géomagnétique, topographie) et à l'environnement géologique (zone non-saturée dans la craie, forte conductivité sur le bord de la mer Morte). Afin d'appréhender la nature 2D/3D des objets étudiés, j'ai développé un modèle 3D de la réponse RMP et mis au point une approche permettant d'évaluer la position et le volume de cavités remplies d'eau (imagerie d'un conduit karstique près de Rocamadour et cartographie de la dissolution d'une couche de sel générant des effondrements « sinkholes »). Enfin j'ai développé un programme d'inversion qui permet de réaliser une tomographie en 2D/3D de la teneur en eau et des temps de relaxation (illustrée dans le cas d'un aquifère sédimentaire interrompu par un système de failles). La deuxième partie concernera la mesure de la résistivité électrique par de grands dispositifs appliquée à l'imagerie d'aquifères complexes (biseaux salés et milieu volcanique) et la mise au point d'un dispositif CSEM dédié au suivi temporel de la résistivité dans un aquifère. L'originalité réside dans l'utilisation du tubage métallique des forages pour injecter le courant électrique en profondeur et permettant par la mesure en surface du champ électrique et magnétique, de mesurer les variations de résistivité au sein d'un réservoir profond. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du suivi de l'injection de CO2 (résistant) dans des réservoirs salins. La performance du dispositif sera illustrée par une étude numérique et sa mise en œuvre sur le site pilote de Ketzin en Allemagne. Je conclurai cet exposé par un aperçu des orientations vers lesquelles je propose de faire porter l'effort de recherche dans ces deux domaines, aujourd'hui en pleine évolution.

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Picheral, José. "Méthodes à haute résolution pour l'estimation conjointe angles/retards : applications à l'UMTS et à la géophysique." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112052.

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Abstract:

L'objet de cette thèse consiste à étudier des méthodes d'estimation conjointe des retards et des directions d'arrivée de signaux se propageant le long de plusieurs trajets et arrivant sur une antenne linéaire composée de plusieurs capteurs (ces capteurs pouvant être tri-dimensionnels). L'étude porte sur les algorithmes dits à haute résolution (en particulier ESPRIT). Deux applications, l'une en téléphonie mobile, l'autre en géophysique sont considérées. Les méthodes à haute résolution sont connues pour leur capacité à estimer les pulsations d'un modèle sinusoi͏̈dal avec précision. Par ailleurs on montre aisément que l'estimation conjointe des angles et des retards peut se mettre sous la forme de l'estimation de sinusoi͏̈des dans un espace bidimensionel. Une application de l'estimation conjointe angle/retard a été proposée pour réaliser l'estimation paramétrique de canal spatio-temporel en téléphonie mobile sur des systèmes à division de temps. En raison des réflexions subies par le signal transmis, le signal reçu à la station de base peut être modélisé comme une somme d'échos. Un modèle de canal multi-trajets est donc utilisé permettant de caractériser chaque trajet par une direction d'arrivée, un retard et un facteur d'atténuation. Cette approche permet en outre d'utiliser la stationnarité des angles et des retards. L'intérêt de l'approche paramétrique par rapport à l'approche classique non structurée a été quantifié en calculant des bornes analytiques pour la variance de l'estimation du canal. Par ailleurs, des simulations pour un système TD-CDMA ont permis de montrer le gain notable notamment sur les modèles de canal les plus réalistes. Des méthodes pour l'estimation conjointe de la vitesse et de la polarisation des ondes sismiques sont proposées afin d'en réaliser la séparation. Cette procédure est appliquée pour l'atténuation des ondes de surface. L'estimation conjointe des paramètres utilise deux méthodes basées sur le principe d'ESPRIT pour des signaux à large bande. Les paramètres ainsi estimés permettent de reconstruire les ondes de surface pour les éliminer par différence. Les résultats obtenus sur des données synthétiques et réelles ont permis de mettre en évidence l'efficacité de la méthode proposée
This thesis discusses the use of high resolution techniques for joint angle and delay estimation. Two applications are considered one in the field of mobile telecommunications and the other in geophysics. A model for a multipaths signal received by a linear uniform array (sensors may be multi-components) is discussed. High resolution methods are known for their ability to estimate accurately the sinusoidal parameters. In addition problem of angle and delay estimation can-be reduced to a two-dimensional sinusoidal model. Joint angles and delays estimation makes it possible to carry out a parametric estimation of the channel of propagation in mobile communication for time-division systems. Because of the reflections of the transmitted signal, the signal received at the base station can be modelled by a sum of echoes. Parametric estimation is based on a multipaths channel model reducing the number of parameters to three parameters for each path: angle of arrival, delay and the attenuation factor. In addition, this parameterization allows to use stationarity of angle and delay parameters. The interest of the parametric approach with respect to classical approach has been shown by calculating the analytical bounds for the variance of the channel estimate. In addition, simulations for the complete the TD-CDMA system made it possible to show the improvement of performance obtained thanks to parametric estimation in particular on realistic models of channel. We proposed to carry out joint velocity and polarization estimation of the seismic waves in order to perform waves separation. In particular this method was applied for ground-rol attenuation. For joint velocity and polarization estimation, we proposed two methods based on the principle of ESPRIT for wide band signals. The parameters thus estimated make it possible to rebuild the waves of surface and to eliminate it by difference. The results obtained on synthetic and real data highlight the efficiency of the proposed method

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Nakolendousse, Samuel. "Méthode d'évaluation de la productivité des sites aquifères au Burkina Faso : géologie, géophysique, télédétection." Phd thesis, Grenoble 1, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00756438.

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Abstract:

Au moyen de diverses méthodes géophysiques, après une étude géologigue et de télédétection, dix sites comprenant vIngt deux forages très productifs, moyennement productifs ou secs ont fait l'objet d'une étude "post mortem" de détail. - Un certain nombre de facteurs de productivité des ouvrages du socle cristallin du Burkina Faso ont été mis en évidence, ainsi que l'apport de la prospection hydrogéophysique par le Maxmin. - Le dispositif carré permettant d'effectuer des profils d'anisotropie a fourni les meilleurs résultats pour la recherche des forages à haut rendement. Deux propositions ont été retenues: - Une méthode de traitement numérique d'images satellites faisant mieux ressortir les caractéristiques hydrogéologiques. - Une méthode d'implantation type d'un forage à haut rendement dans le socle cristallin du Burkina Faso.

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Filali, Jaouhari Khalid. "Étude des mouvements des gaz dans le sol par une méthode nucléaire : application géophysique." Clermont-Ferrand 2, 1987. http://www.theses.fr/1987CLF2S896.

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Abstract:

On cherche à étudier un modèle de migration du gaz radon dans le sol. La première partie est consacrée à l'instrumentation : sondes électroniques de mesure du radon 222. Puis, on se propose d'étudier l'influence des paramètres atmosphériques sur cette migration; seule la température semble avoir une influence sensible. Ensuite, on réalise un modèle théorique et expérimental pour mesurer les variations des vitesses des gaz interstitiels dans le sol (comprises entre 5 et 500 mu m/s)

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Amraoui, Samira. "Assimilation de données pour la géophysique externe : la méthode du back-and-forth nudging." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4097.

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Abstract:

L’objectif principal de cette thèse est de fournir une méthodologie générale pour utiliser une méthode récemment développée d’assimilation de données appelée back-and-forth nudging. Le terme back-and-forth fait référence aux aller-retours dans le temps opéré successivement par cette méthode jusqu’à obtenir une estimation convenable de l’état. La méthode du back-and-forth nudging est une méthode à faible coût connue pour sa simplicité d’implémentation, étant donné qu’elle ne nécessite aucune linéarisation, aucune différentiation d’opérateur complexe et aucun processus d’optimisation, contrairement aux méthodes variationnelles. De plus, elle n’utilise pas non plus d’estimation d’erreur de covariance comme les méthodes séquentielles. Cette méthode est capable de fournir une estimation de l’état sur un intervalle fini de temps, ce qui est particulièrement intéressant pour les problèmes chaotiques à forte sensibilité par rapport à la perturbation de l’état initial ou de certains paramètres du modèle. Premièrement, on cherche à traiter la principale difficulté rencontrée lors de l’utilisation du back-and-forth nudging, qui est de maintenir la convergence de l’erreur continue lors des passages entre la dynamique directe et rétrograde. Pour répondre à ce problème, on montre l’existence d’une fonction de Lyapunov commune aux deux dynamiques. Ce résultat a été montré pour une large classe de problèmes incluant les dynamiques non-autonomes et non-linéaires pour estimer l’état initial mais également les paramètres du modèle. Le second axe est dédié à l’étude de l’attraction des propriétés physique, ce phénomène ayant été observé lors d’expériences passées avec la méthode du nudging standard. Ces altérations sont dues à la nature même de la méthode de nudging, qui consiste à modifier la structure du modèle physique en plus injectant directement un terme d’observation. Nous avons montré, grâce à une analyse de sensibilité, que l’injection des observations par la méthode du back-and-forth nudging est bien moins invasive pour la physique du modèle que par la méthode du nudging standard. Finalement, pour évaluer l’efficacité de la méthode du back-and-forth nudging dans un contexte réel, nous avons réalisé une assimilation de données opérationnelles issues du futur satellite SWOT pour fournir une estimation de l’état dans chaque couche de la région océanique du Gulf Stream. Après étude théorique de la convergence de l’erreur avec un modèle quasi-géostrophique barocline, la méthode a été testée numériquement avec données fortement bruitées, afin de garantir la robustesse de la méthode
The main objective of this thesis is to provide a general methodology to use a recently developed data assimilation method called back-and-forth nudging. The name «back-and-forth» referred to the successive back-and-forths in time performed by this method until obtaining a suitable estimation of the state. The back-and-forth nudging method is a low-computational method known for its simplicity of implementation, as it does not require any differentiation of complex operators and any optimization process contrary to variational methods. In addition, it does not require estimation of covariance errors as for sequential methods. This method is able to provide a state estimation over a finite-time domain, which is particularly interesting for chaotic problems highly sensitive to perturbation of initial condition or constant parameters. First, we aim to address the main difficulty of back-and-forth nudging method which is to maintain the continuity of error convergence at the switching times between forward and backward dynamics. To overcome this problem, we have shown the existence of a common Lyapunov function for both dynamics. This convergence result has been found out for a large class of non-autonomous and non-linear dynamics to estimate initial condition as well as model parameter. The second axis is dedicated to the study of physical properties alteration, this phenomenon had been noticed in past experiments using standard nudging method. These alterations are due to the very nature of the method, modifying the physical structure by injecting directly in the model an innovation term. We have demonstrated that data injection using back-and-forth nudging far less invasive for the physical dynamics than using standard nudging. Finally, in order to validate the efficiency of the method in a realistic context, we have investigated the assimilation of operational data from the future SWOT satellite mission in order to provide ocean dynamics estimation at every layer of Gulf-Stream's oceanic region. After a theoretical study of error convergence with the multi-layered quasi-geostrophic model, the method has been tested numerically with imperfect data by injecting additional noise, in order to guarantee the robustness of the method

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Dissertations / Theses on the topic 'Méthodes géophysiques'

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