Dissertations / Theses on the topic 'Socle cristallin'

Le socle cristallin fracturé, situé à Ploemeur (Bretagne sud, France) est l'objet de ce travail de thèse. L'étude détaillée du socle nécessite une bonne compréhension de la structure interne, à savoir les propriétés intrinsèques, le mode d'écoulement, la densité et la distribution des fractures. Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation pétrophysique des formations granitiques. Les propriétés physiques ont été déterminées à partir de l'interprétation des données de mesures de géophysique en forage, des images de paroi du puits et des mesures pétrophysiques réalisées sur carottes en laboratoire. Afin de replacer les mesures dans leur contexte lithologique, une lame mince a été analysée pour chaque mini-carotte. Les formations lithologiques rencontrées dans le socle cristallin de Ploemeur sont des schistes et granites sains et altérés, ces deux lithologies étant séparées par une zone de faille. Les résultats ont montré que les propriétés pétrophysiques des roches étaient fonction à la fois de la variation de la porosité et du degré d'altération des roches et que la topologie de l'espace poreux était fortement dépendante de la porosité. Cette thèse introduit une nouvelle formule entre la résistivité électrique et la porosité. De plus, les mesures en laboratoire sur les échantillons de Ploemeur révèlent que les vitesses sismiques ne sont pas seulement fonction de la quantité de porosité, mais aussi fonction de facteur de forme. Ce dernier a été calculé sur les échantillons du socle de Ploemeur à partir des vitesses acoustiques. Les résultats ont montré que la porosité est de forme fissurale. L'intégration des données issues des images optiques et acoustiques, des mesures de géophysique en forage, et de la description des carottes a permis d'étudier de façon détaillée la géologie et l'hydrodynamique du socle de Ploemeur. L'intégration effective de ces différentes méthodes avec les tests hydrogéologiques ressort comme la meilleure façon de caractériser les fractures et les circulations en eau dans le socle.

Le socle cristallin fracturé, situé à Ploemeur (Bretagne sud, France) est l'objet de ce travail de thèse. L'étude détaillée du socle nécessite une bonne compréhension de la structure interne, à savoir les propriétés intrinsèques, le mode d'écoulement, la densité et la distribution des fractures. Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation pétrophysique des formations granitiques. Les propriétés physiques ont été déterminées à partir de l'interprétation des données de mesures de géophysique en forage, des images de paroi du puits et des mesures pétrophysiques réalisées sur carottes en laboratoire. Afin de replacer les mesures dans leur contexte lithologique, une lame mince a été analysée pour chaque mini-carotte. Les formations lithologiques rencontrées dans le socle cristallin de Ploemeur sont des schistes et granites sains et altérés, ces deux lithologies étant séparées par une zone de faille. Les résultats ont montré que les propriétés pétrophysiques des roches étaient fonction à la fois de la variation de la porosité et du degré d'altération des roches et que la topologie de l'espace poreux était fortement dépendante de la porosité. Cette thèse introduit une nouvelle formule entre la résistivité électrique et la porosité. De plus, les mesures en laboratoire sur les échantillons de Ploemeur révèlent que les vitesses sismiques ne sont pas seulement fonction de la quantité de porosité, mais aussi fonction de facteur de forme. Ce dernier a été calculé sur les échantillons du socle de Ploemeur à partir des vitesses acoustiques. Les résultats ont montré que la porosité est de forme fissurale. L'intégration des données issues des images optiques et acoustiques, des mesures de géophysique en forage, et de la description des carottes a permis d'étudier de façon détaillée la géologie et l'hydrodynamique du socle de Ploemeur. L'intégration effective de ces différentes méthodes avec les tests hydrogéologiques ressort comme la meilleure façon de caractériser les fractures et les circulations en eau dans le socle.

Il existe, en inde peninsulaire, une vaste zone de sols rouges fersiallitiques. Cette situation est relativement originale quand on la compare a celle d'autres pays tropicaux. Le but de cette etude est de caracteriser ces sols rouges et leur pedogenese. On donne tout d'abord une description generale de l'inde peninsulaire et l'on montre que les sols rouges semblent se developper exclusivement en conditions climatiques semi-arides et preferentiellement sur socle cristallin. Une region d'etude est alors selectionnee dans une zone a fort gradient pluviometrique de facon a preciser le role du facteur precipitations. La plupart des sols rouges situes a l'est de la region d'etude, c'est-a-dire dans la zone la plus seche, presente une accumulation calcaire a moyenne profondeur; sous cette accumulation les phenomenes d'alteration sont extremement limites. L'hydrolyse et la desilicification ne sont alors veritablement effectives que dans les horizons superieurs. Une forte activite biologique est observable dans ces sols, elle joue un grand role dans la differenciation des profils. Si l'on se dirige ensuite vers l'ouest, dans la zone de transition climatique vers des regions nettement plus humides, on assiste alors a un approfondissement progressif des profils a mesure que la pluviosite augmente. Les phenomenes d'accumulation calcaire disparaissent et l'alteration est de plus en plus efficace: des processus de sericitisation et de kaolinisation peuvent alors etre mis en evidence. Finalement, une interpretation generale est proposee: en zone semi-aride, pour comprendre la repartition des differents types de sols tropicaux que l'on trouve sur les roches cristallines, il parait essentiel de prendre en compte le drainage climatique, c'est-a-dire la quantite d'eau qui est susceptible de traverser annuellement le profil a un metre de profondeur; il apparait alors que les sols fersiallitiques tropicaux caracterisent des zones ou le drainage climatique est nul bien que la pluviosite n'y soit pas negligeable

Les régions de socle cristallin, pourtant largement représentées à l'échelle mondiale, sont réputées pour leurs modestes ressources en eaux souterraines. La valorisation des eaux souterraines dans les régions de socle est majoritairement limitée aux formations altérées et fissurées de sub-surface. Cependant, ces ressources sont souvent négligées au profit des eaux de surface en raison de leurs faibles débits d'exploitation et de leurs vulnérabilités aux polluants anthropiques. De récentes études de prospection et de recherche ont révélé la présence de ressources souterraines importantes, au delà des horizons superficiels classiquement exploités. Cependant peu d'informations spécifiques à ces ressources profondes sont disponibles, notamment concernant la structure des systèmes aquifères et leurs particularités hydrogéologiques. Par cette étude nous mettons clairement en évidence la présence de ressources en eau conséquentes dans le socle cristallin profond du Massif Armoricain. Ces ressources sont associées à des systèmes de failles assurant des capacités de drainage des réservoirs de stockage connectés. Les réservoirs de stockage superficiels et bordiers assurent l'alimentation en eau du réseau de fracture principal. Cette capacité de drainage est dépendante de la géométrie du plan de faille perméable. Les failles sub-horizontales sont les structures les plus efficaces dans cette fonction. Le stockage dans les formations bordières au système de faille apparaît déterminant pour assurer un débit d'exploitation conséquent. Cette étude permet d'établir une conceptualisation générale de ces systèmes de faille, tant d'un point de vue hydrodynamique que géochimique, et apporte des pistes de réflexions pour la gestion et la protection de telles ressources en eau.

Jadis délaissés au profit des milieux plus simples et/ou accessibles, les milieux souterrains fracturés, notamment ceux de socle cristallin, bénéficient désormais d'un intérêt croissant vue leur capacité à constituer de réelles ressources en eau. La compréhension de ces systèmes apparaît donc comme un enjeu majeur en hydrogéologie. Nous explorons avant tout la possibilité de structures portant une ressource en eau autres que celles jusqu'à présent identifiées i.e. la zone altérée et les fractures régionales sub-verticales. Nous identifions à ce propos les fractures locales à faible pente, confirmant ainsi certaines observations de site comme celles réalisées sur l'aquifère de socle cristallin de Ploemeur (Bretagne). Nous étudions ensuite l'apport des données d'" âge " pour la caractérisation des systèmes hétérogènes complexes et de leur ressource. Issues de mesures de concentration, elles sont classiquement utilisées dans les milieux peu hétérogènes pour quantifier la recharge. Nous reconsidérons ici leur sensibilité et montrons, en cohérence avec le degré d'incertitude des propriétés, qu'elles peuvent autant servir à caractériser la structure du champ de vitesse plutôt que sa magnitude. Par une réflexion plus générale sur leur contenu informationnel, nous montrons aussi qu'elles ne peuvent seules identifier le modèle d'écoulement et la distribution des temps de résidence associée, en raison de leur caractère intégrateur. Il en résulte pléthore de modèles cohérents avec les données même si peu pertinents pour la prédiction tel que le modèle exponentiel. Nous proposons au final les moyens de contrecarrer cet écueil par une utilisation spatiale et temporelle de la donnée.

L'etude du bassin versant de la bambore a travers l'analyse des principales caracteristiques du milieu naturel (climat, reseau hydrographique, geomorphologie, formations geologiques et fracturation) fait ressortir le role predominant de la fracturation. L'analyse statistique de 4 variables hydrogeologiques dans 180 forages productifs permet de degager des intervalles de confiance au sein desquels ces variables sont favorables a la productivite des forages. Une methode d'utilisation previsionnelle de ces valeurs favorables est proposee

L'étude des circulations en milieu cristallin fracturé, souvent réputé imperméable, a connu un récent développement, lié aux possibilités d'isolation géologique en roches cristallines de produits de haute toxicité. Le mémoire décrit l'application des méthodes de l'hydrochimie et de l'hydrologie isotopique à ce type d’étude. La première partie est consacrée à une approche théorique et bibliographique de l’emploi comme traceurs naturels des teneurs en isotopes lourds des composés aqueux du soufre et des teneurs en chlore-36. La seconde partie présente deux études de sites: la mine de Stripa, en Suède centrale, siège du Stripa. Project et les forages de la Coopérative Nationale pour l'Entreposage des Déchets Radioactifs (CEDRA/NAGRA), dans le socle de Suisse septentrionale. D'après les données hydrochimiques et isotopiques, deux types d'eau peuvent être distingués dans le système aquifère du batholite cristallin de Stripa. Les eaux superficielles, peu chargées en sels dissous, sont récentes. Leur origine peut être trouvée dans les précipitations locales. Les eaux profondes, plus salées, résulteraient d'un mélange entre une composante relativement récente, eau météorique dont la zone de recharge serait plus élevée que la région de Stripa, et une très faible part d'une composante ancienne, saumure probablement d'origine sédimentaire piégée dans des formations précambriennes. Les eaux captées par les forages de la CEDRA circulent dans le socle cristallin ou dans sa couverture sédimentaire. L'examen des teneurs ioniques et isotopiques met en évidence les relations entre les unes et les autres et permet en particulier de démontrer la participation de saumures ou sels permiens à la forte salinité de certaines eaux prélevées dans les formations cristallines. En conclusion, la troisième partie du mémoire analyse et critique l'emploi des différents marqueurs naturels hydrochimiques et isotopiques, et tente de mettre en relief leur apport à la connaissance de l'hydrogéologie du milieu cristallin fracturé
Hydrogeological research in fractured crystalline rocks, often considered as being impervious, has been particularly advanced in recent years, in relation with feasibility studies for disposal of waste. This dissertation describes the practice of hydrochemical and isotope hydrology methods in such studies. The first part is a theoretical and bibliographical approach to the use of the isotope contents in aqueous sulphur compounds and of chlorine-36 as natural tracers. The second part presents two site studies: the Stripa mine in Central Sweden (Stripa Project) and the deep boreholes of the Swiss National Cooperative for the Storage of Radioactive Waste (NAGRA) in the crystalline basement of Northern Switzerland. From hydrochemical and isotope data, two water types can be distinguished in the aquifer system of the Stripa granite. Shallow waters, with low mineralization, are recent recharged. Their origin can be attributed to local precipitations. The deep groundwaters, with higher mineralization, may have resulted from a mixing between a relatively modern water mass (meteoric waters recharged at a higher elevation than the Stripa area) and an old brine of sedimentary origin, trapped in Precambrian rocks. The NAGRA boreholes tap waters circulating in the crystalline basement and in overlying sedimentary formations. Hydrochemistry and isotope hydrology show the relationship between these two kinds of waters and demonstrate the contribution of Permian salts or brines to the high salinity of some of the waters collected in the crystalline rocks. In conclusion, the third part of the dissertation critically examines the use of the various hydrochemical and isotope tracers trying to emphasize their contribution to the knowledge of crystalline rock hydrology

Dans le cadre de la prospection des ressources en eau en milieu fissure, une methodologie d'etude des emanations de radon-222 dans les gaz des sols est proposee. Cette methodologie repose sur l'utilisation croisee de methodes telles que la geostatistique, la modelisation numerique, le dosage complementaire du co#2 et la spectrometrie gamma de terrain. Trois parties sont essentiellement developpees: le developpement theorique des processus de production et de migration du radon-222; la recherche au plan experimental (etudes de sites) des facteurs de variation du signal radon. Plusieurs tendances sont mise en evidence, associant le radon a la fracturation, l'hydrogeologie des sites et le contexte petrographique; la recherche par simulation d'un equivalent theorique a ces tendances. Un interet particulier est porte a la differenciation des anomalies de radon liees aux radioelements de celles associees aux fractures permeables

Les outils de la télédétection, de la géomorphologie et de l’hydrogéochimie ont été utilisés pour caractériser la circulation des eaux souterraines dans les aquifères de socle d’une partie du bassin versant du Sassandra située dans le Sud-Ouest de la Côte d’Ivoire. La distribution des espacements entre les linéaments observés obéit à un processus de poisson et il a été estimé que 17 % de linéaments de taille inférieure à 2,1 km n’ont pas été cartographiés. Ce champ de linéaments a été étudié par analyse d’image pour aboutir à une structuration des aquifères en blocs individualisés. Cette approche a permis d’étudier de l’hydrodynamisme dans les aquifères discontinus à l’échelle locale. Les conditions d’emmagasinement et de circulation des eaux souterraines ont été approchées par l’utilisation des ions majeurs de l’eau. Les eaux calciques, peu ou moyennement minéralisées, sont issues des zones en amont du bassin versant où la recharge des nappes, se fait assez vite à travers certains chemins préférentiels. Les eaux sodiques sont localisées pour la majorité en aval du bassin versant où l’infiltration des eaux fortement évaporées et les échanges des cations prédominent. Les terrains présentent des altitudes s’échelonnant de 70 m à 210 m avec des pics ponctuels par endroits qui s’élèvent jusqu’à 450 m avec et des pentes qui oscillent de 2 à 4 %. L’analyse des épaisseurs d’altérites met en évidence un contrôle par la lithologie et une épaisseur est moins forte dans les vallées des principaux cours d’eau. La modélisation piézométrique montre que le bassin versant hydrogéologique reproduit le bassin versant hydrologique à une dizaine de mètres de profondeur avec quelques variations
Remote sensing, geomorphology, and hydrogeochemistry methods were used to characterize the ground water flow in this part of the Sassandra River watershed that lies in the Southwest of Ivory Coast. The distribution of the spacing between the lineaments obeys a process of Poisson which allowed estimating that 17 % of lineaments of size inferior to 2.1 km were not mapped. This network of lineaments has been analysed in order to obtain a statistical characterisation of the geometry of the aquifer blocs in the bedrock. This approach allowed studying the hydrodynamism to the local scale. The groundwater is mainly of type Ca-HCO3 or Na-HCO3. The conditions of the groundwater storage and circulation in the bedrock are studied here by using major ions. The calcic water, little or moderately mineralized is ensued from some zones of the watershed where the recharge is quite fast through some preferential paths. The sodic water is largely located at the downstream of the watershed, where the water infiltration strongly evaporated, and the cations exchange are the prevailing phenomena. The altitudes of the grounds spreading out from 70 to 210 m, with some punctual peaks of 450 m in places, and some slopes ranging from 2 to 4%. The regolith thickness pointed out a control by the lithology, and a layer less thick in the main stream’s channel valleys. From borehole data and the water level in the hydrographical network, we show that the hydrogeological watershed is a subdued version of the hydrological watershed at a depth of 10 m with some variations

La connaissance des réseaux de fractures est essentielle pour comprendre la circulation des fluides dans un réservoir. Cette thèse s’appuie sur la reconnaissance du réseau de fractures naturelles qui chenalisent les circulations à l’échelle des deux forages profonds GRT-1 et GRT-2 de Rittershoffen (Alsace, France) qui ont recoupé les sédiments gréseux triasiques et le socle granitique altéré dans le cadre d’un projet industriel de géothermie. L’étude structurale de ce réseau de fractures a été réalisée à partir d’imageries de paroi acoustiques corrélées à des diagraphies géophysiques standard tandis que l’étude pétro-minéralogique se base sur les échantillons de cuttings. Les zones de fractures perméables des puits de Rittershoffen montrent une organisation asymétrique de la perméabilité. Des fractures ouvertes à l’échelle du puits semblent agir comme des drains perméables entourés de halos d’altération hydrothermale. Ces zones de fractures sont associées à des perturbations locales du profil de température dans le puits. La présence de minéraux illitiques hétérogènes pourrait être un indicateur pour prospecter les zones de circulations actuelles et passées à l’échelle des puits. Cette étude géologique permet d’évoluer vers un modèle de forage hydrothermal possédant des connexions favorables avec le réservoir sans avoir recours à des opérations de stimulation
The knowledge of the fracture network is a key challenge to understand the fluid circulation through a reservoir. The aim of this PhD project is to investigate the natural fracture network that channelized the hydrothermal circulations into two deep wells GRT-1 and GRT-2 at Rittershoffen (Alsace, France) that intersect Triassic sandstones and altered granitic basement in the framework of an industrial geothermal project. The structural study of the fracture network was based on acoustic image logs correlated with standard geophysical logs, whereas the mineralogical study was based on cutting samples. Permeable fracture zones of wells at Rittershoffen present an asymmetrical organization of permeability. Open fractures at the borehole scale act as fluid pathways surrounded by halos of hydrothermal alteration. These fracture zones are associated with local thermal anomalies in the temperature profiles at the borehole scale. Occurrences of heterogeneous illitic minerals could be a good indicator to prospect zones of actual and past circulations at the borehole scale

Les outils de la télédétection, de la géomorphologie et de l'hydrogéochimie ont été utilisés pour caractériser la circulation des eaux souterraines dans les aquifères de socle d'une partie du bassin versant du Sassandra située dans le Sud-Ouest de la Côte d'Ivoire. La distribution des espacements entre les linéaments observés obéit à un processus de poisson et il a été estimé que 17 % de linéaments de taille inférieure à 2,1 km n'ont pas été cartographiés. Ce champ de linéaments a été étudié par analyse d'image pour aboutir à une structuration des aquifères en blocs individualisés. Cette approche a permis d'étudier de l'hydrodynamisme dans les aquifères discontinus à l'échelle locale. Les conditions d'emmagasinement et de circulation des eaux souterraines ont été approchées par l'utilisation des ions majeurs de l'eau. Les eaux calciques, peu ou moyennement minéralisées, sont issues des zones en amont du bassin versant où la recharge des nappes, se fait assez vite à travers certains chemins préférentiels. Les eaux sodiques sont localisées pour la majorité en aval du bassin versant où l'infiltration des eaux fortement évaporées et les échanges des cations prédominent. Les terrains présentent des altitudes s'échelonnant de 70 m à 210 m avec des pics ponctuels par endroits qui s'élèvent jusqu'à 450 m avec et des pentes qui oscillent de 2 à 4 %. L'analyse des épaisseurs d'altérites met en évidence un contrôle par la lithologie et une épaisseur est moins forte dans les vallées des principaux cours d'eau. La modélisation piézométrique montre que le bassin versant hydrogéologique reproduit le bassin versant hydrologique à une dizaine de mètres de profondeur avec quelques variations.

Les outils de la télédétection, de la géomorphologie et de l’hydrogéochimie ont été utilisés pour caractériser la circulation des eaux souterraines dans les aquifères de socle d’une partie du bassin versant du Sassandra située dans le Sud-Ouest de la Côte d’Ivoire. La distribution des espacements entre les linéaments observés obéit à un processus de poisson et il a été estimé que 17 % de linéaments de taille inférieure à 2,1 km n’ont pas été cartographiés. Ce champ de linéaments a été étudié par analyse d’image pour aboutir à une structuration des aquifères en blocs individualisés. Cette approche a permis d’étudier de l’hydrodynamisme dans les aquifères discontinus à l’échelle locale. Les conditions d’emmagasinement et de circulation des eaux souterraines ont été approchées par l’utilisation des ions majeurs de l’eau. Les eaux calciques, peu ou moyennement minéralisées, sont issues des zones en amont du bassin versant où la recharge des nappes, se fait assez vite à travers certains chemins préférentiels. Les eaux sodiques sont localisées pour la majorité en aval du bassin versant où l’infiltration des eaux fortement évaporées et les échanges des cations prédominent. Les terrains présentent des altitudes s’échelonnant de 70 m à 210 m avec des pics ponctuels par endroits qui s’élèvent jusqu’à 450 m avec et des pentes qui oscillent de 2 à 4 %. L’analyse des épaisseurs d’altérites met en évidence un contrôle par la lithologie et une épaisseur est moins forte dans les vallées des principaux cours d’eau. La modélisation piézométrique montre que le bassin versant hydrogéologique reproduit le bassin versant hydrologique à une dizaine de mètres de profondeur avec quelques variations
Remote sensing, geomorphology, and hydrogeochemistry methods were used to characterize the ground water flow in this part of the Sassandra River watershed that lies in the Southwest of Ivory Coast. The distribution of the spacing between the lineaments obeys a process of Poisson which allowed estimating that 17 % of lineaments of size inferior to 2.1 km were not mapped. This network of lineaments has been analysed in order to obtain a statistical characterisation of the geometry of the aquifer blocs in the bedrock. This approach allowed studying the hydrodynamism to the local scale. The groundwater is mainly of type Ca-HCO3 or Na-HCO3. The conditions of the groundwater storage and circulation in the bedrock are studied here by using major ions. The calcic water, little or moderately mineralized is ensued from some zones of the watershed where the recharge is quite fast through some preferential paths. The sodic water is largely located at the downstream of the watershed, where the water infiltration strongly evaporated, and the cations exchange are the prevailing phenomena. The altitudes of the grounds spreading out from 70 to 210 m, with some punctual peaks of 450 m in places, and some slopes ranging from 2 to 4%. The regolith thickness pointed out a control by the lithology, and a layer less thick in the main stream’s channel valleys. From borehole data and the water level in the hydrographical network, we show that the hydrogeological watershed is a subdued version of the hydrological watershed at a depth of 10 m with some variations

Il s'agit de developper une demarche de modelisation des interactions eau-roche pour decrire le comportement geochimique du doublet geothermique mis en place en 1997 sur le site experimental de soultz-sous-forets (bas-rhin) ou un reservoir geothermique est developpe au sein de la fracturation naturelle du socle cristallin a 3500 m de profondeur. Un premier forage permet d'extraire du reservoir un fluide hydrothermal chaud dont l'energie calorifique peut etre utilisee en surface. Le fluide hydrothermal refroidi est alors reinjecte dans le reservoir geothermique par un second forage implante a 500 m du premier. Les phenomenes hydrothermaux qui se produisent alors dans le reservoir profond ne sont pas directement observables et les logiciels de simulation des interactions eau-roche constituent un outil utile pour leur prevision et leur interpretation en termes d'evolution de porosite de la roche reservoir. La demarche de modelisation consiste d'abord a definir une representation, simple mais realiste, du reservoir geothermique dont on doit simuler l'evolution. La representation doit etre simple pour pouvoir etre decrite facilement dans les codes de calculs. Elle doit etre realiste en integrant au mieux la complexite du milieu naturel dont rendent compte les donnees experimentales acquises sur le site (mineraux non stoechiometriques, salinite et circulation du fluide hydrothermal, transfert de chaleur). Lors du fonctionnement du doublet geothermique, le fluide hydrothermal refroidi qui est reinjecte dans le reservoir geothermique se trouve sursature par rapport a plusieurs mineraux. La prise en compte d'un fluide sursature dans la simulation des interactions eau-roche implique alors de considerer les aspects cinetiques des reactions de dissolution et de precipitation des mineraux. Les simulations realisees dans cette etude montrent que si la formation d'argiles gonflantes de type smectites hydratees est possible au sein des fractures dans lesquelles le fluide hydrothermal est reinjecte a basse temperature, l'evolution de la porosite du reservoir geothermique est controlee par les carbonates, phases pourtant mineures au contact du fluide hydrothermal dans les fractures, mais dont la cinetique intrinseque en dissolution et en precipitation est bien plus rapide que celle des silicates.

Ce travail vise à caractériser et comparer les fonctionnements hydrodynamiques à plusieurs échelles spatiales en zones cristalline et sédimentaire de l’Ouest nigérien et par suite à proposer un modèle simple de fonctionnement hydrodynamique des bassins expérimentaux cristallins qui soit potentiellement transposable aux échelles supérieures.L’analyse qualitative du paysage montre que ces deux domaines ont des états de surface communs et spécifiques.L’étude expérimentale effectuée sur les états de surface communs (surface biologique, BIOL, d’érosion, ERO, structurale, ST-jac, et cultivée, C) montre, à l’échelle ponctuelle, que la surface ERO a la même valeur de conductivité hydraulique K dans les deux contextes. En revanche, les surfaces C et surtout ST ont des conductivités plus faibles en zone cristalline. Le suivi temporel effectué sur ces deux états de surface en zone cristalline a mis en évidence la stationnarité de la conductivité sur ST (jachère de 5 ans) durant la saison des pluies tandis qu'elle varie fortement sur la surface cultivée en fonction du calendrier cultural et du cumul de pluie. K décroit d’une valeur initiale de 170 mm/h après le sarclage à 20 mm/h (soit la conductivité mesurée sur ST) lorsque la surface sarclée reçoit un cumul de pluie de l’ordre de 70 mm. La conductivité atteint même la valeur de 10 mm/h après un cumul de pluie de 180 mm. Cette variation de la conductivité montre l’avantage à court terme du sarclage qui améliore l’infiltration mais qui à long terme tend à dégrader la surface.Les résultats obtenus à l’échelle de la surface élémentaire (10 m²) valident bien les mesures ponctuelles. La surface ERO a le même coefficient du ruissellement (Kr) en zones cristalline et sédimentaire tandis que les surfaces ST et cultivée ont un Kr plus élevé en zone cristalline. L’analyse de l’évolution temporelle du Kr de la surface cultivée du socle a montré que sur 63 événements pluvieux observés entre 2011 et 2013, 22 ont un Kr supérieur à la moyenne (qui est de 0.25) dont près de 2/3 sont observés après plus de 70 mm de pluie qui suivent le sarclage. Les résultats obtenus à ces deux échelles (ponctuelle et surface élémentaire) sont donc cohérents et montrent que la surface cultivée s’encroûte et peut ruisseler plus que la surface ST et autant que la surface ERO. A l’échelle du bassin versant (5 ha), les Kr sont plus élevés sur les bassins cristallins à cause de ces fortes valeurs de Kr des surfaces élémentaires mais aussi parce qu’ils sont composés d’autres surfaces à forte capacité ruisselante que sont la surface d’affleurement du socle altéré et la surface gravillonnaire ayant un Kr de 0.58. A ces trois échelles (ponctuelle, élémentaire, petit bassin), on note la non-dépendance du fonctionnement hydrodynamique à l'état hydrique initial.L’exploitation des résultats ponctuels obtenus sur le site cristallin (conductivité moyenne de BIOL, ERO, et ST et conductivité variable sur la surface cultivée) dans le modèle de Green et Ampt a permis de caler le potentiel de front par état de surface et décrire de manière très satisfaisante les ruissellements mesurés sur les surfaces élémentaires. Sur la base des ruissellements ainsi calculés, nous avons simulé les hydrogrammes à l’exutoire des bassins expérimentaux en assimilant le fonctionnement de ces derniers à celui des surfaces élémentaires en spatialisant leur infiltrabilité. En faisant l’hypothèse d’une ré-infiltration nulle sur les versants, nous avons appliqué une fonction de transfert simple prenant en compte la distance de chaque surface élémentaire par rapport au réseau hydrographique, une vitesse d'écoulement constante et une pluie imbibante de 3 à 4 mm devant saturer la couverture sableuse de ravine, ce qui est beaucoup moins qu'en zone sédimentaire. Finalement, les hydrogrammes simulés reproduisent assez bien les caractéristiques des hydrogrammes mesurés, ce qui offre une perspective d’application de certains principes du modèle sur de plus grands bassins
This work aims at characterizing and comparing the hydrodynamical functioning at several spatial scales within the granitic-basement and sedimentary zones of Western Niger. Then, a simple hydrological model that could be suitable for use at larger scales is proposed and tested.Qualitatively, the two geological domains have common and specific surface features.The experimental work carried out onto common surface features (biological crust, BIOL; erosion crust, ERO; fallow structural surface, ST and cultivated, C) shows that, at the point scale, ERO has the same hydraulic conductivity K value in both contexts. On the other hand, surfaces features C and especially ST have lower K values in granitic context.Monitoring of the ST and C sites along the rainy season proved the stationarity of the ST conductivity value. On the contrary, K varies widely with the amount of rain received from an initial value of 170 mm/h after weeding down to 20 mm/h (i.e. the ST measured value) after 70 mm of rain and even 10 mm/h after 180 mm of rain. This variation shows the short-term benefit of weeding onto infiltration but a degradation of the soil surface on the long term.At the plot scale (10 m2), runoff measurements are consistent with point measurements. ERO has the same runoff coefficient (Kr) in granitic and sedimentary zones while ST and C surfaces have a higher Kr in granitic context.Runoff monitoring of the granitic site cultivated plots showed that from a total of 63 rain events between 2011 and 2013, 22 had a Kr value higher than the average value (0.25) from which 2/3 are observed after the surface had received more than 70 mm rain after weeding.Results obtained at the two scales (point and 10-m2 plot) are thus consistent and show that the cultivated surface gets crusted and may produce runoff more than fallow ST sites and as much as ERO features.At the basin scale (5 ha), Kr values are higher in the granitic site, not only because of the higher Kr value for a given surface feature but also because of the specific low-infiltrating surfaces which are granite outcrops and gravel crusts (Kr = 0.58).At the three previous scales (point, plot and small basin), runoff volume was found independent of soil initial moisture.Using the previous point-scale results in a Green-Ampt infiltration model led to calibrate the wetting front pressure head for each surface feature and to satisfactorily describe runoff volumes obtained at the plot scale.By estimating runoff with the Green-Ampt infiltration model at any given point, basin-scale hydrograms were obtained by adding the contribution of all elementary surfaces. Assuming no re-infiltration of runoff water within the basins, a simple transfer function was chosen accounting for the distance of each surface to the hydrological network, a constant water velocity of 0.05 m.s-1 and a volume of 3-4 mm of water necessary to fill the kori sand cover, which is much less than that in the sedimentary context. Finally, simulated hydrograms reproduce nicely the measured ones, which offers the perspective of applying some principles of the model to larger basins

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.

Le massif du Pelvoux (MCE, Alpes occidentales) fait partie de la paléo-marge passive téthysienne. C'est un site privilégié d'étude de structures superposées. On y trouve trace d'événements extensifs téthysiens, puis compressifs alpins. Les massifs de Morges, des Pourroys et du Vallon sont des pincées de couverture mésozoïque dans le socle cristallin. Ils permettent une étude des relations entre le socle et sa couverture. Cet interface est un marqueur de la déformation finie à l'échelle orogénique. Géométrie et cinématique montrent l'existence de deux phases de déformation dans l'histoire alpine. Un calage dans le temps est proposé par comparaison avec les régions environnantes: la phase DI serait du Crétacé supérieur - Eocène inférieur (pyrénéo-provencale). La D2 est au plus vieux oligocène supérieur. Elle s'intègre au modèle géodynamique par rotation-expulsion si l'on abaisse la pointe de l'indenteur d'environ 10 km vers le Sud. Le socle accommode le raccourcissement DI vers le SW par des plis kilométriques, alors que la couverture développe des plis PI de toute échelle. Ce découplage mécanique est en partie contrôlé par la distribution des fluides. ils sont diffus dans la couverture, mais chenalisés dans le socle dans les grands accidents mylonitiques. La déformation est alors concentrée le long de ces zones de faiblesse. Cette tectonique est contemporaine de conditions de température de 300 à 400°C et de profondeur de 5 à 12 km. Le raccourcissement Dl structure le massif. Cette hypothèse sur la géométrie 3D du massif de Morges a été illustrée par un modèle surfacique construit avec le modeleur STRIM. Il a été ensuite exploité pour un dépliage. Une autre méthode de reconstruction des surfaces a fourni des résultats corroborant ceux obtenus avec STRIM. Un apport de cette étude est de montrer dans le Sud-Pelvoux une absence de cisaillement plat au profit d'accidents verticaux. Cette géométrie s'intègre à celle déduite du profIl sismique ECORS pour la zone externe des Alpes.

Les minéralisations du massif du Chatelard (Savoie), représentent une importante accumulation de fluorine, isolée dans le contexte alpin. L'étude stratigraphique et structurale de l'ensemble socle (granitique) / tégument triasico-liasique a permis de voir que la minéralisation se met en place dans les premiers niveaux carbonates du Trias et dans des accidents NE SW dans le socle et la couverture triasico-liasique. L'étude du minerai a montré le polyphasage des dépôts. La minéralisation primaire est en reliques au sein de brèches à ciment de fluorine et quartz, elle-même reprise par une phase de plissements contemporains des charriages de la couverture vers l'ouest. Le gisement de fluorine du massif du Grand Chatelard est une minéralisation de socle-couverture mise en place après le depôt des premieres assises calcaires du Lias, au cours de la distension tethysienne. Lors des phases de déformations tertiaires, le minerai est remobilisé dans les mêmes pièges structuraux qui jouent en décrochements.

Le massif de Combeynot, sur la bordure nord-orientale du massif du Haut-Dauphiné (massifs cristallins externes, Alpes Françaises) est constitué de deux unités fondamentales (1) un socle, déformé et métamorphisé, représenté par un ensemble migmatitique et un orthogneiss oeillé ; ce socle se rattache aux formations du noyau du massif du Haut-Dauphiné, (2) un complexe annulaire subvolcanique, intrusif dans le socle, composé de formations volcaniques et volcano-détritiques, d'un réseau filonien microgranitique et rhyolitique très dense, de deux unités granitiques disposées de manière concentrique et de filons doléritiques tardifs terminant l'épisode magmatique. Une étude comparative sur la pétrographie, la structure, la typologie des zircons et la géochimie des éléments majeurs, en traces (Y, Nb, Zr, Rb, Sr, U, Th, Hf, Sc, Cs et Ta) et Terres Rares du complexe de Combeynot ont permis de retracer l'histoire magmatique de la série et de tester sa signification géodynamique. Le magmatisme de Combeynot est de nature alcaline intraplaque et traduit un environnement géotectonique de distension. Il trouve son origine dans le manteau à partir duquel plusieurs magmas subcontemporains s'individualisent par des taux de fusion partielle différents et conduisent aux unités acides par cristallisation fractionnée. Leur mise en place superficielle dans une zone orogénique encore non consolidée, riche en fluides et la participation des phases fluides juvéniles et/ou des eaux météoriques conditionnent la nature pétrographique acide, sursaturée et subsolvus des unités granitiques du complexe ainsi que les processus d'altération hydrothermale post- et tardi- magmatiques.

L'étude isotopique (Nd et Sr) de sédiments syn à post orogéniques permet l'identification et la quantification des principales formations géologiques dont l'érosion contribue aux sédiments molassiques. Dans le cas des Alpes, notre étude des molasses tertiaires péri alpines, montre : - l'érosion dominante de sédiments océaniques pendant l'Oligocène, - une période de transition entre 26 et 25 Ma (Oligocène terminal) qui correspond à des changements brutaux pour le bassin molassique, interprétés comme le signe d'événements tectoniques en amont, - l'érosion des socles métamorphisés pendant la phase méso-alpine débute à l'Aquitanien, - la dénudation des zones externes en cours de structuration (phase éo-alpine) débute, au Burdigalien, par l'érosion d'un socle non métamorphique qui contient des granites alcalins tardi-varisques atypiques. Puis, à l'Helvétien, l'érosion atteint le socle métamorphique et les couvertures déplacées. En terme de croissance crustale, l'évolution des compositions isotopiques du Nd montre l'introduction de Nd juvénile, par l'intermédiaire d'un cycle tectono- sédimentaire qui comprend: - la sédimentation océanique mésozoïque. - la sédimentation des flyschs qui témoigne des premiers événements compressifs. - l'expulsion tectonique précoce de nappes formées des sédiments précités. - l'érosion de ces nappes sédimentaires pendant l'Oligocène. Mais l'évolution des compositions isotopiques est aussi le résultat de l'érosion de granites tardi-varisques atypiques par leur valeur en ENd et inconnus jusqu'ici. La variation positive en ENd enregistrée par la molasse teniaire péri-alpine correspond à la fois à des appons juvéniles alpins et hercyniens.

Le secteur de Poli est situé au Nord~Cameroun. Il est occupé par des formations géologiques diverses, allant des migmatites aux schistes, en passant par les gneiss, les granites orientés, les quartzites, les micaschistes; tous ces ensembles datés au moins du Protérozoïque moyen ont été affectés par l'important événement thermotectonique pan-africain du Protérozoïque supérieur. Cette orogenèse a également entraîné la mise en place de roches plutoniques acides et basiques. Postérieurement à cette orogenèse, l'évolution géoiogique de ce secteur est essentiellement volcano-sédimentaire. Abstraction faite des parties supérieures épimétamorphiques, la morphologie actuelle, autant que les grands traits structuraux de ce secteur sont essentiellement hérités des effets de cette importante orogenèse. L'étude régionale de cette morphologie montre que le secteur de Poli présente un relief très contrasté, opposant les vallées d'altitudes voisines de 300 m aux hauts sommets qui culminent à plus de 2000 m. Cet environnement montagneux crée localement des conditions climatiques favorables, caractérisées par une lame d'eau précipitée supérieure à celles observées dans les autres zones cristallines Nord-Camerounaises. Malgré ces apports considérables, la constitution autant que l'alimentation des nappes souterraines sont médiocres et sont étroitement liées d'une part à la nature pétrographique et au degré d'altération des formations et, d'autre part, à leur état de fracturation et de fissuration. L'étude du réseau de fracturation à diverses échelles d'ob. servation - images satellites, photographies aériennes, observatIons de terrain - a permis de réaliser -un classement séquentiel des fractures du secteur. Les comparaisons avec des études antérieures ont permis d'intégrer nos conclusions dans un modèle régional d'ensemble, à savoir celui de la zone mobile. La prospection et la détection des zones broyées liées à ces fractures sont abordées par les méthodes géophysiques et géomorphologiques. La variabilité des débits de forages autant que celle des propriétés hydrodynamiques sont traitées et témoignent du caractère hétérogène et anisotrope des formations. Les eaux sont faiblement minéralisées et présentent un faciès chimique majeur : bicarbonaté-sodique.