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Les Westfjords et fjords de l’Est de l’Islande concentrent de nombreux glissements de terrain. Ces phénomènes visibles par observation à distance d’images satellites et d’un Modèle Numérique de Terrain (MNT) ont été inventoriés, puis mesurés et analysés. Au total, 251 et 290 glissements de terrain ont été recensés respectivement dans les Westfjords et les fjords de l’Est, au sein d’une base de données et dans un Système d’Informations Géographiques (SIG). Pour chaque glissement de terrain, sa localisation, sa morphométrie (longueur, largeur, superficie, épaisseur, volume estimé, …), ainsi que de potentielles variables de contrôle, notamment géologiques (lithologie, pendage), ou explicatives (orientation, âge de la déglaciation du versant affecté par le glissement de terrain) ont été relevées. Ces variables et la répartition des glissements ont été étudiées par analyse spatiale et statistique.Ce travail fournit un inventaire complémentaire des glissements de terrain pour ces deux secteurs. Cependant, les facteurs de déclenchement habituellement identifiés ne permettent pas une explication satisfaisante à leur répartition. Néanmoins, des pistes de réflexions se dessinent et l’élargissement de la base de données à l’échelle de l’Islande permet de les comparer d’un secteur à l’autre. Cette étude met en avant des foyers principaux de glissements de terrain : pour les Westfjords, une plus forte densité de glissements de terrain dans le nord-ouest de la zone étudiée et dans la partie la plus étroite de la péninsule ; et pour les fjords de l’Est, une plus forte densité dans le Nord de la zone étudiée. Ces foyers pourraient s’expliquer par les directions d’écoulement de la calotte glaciaire passée. D’autre part, un des constats est une surreprésentation des glissements orientés vers l’ouest et le sud pour les fjords de l’Est, et vers le sud et l’est pour les Westfjords. L’hypothèse proposée est un contrôle climatique : les versants davantage ensoleillés auraient subi une déglaciation plus rapide favorisant l’instabilité des versants. Les données recueillies suggèrent également que la lithologie (basaltes tertiaires) est une variable de contrôle et que la période pendant laquelle la zone de glissement de terrain est déglacée est une variable explicative de l'initiation du glissement de terrain. Les glissements de terrain observés s’inscriraient ainsi dans une dynamique paraglaciaire d’instabilité des versants après la phase de déglaciation

International audience; La fonte des glaciers islandais à partir de 15ka a été suivi par des ajustements paraglaciaires dont les glissements de terrain représentent une des manifestations les plus emblématiques. Un travail d’inventaire de leur répartition spatiale permet de comptabiliser plusieurs centaines de glissements, dont 158 dans la région du Skagafjörður au Nord de l’île, 186 dans les Westfjords et 290 dans les fjords de l’est. Les logiques spatiales de leur répartition permettent de montrer un contrôle lithologique à l’échelle globale avec une surreprésentation des glissements dans les basaltes d’âge tertiaire dans des régions où les contrastes topographiques sont par ailleurs majeurs à l’échelle de l’île. Au-delà de ces éléments spatiaux, la question de l’âge de leur mise en place se pose. Si l’on compare la chronologie de la déglaciation de l’Islande avec la répartition spatiale des glissements, nous observons une décroissance de l’occurrence potentielle des glissements de terrain avec le temps. La majorité des glissements se localisent le long des versants qui ont été libérés au tout début de la déglaciation. A l’échelle des glissements eux-mêmes, des études ponctuelles permettent de préciser l’âge de leur mise en place. Différentes approches sont alors mobilisées. La première prédate les glissements en utilisant l’emboîtement des formes géomorphologiques et l’âge des plages soulevées par le rebond glacio-isostatiques sur lesquelles viennent mourir les dépôts des glissements de terrain. La seconde série de mesures postdate les glissements. En effet, des dépressions au sein des glissements ont piégé des cendres volcaniques datées et des végétaux piégés dans des tourbières. Ainsi, par téphrochronologie et datation radiocarbone, il est possible d’obtenir des dates pour caler les événements gravitaires. Les modèles âge-profondeur sont également utilisés pour affiner les résultats. Ainsi, les glissements de terrain islandais, datés avec plus ou moins de précisions, donnent des âges postglaciaires compatibles avec le schéma d’une mise en place paraglaciaire dans les tous premiers temps de l’Holocène.

Over the past decade, multiview photogrammetry and object tracking techniques based on proximal imaging data have made it possible to generate, at relatively low cost, various types of data describing directly or indirectly the three-dimensional shape and dynamics of indoor, urban and natural environments.In natural environments, technological and methodological developments are still needed to prove the potential of such tools for precise, metric and automatic geomorphological applications. Most of the existing techniques are not particularly designed andthought out in order to process data of high spatial and temporal definition, marred by important photometric and atmospheric artifacts and characterized by variable visibility and a dense and semi-rigid displacement.In this thesis, we try to solve these problems by proposing an automatic processing chain of stereoscopic time-lapse images for the observation of landslides such as the flow of alpine glaciers. We first study the different possible strategies for processing stereoscopic time-lapses of natural environments according to a multi-level taxonomy of the available data : monoscopic and stereoscopic, monodate and bidate, temporal and multi-temporal. We then propose a complementary suite of robust automatic processings based on a justified choice of geometric and temporal representations and models governing the link between these different types of data.In particular, we evaluate the uncertainty via a geometric approach and maximize the coherence of the metric velocity estimates derived from the fundamental bricks of the processing chain via the optimization of a functional taking into account spatio-temporal descriptors, a temporal closure constraint of intra-timelapse displacement fields and finally the direction and stationarity of the flow of alpine glaciers.This work is motivated by the current context of global warming and its impact on the cryosphere.The continuous proximal monitoring of alpine glaciers via a dedicated observation system opens up new perspectives for the quantification of metric indicators correlated to the evolution of temperature and precipitation.We apply the proposed methods to data acquired on the Argentière glacier site in the Mont-Blanc Massif. Tracking time series of the geo-referenced metric velocity of part of this glacier are thus generated with an estimate of their uncertainties on the data set acquired in 2018.The results show that it is possible to develop robust geo-photogrammetric proximal monitoring applications in extreme and uncontrolled climatic environments, provided that the characteristics of the measurand and a-priori knowledge of the observed scene are taken into account., Au cours de la dernière décennie, la photogrammétrie multi-vues et les techniques de suivi d’objets basées sur des données d’imagerie proximale ont permis de générer, avec un coût relativement faible, divers types de données décrivant directement ou indirectement la forme et la dynamique tridimensionnelles de milieux intérieurs, urbains et naturels. En milieux naturels, des évolutions technologiques et méthodologiques restent nécessaires afin de prouver le potentiel de tels outils pour des applications géo-morphologiques précises, métriques et automatiques.En effet, la plupart des techniques existantes ne sont pas particulièrement conçues et pensées afin de traiter des données de hautes définitions spatiale et temporelle, entachées d’aléas photométriques et atmosphériques importants et caractérisées par une visibilité variable et un déplacement dense et semi-rigide.Nous essayons dans cette thèse de résoudre ces problématiques en proposant une chaîne de traitements automatique de séries temporelles d’images (time-lapses) stéréoscopiques pour l’observation de mouvements gravitaires tels que le déplacement de glaciers alpins.Nous étudions tout d’abord les différentes stratégies de traitement possibles selon une taxonomie à plusieurs niveaux des données à disposition : monoscopiques et stéréoscopiques, monodates et bidates, temporelles et multi-temporelles. Nous proposons ensuite une suite complémentaire de traitements automatiques robustes qui repose sur un choix justifié de représentations et de modèles géométriques et temporels régissant le lien entre ces différents types de données.En particulier, nous évaluons l’incertitude via une approche géométrique et maximisons la cohérence des estimations de vélocité métrique issues des briques fondamentales de la chaîne de traitements via l’optimisation d’une fonctionnelle tenant compte de descripteurs spatio-temporels, d’une contrainte de fermeture temporelle des champs de déplacements intra time-lapse et enfin du sens et de la stationnarité de l’écoulement de glaciers alpins.Ces travaux s’inscrivent dans le contexte du réchauffement climatique et son impact sur la cryosphère.La surveillance proximale continue de glaciers alpins via un système d’observation dédié ouvre en effet de nouvelles perspectives quant à une quantification d’indicateurs métriques corrélés à l’évolution des températures et des précipitations. Nous appliquons les méthodes proposées sur des données acquises sur le site du glacier d’Argentière dans le massif du Mont-Blanc.Les séries temporelles de suivi métrique géoréférencé de la vélocité d’une partie de ce glacier sont ainsi générées avec une estimation de leurs incertitudes sur l’ensemble des données acquises en 2018.Les résultats montrent qu’il est possible de développer des applications robustes de surveillanceproximale géo-photogrammétrique en milieux climatiques extrêmes et non-contrôléssous réserve de prise en compte des caractéristiques de la mesurande et des connaissances apriori sur la scène observée.

Urban growth in Southern cities strengthens the mechanisms of production of natural risks. Bafoussam has seen its population double in the space of 15 years, from 293,000 in 2005 to 600,000 inhabitants in 2020. This spectacular urban growth is above all anarchic and produces natural disasters like the deadly landslide of October 29, 2019, in the Gouache IV district. The level of susceptibility of sites exposed to landslides can be modelled by observing and representing predisposing factors such as soil morphology, land use, geology, climate and hydrology. This study aims to develop an approach to modelling the level of susceptibility to landslides in urban areas by using analytical hierachic process of the various predisposing factors coupled with GIS. The hazard map identified five (5) levels of landslide susceptibility from which a summary assessment and recommendations are made. The insignificant hazard, 35.3% of the total urbanized area (403 km²), requires no recommendation for human settlements, the weak hazard requiring recommendations only for large-scale works (44.1%). From moderate hazard, human settlements are possible, but vigilance is recommended for medium-scale work (16.1%). For the strong hazard (2.9%), human settlements are weakly discouraged and vigilance is recommended in the rainy season while the very strong hazards (1.6%) are strongly discouraged for human settlements., La croissance urbaine des villes du Sud renforce les mécanismes de production des risques naturels. La population de Bafoussam a doublé en espace de 15 ans, de 293.000 en 2005 à 600.000 habitants en 2020. Cette croissance spectaculaire est surtout anarchique et produit des catastrophes naturelles comme le glissement de terrain meurtrier du 29 octobre 2019 au quartier Gouache IV. Le niveau de susceptibilité des sites exposés au glissement de terrain peut être modélisé en observant et en représentant les facteurs de prédisposition comme la morphologie des sols, l’utilisation du sol, la géologie, le climat et l’hydrologie. Cette étude vise à développer une approche de modélisation du niveau de susceptibilité au glissement de terrain en milieu urbanisé à partir d’une analyse multicritère hiérarchique des facteurs de prédisposition couplée aux SIG. La carte de risque a permis de distinguer cinq (5) niveaux de susceptibilité au glissement de terrain à partir desquels une évaluation sommaire et des recommandations sont faites. Le risque non significatif, 35,3% de la superficie totale urbanisée (403 km²), ne nécessite aucune recommandation pour les établissements humains, le risque faible n’exigeant de recommandations que pour des travaux de grande envergure (44,1%). À partir du risque modéré, les établissements humains sont possibles, mais de la vigilance est préconisée pour les travaux de moyennes envergures (16,1%). Pour le risque fort (2,9%), l’établissement humain est faiblement déconseillé et une vigilance est recommandée en saison de pluie tandis que le risque très fort (1,6%) est fortement déconseillé pour les établissements humains.

Landslides are the first secondary effect of earthquakes. Statistical analysis of regional inventories of earthquake-triggered-landslides after large earthquakes (Mw> 6.6) reveal a complex interaction between seismic shaking and rainfall. The consequence of this interaction is an increase of the landslide triggering rate for several months and even years after a large event. Even though a large amount of observation are available, the identification and the quantification of the different processes impacting landslide kinematics during and after an earthquake are very limited, due mainly to a lack of in situ monitoring. The main goal of this thesis is to study these mechanisms in regions where earthquakes and precipitations can be interdependent. To this purpose, we focused on slow-moving landslides, on which we can monitor physical processes of the gravitational dynamic with time.The studied slow-moving landslides are located in the Colca Valley, south Peru. This area presents several advantages: (1) several active slow-moving landslides are active, (2) the region is seismically very active and (3) the precipitations are seasonal.The first approach consists in studying the kinematic response of several slow-moving landslides to the same forcings. A method coming from the InSAR data processing has been adapted to compute time series of displacement fields, thanks to the inversion of satellite optical images. This allows us to go back as far as 28 years in the past in terms of displacements in the Colca Valley. We show the possible impact of a local Mw 5.4 earthquake in 1991 on the kinematics of the Maca landslide. Our results suggest a double effect of the earthquake, with a co- and post-seismic acceleration (, Les mouvements de terrain sont le premier risque naturel secondaire lié aux séismes. L’analyse des inventaires de glissements de terrain rapides déclenchés par de larges séismes (Mw>6,6) a par ailleurs révélé une interaction complexe entre les secousses sismiques et les précipitations. Cette interaction s'exprime notamment par un nombre plus important de glissements déclenchés dans les mois voire les années qui suivent un séisme de forte magnitude. Malgré toutes les observations existantes, l’identification et la quantification des différents processus impactant la cinématique des glissements de terrain lors de séismes restent limitées par manque de données in situ. Le but principal de cette thèse est ainsi d'étudier ces mécanismes dans les régions où les forçages sismiques et pluviométriques peuvent être interdépendants. Pour répondre à cette problématique, nous nous sommes intéressés aux mouvements de terrain lents, sur lesquels on peut suivre des grandeurs physiques de la dynamique gravitaire au cours du temps.Ces travaux se centrent sur l'étude des mouvements de terrain dans la vallée de la Colca, au sud Pérou, qui présente divers avantages : (1) plusieurs glissements de terrain lents s’y sont développés, (2) la région est sismiquement très active et (3) les précipitations y sont saisonnières.Une première approche consiste à étudier la réponse cinématique de plusieurs glissements de terrain lents aux mêmes forçages. Une méthode provenant de l'InSAR a été adaptée pour restituer des séries temporelles de champ de déplacement du sol, grâce à l’inversion de corrélations d’images optiques satellitaires. Cela nous a permis de remonter à plus de 28 ans d’histoire de mouvement du sol dans la vallée de la Colca. Les résultats montrent un impact d’un séisme local de magnitude Mw 5,4 en 1991 sur la cinématique du glissement de terrain de Maca. Nos résultats suggèrent un double effet du séisme, avec une accélération des déplacements de manière co- et post-sismique (

Landslides are a major natural hazard that cause significant damages and casualties to people. Earthquakes are one of their main triggers in active mountain belts. In epicentral area, the passage of seismic-waves that disrupt the stress-field, leads the slope stability threshold to be exceeded. Co-seismic slope failure probability thus depends on complex interactions between the ground-motion and the slope geology and geometry. A few seismic data are available on mountain slopes and the resolution of ground-motion models is generally low. Yet strong variation of ground-motion from one ridge to another can be felt due to site effects. We document site effects across topography and show the complexity of slope responses to earthquakes using a seismic network set across a Taiwanese ridge. Six broadband seismometers were set along the profile of this 3km wide ridge. From March 2015 to June 2016, more than 2200 earthquakes (magnitude Ml>3 and hypocentral distance3, distance hypocentrale

Gravity processes occur at many scales of time and space in the evolution of landforms’ morphology. Their understanding is subtle and complex and it is fundamental to consider the management of the risks associated with these destructive phenomena. Indeed, the intrinsic characteristics of the studied slopes are specific and the external factors acting on the dynamics of the destabilization present a wide range of temporalities and intensities. In order to understand how these forcings influence the behavior of slope instabilities, a systemic approach has been adopted in this work to put into perspective all the processes involved in the temporal evolution of their behaviors. Through two study cases located in the Alpes Maritimes (La Clapière at Saint-Etienne-de-Tinée and the Prat de Julian at Vence, France), real natural observatories with several years of multi-parameter monitoring, we were able to clarify the ability of instrumental observation to determine key behavioral parameters controlling the dynamic evolution of unstable slopes. Multivariate analyzes integrating the surface (displacements, deformations, disturbances) and internal state (groundwater level, electrical resistivity of the subsurface) allowed to quantify the links between the behavioral state of the studied slope and the meteorological contributions. This work finally highlights the importance of multi-parameter observational studies in the development of descriptive and predictive models, as well as the alert systems associated with these major risks., Les processus gravitaires dans l’évolution de la morphologie des reliefs se produisent à de nombreuses échelles de temps et d’espace. Leur compréhension, fondamentale pour envisager la gestion des risques associés à ces phénomènes destructeurs, est subtile et complexe. En effet, les caractéristiques intrinsèques aux versants étudiés sont spécifiques et les facteurs externes agissant sur la dynamique de la déstabilisation présentent des temporalités et des intensités très variées. Afin de comprendre comment ces forçages influencent le comportement des instabilités de versant, une approche systémique a été adoptée dans ce travail pour mettre en perspective l’ensemble des processus en jeu dans l’évolution temporelle de leurs comportements. A travers deux cas d’étude situés dans les Alpes Maritimes (La Clapière à Saint-Etienne-de-Tinée et le Prat de Julian à Vence), véritables observatoires naturels disposant de plusieurs années de suivi multi-paramètres, la faculté de l’observation instrumentale à déterminer des paramètres comportementaux clés contrôlant l’évolution dynamique des versants instables a été explicitée. Des analyses multivariées intégrant l’état de surface (déplacements, déformations, perturbations) et interne (niveau piézométrique, résistivité électrique de la subsurface) ont permis de quantifier les liens entre l’état comportemental du versant étudié et les contributions météorologiques. Ce travail met finalement en avant l’importance des études observationnelles multi-paramètres dans l’élaboration des modèles descriptifs et prédictifs, ainsi que les systèmes d’alerte associés à ces risques majeurs.

Safi region is part of the coastal Mesta. A Meso-Cenozoic sedimentary cover laying on a primary bedrock characterizes this region. These kinds of mainly carbonated and gypsiferous formations are susceptible to the karstification phenomenon. The latter represents a major geological risk in Safi region with respect to infrastructure, population and agricultural land. This issue has attracted the attention of policymakers to find the best methodologies and solutions to draw such prevention plans as susceptibility maps to ground movements, which can be taken into account in the future development plans.With regard to this problematic, the present thesis research aims at studying and mapping of collapses and landslides in relation to karst in Safi region. In order to achieve this objective, this work was based on two main approaches; mapping and geophysical prospection.The mapping approach was based firstly on mapping the inventory of landslides and collapse sinkholes. To do this, field missions were undertaken to identify different types of landslides. The movements thus identified were classified according to an internationally adopted classification. Next, a database of the different types of movements was created in a geographic information system (GIS) with the objective to determine the spatial distribution of non-flat surfaces susceptible to movements. In addition to the field missions, an establishment of inventory maps was based on visual and stereoscopic interpretation of aerial photographs as well as on the analysis of satellite images. Five types of inventory maps were generated: rockslides, rock falls, debris flow, topple maps and collapse sinkhole maps.The resulting inventory maps were then crossed with the predisposing factors for each of the spotted landslides. This operation was conducted using a bivariate statistical approach: the Matrix Method GIS (GMM). This method, being widely and internationally used, has established several susceptibility maps for different types of ground movements. One of the originalities of the present work is the application of this approach to the construction of the collapse sinkhole susceptibility map.The geophysical approach is based on performing multiple profiles of electric resistivity tomography in two sectors of the study area affected by collapse. The objective is to map the spatial extent and depth of underground cavities that could collapse. The results obtained show that the disorder observed in the surface is mainly due to the presence of underground cavities related to gypsiferous deep karst and carbonated surface karst in the south and north of the study area, respectively. On the basis of the obtained results in this thesis, the movements observed in the study area are mainly due to the presence of carbonated and gypsiferous karst formations. The morphology of the land accompanied by the neotectonic effect also plays a decisive role in the distribution of landslides and collapse sinkholes. Indeed, the coastal cliffs are the most likely areas to undergo different types of landslides. In addition, the boundary between the Sahel and the plains of Doukkala- Abda, in the north of the study area, is most likely to know collapse sinkholes.As for the south, the results show that the karst depressions, like poljes, are most likely to have collapse sinkholes. These collapses are aligned with preferred directions which usually coincide with the directions of the major tectonic accidents in the region; Alpine, to the south, and Hercynian, to the north., La région de Safi fait partie de la meseta côtière. Cette région est caractérisée par une couverture sédimentaire Méso-cénozoïque déposée sur un substratum primaire. Ces formations de nature principalement carbonatée et gypsifère sont susceptibles au phénomène de la karstification. Cette dernière représente un risque géologique majeur dans la région de Safi vis-à-vis les infrastructures, la population et les terrains agricoles. Cette problématique a attiré l’attention des décideurs de la région pour trouver les meilleures méthodologies et solutions en vue de tracer un plan de prévention sous forme de cartes de susceptibilité aux mouvements de terrains, qui peuvent être prises en considération dans les futurs plans d’aménagement.Au vue de cette problématique, l’objectif de ce travail de thèse s’est focalisé sur l’étude et la cartographie des effondrements et des glissements de terrain, en relation avec la karstification, dans la région de Safi (les Abda). Pour répondre à cet objectif, ce travail a été basé sur deux principales approches ; la cartographie et la prospection géophysique.L’approche cartographique s’est appuyée premièrement sur la cartographie de l’inventaire des glissements de terrain et des dolines d’effondrement. Pour ce faire, des missions de terrain ont été réalisées pour repérer les différents types de mouvements de terrain. Les mouvements ainsi repérés ont été classés selon une classification adoptée à l’échelle internationale. Ensuite, une base de données regroupant les différents types de mouvements a été créée dans un Système d’Information Géographique (SIG), l’objectif est de déterminer la répartition spatiale des terrains instables susceptibles aux mouvements. Outre les missions de terrain, l’établissement des cartes d’inventaire s’est basé sur l’interprétation visuelle et stéréoscopique des photographies aériennes ainsi que sur l’analyse des images satellites. Cinque type de cartes d’inventaires ont été générées : carte des glissements rocheux, carte des éboulements rocheux, carte des basculements rocheux, carte des écoulements de débris et enfin carte des dolines d’effondrement.Les cartes d’inventaire obtenues ont été, ensuite, croisées avec les facteurs de prédisposition pour chaque type de mouvements de terrain repéré. Cette opération a été conduite à l’aide d’une approche statistique bivariée appelée la Méthode de la Matrice par SIG (GMM). Cette méthode, largement utilisée à l’échelle internationale, a permis d’établir différentes cartes de susceptibilité aux différents types de mouvements de terrain. L’une des originalités de ce travail, est l’application de cette approche pour la construction de la carte de susceptibilité aux dolines d’effondrement.L’approche géophysique s’est basée sur l’exécution de plusieurs profils de Tomographie de Résistivités Electriques dans deux secteurs de la région d’étude, affectée par les effondrements. L’objectif est la cartographie de l’extension spatiale et en profondeur des cavités souterraines susceptibles de s’effondrer. Les résultats obtenus ont montré que le désordre observé en surface est dû principalement à la présence des cavités souterraines liées au karst gypsifère profond et au karst carbonaté superficiel respectivement au sud et au nord de la zone d’étude.A la lumière des résultats obtenus dans ce travail de thèse, les mouvements observés dans la région d’étude sont dû principalement à la présence de formations karstiques carbonatées et gypsifères. La morphologie du terrain accompagnée par l’effet de la néotectonique joue, également, un rôle déterminant dans la répartition des glissements de terrain et des dolines d’effondrement. En effet, les falaises côtières sont les zones les plus susceptibles aux différents types de glissements de terrain. En addition, la limite entre le Sahel et la plaine des Doukkala-Abda, dans le nord de la région d’étude, est la plus susceptible aux dolines d’effondrement. Tandis que vers le sud, les résultats obtenus ont montré que les dépressions karstiques, comme les poljés, sont les plus susceptibles aux dolines d’effondrement. Ces dernières, sont alignées selon des directions préférentielles qui coïncident généralement avec les directions des accidents tectoniques majeurs dans la région ; alpines vers le sud et hercyniennes vers le nord.

Accès restreint aux membres de l'Université de Lorraine jusqu'au 2017-02-26; Chemical weathering and physical erosion of the continental crust mobilise huge amounts of both solid and dissolved material. As the first sediment generator on the Earth, the Himalayan range releases around 1 Gt/y of sediment into the ocean. The relative influence of the different factors that control the eroded fluxes and the importance of the erosion processes (such as landslides, glaciers, soils) are as yet poorly understood. The same is true of the climatic factors, especially regarding their impact during climatic transition periods. In order to address those questions, this work focuses on comparing the geochemical composition of erosion products to the composition of present river sediment and of sedimentary records in the Ganga Plain. A first budget of the erosion processes was done on a small scale in the Khudi catchment of Higher Himalaya. The total present-day erosion is considerable, at around 3 mm/y and takes place during the monsoon. It is mainly linked to the soils erosion and more importantly to the intense activity of a landsliding area. The development of a new method for the destruction of organic matter enabled the use of silicates hydration as a tracer for soils. Based on this method, a mathematical inversion of the sediment compositions was performed. It highlights that the landslide is responsible for ~80% of the overall physical erosion. The soil erosion is minor and is comparable to the erosion rates measured in the neighbouring catchments. The chemical erosion leads to a dissolved flux of 7.9 kt/y (corresponding to an erosion rate of 0.02mm/y) and seems to come from the bedrock deep weathering. Nevertheless, the dissolved fluxes also appear to be linked with the particles fluxes during the monsoon. This suggests an additional weathering of the sediment during the fluvial transport. A similar approach was used on a larger scale in the Narayani catchment that drains the whole of Central Nepal. Through ADCP-based current measurements combined with deep sediment sampling, a model for sedimentary transport was used to integrate the deep sediment fluxes. The average catchment-scale erosion rate was then corrected to a value of ~1.7 mm/y, close to the long-term erosion rates. A geochemical system that combines the measurement of the [delta]D of silicates and the concentrations of carbonates was found to be a diagnosis tracer for glacial erosion in the northern part of the catchment. The organic matter ratio was used as a tracer for soils. The temporal analysis of sediment fluxes, as well as the sediment composition and granulometry showed that only a small fraction (< 20%) of the sediment comes from glacial and soils erosion. Over the whole Central Nepal, the physical erosion seems also to be dominated by the landslides that are triggered during the monsoon. The large Narayani-Gandak alluvial fan is located at the river mouth and can be used as a record of the recent history of Central Nepal erosion. Three drillings were done in this fan to enable the study of the evolution of Himalayan weathering and erosion during the Late Pleistocene. The sedimentary deposits display a surprising stability in their geochemistry, their sources and their weathering stage for the last ~45 ky. The erosion intensity derived from cosmogenic nuclides is the only feature that seems to have risen during Holocene. However, the very recent evolution of the erosion distribution in the range is characterised by an increase (x3) of the proportion of products coming from the lower, more densely populated areas. This shows that the anthropogenic activities have had a larger impact on the erosion than the last Pleistocene-Holocene transition, especially through the rapid growth of the road network during the last decade.; L’altération chimique et l’érosion physique de la croûte continentale mobilisent de grandes quantités de matière sous formes solide et dissoute. Première productrice de sédiments sur le globe, la chaîne Himalayenne délivre ~1 Gt/a de sédiments aux océans. L'importance des différents facteurs qui contrôlent les flux érodés et celle des processus d’érosion (glaciers, glissements de terrain, sols) sont pourtant encore mal définies. Il en va ainsi des facteurs climatiques, en particulier de leur impact au cours des transitions climatiques. Afin de répondre à ces questions, ce travail s’attache à comparer la composition géochimique des produits de l’érosion à celles des sédiments actuels de rivière et des archives sédimentaires de la plaine du Gange. Un premier bilan des processus d’érosion a été établi petite échelle dans le bassin Haut-Himalayan de la Khudi. L’érosion actuelle conséquente de ce bassin de ~3mm/a se produit lors de la mousson, correspond pour l'essentiel à l’érosion des sols et surtout à l'intense activité d'une zone de glissement de terrain. Grâce au développement d'une nouvelle méthode de destruction de la matière organique, la mesure de l’hydratation des silicates a pu être utilisée comme traceur inédit des sols. Sur cette base, l’inversion des compositions des sédiments de la rivière démontre que l’érosion physique est dominée à ~80% par le glissement de terrain, l’érosion de sols étant mineure et comparable aux taux d’érosion des autres bassins alentours. L’érosion chimique qui conduit à un flux d'éléments dissous de 7.9 kt/a (soit une érosion équivalente de 0.02 mm/a) semble dériver de l’altération profonde du substrat rocheux. Néanmoins les flux d'éléments dissous dessinent également une relation marquée avec les flux particulaires durant la mousson, suggérant une altération additionnelle des sédiments au cours du transport fluvial. Une approche similaire a ensuite été menée à l’échelle plus vaste du bassin de la Narayani drainant l’ensemble du Népal central. Grâce à des mesures de courant par ADCP combinées à l’échantillonnage de sédiments en profondeur, un modèle de transport sédimentaire a été utilisé pour intégrer les flux sédimentaires en profondeur et ainsi réviser le taux d’érosion moyen sur le bassin versant à une valeur de ~1.7 mm/a, proche des taux d'érosion long-terme. Un système géochimique associant la mesure du [delta]D des silicates associée aux concentrations en carbonate s’est révélé un traceur diagnostique de l’érosion glaciaire dans le Nord du bassin, tandis que la teneur en matière organique du sédiment a pu être utilisée comme traceur des sols. L’analyse temporelle des flux de sédiments, de leur composition et du signal granulométrique, a ainsi permis d’établir que seule une faible fraction des sédiments (

International audience; The old landslides of the Semoigne catchment exhibit superficial reactivations, which mechanism is not well-known, in particular the water pathway within the internal body of the landslide. Hydrological approach is based on the identification of the aquifer levels, the cartography of the springs and the spatial characteristics of the water resources derived from serial hydrological measures. Cross-correlation of hydrological and geomorphological data points out the interactions between aquifer and mass movement. The draining of the aquifer essentially occurs in the lower Semoigne valley, where large inherited landslides remain. If cataglacial period account for hydrological excess leading to slope failure, Holocene reactivations are also linked with groundwater supply rather than with infiltration of rain water.; Dans le bassin versant de la Semoigne, les glissements de terrain anciens connaissent des réactivations superficielles, dont le fonctionnement, notamment en ce qui concerne la circulation de l'eau en leur sein, est peu connu. Une approche hydrologique, basée sur l'identification des niveaux aquifères, la cartographie des sources et la spatialisation des ressources en eau à partir de campagnes de mesures sérielles, croisée à une cartographie géomorphologique, permet de préciser les interactions entre aquifères et glissements de terrain. Les résultats montrent que la vidange aquifère s'effectue essentiellement dans la vallée de la Semoigne qui concentre, dans sa partie aval, les volumineux glissements de terrain hérités d'une période cataglaciaire à surplus hydrologique marqué. Les réactivations holocènes sont également corrélées à la vidange aquifère plutôt qu'à l'infiltration directe des précipitations. .

Chemical weathering and physical erosion of the continental crust mobilise huge amounts of both solid and dissolved material. As the first sediment generator on the Earth, the Himalayan range releases around 1 Gt/y of sediment into the ocean. The relative influence of the different factors that control the eroded fluxes and the importance of the erosion processes (such as landslides, glaciers, soils) are as yet poorly understood. The same is true of the climatic factors, especially regarding their impact during climatic transition periods. In order to address those questions, this work focuses on comparing the geochemical composition of erosion products to the composition of present river sediment and of sedimentary records in the Ganga Plain. A first budget of the erosion processes was done on a small scale in the Khudi catchment of Higher Himalaya. The total present-day erosion is considerable, at around 3 mm/y and takes place during the monsoon. It is mainly linked to the soils erosion and more importantly to the intense activity of a landsliding area. The development of a new method for the destruction of organic matter enabled the use of silicates hydration as a tracer for soils. Based on this method, a mathematical inversion of the sediment compositions was performed. It highlights that the landslide is responsible for ~80% of the overall physical erosion. The soil erosion is minor and is comparable to the erosion rates measured in the neighbouring catchments. The chemical erosion leads to a dissolved flux of 7.9 kt/y (corresponding to an erosion rate of 0.02mm/y) and seems to come from the bedrock deep weathering. Nevertheless, the dissolved fluxes also appear to be linked with the particles fluxes during the monsoon. This suggests an additional weathering of the sediment during the fluvial transport. A similar approach was used on a larger scale in the Narayani catchment that drains the whole of Central Nepal. Through ADCP-based current measurements combined with deep sediment sampling, a model for sedimentary transport was used to integrate the deep sediment fluxes. The average catchment-scale erosion rate was then corrected to a value of ~1.7 mm/y, close to the long-term erosion rates. A geochemical system that combines the measurement of the [delta]D of silicates and the concentrations of carbonates was found to be a diagnosis tracer for glacial erosion in the northern part of the catchment. The organic matter ratio was used as a tracer for soils. The temporal analysis of sediment fluxes, as well as the sediment composition and granulometry showed that only a small fraction (< 20%) of the sediment comes from glacial and soils erosion. Over the whole Central Nepal, the physical erosion seems also to be dominated by the landslides that are triggered during the monsoon. The large Narayani-Gandak alluvial fan is located at the river mouth and can be used as a record of the recent history of Central Nepal erosion. Three drillings were done in this fan to enable the study of the evolution of Himalayan weathering and erosion during the Late Pleistocene. The sedimentary deposits display a surprising stability in their geochemistry, their sources and their weathering stage for the last ~45 ky. The erosion intensity derived from cosmogenic nuclides is the only feature that seems to have risen during Holocene. However, the very recent evolution of the erosion distribution in the range is characterised by an increase (x3) of the proportion of products coming from the lower, more densely populated areas. This shows that the anthropogenic activities have had a larger impact on the erosion than the last Pleistocene-Holocene transition, especially through the rapid growth of the road network during the last decade., L’altération chimique et l’érosion physique de la croûte continentale mobilisent de grandes quantités de matière sous formes solide et dissoute. Première productrice de sédiments sur le globe, la chaîne Himalayenne délivre ~1 Gt/a de sédiments aux océans. L'importance des différents facteurs qui contrôlent les flux érodés et celle des processus d’érosion (glaciers, glissements de terrain, sols) sont pourtant encore mal définies. Il en va ainsi des facteurs climatiques, en particulier de leur impact au cours des transitions climatiques. Afin de répondre à ces questions, ce travail s’attache à comparer la composition géochimique des produits de l’érosion à celles des sédiments actuels de rivière et des archives sédimentaires de la plaine du Gange. Un premier bilan des processus d’érosion a été établi petite échelle dans le bassin Haut-Himalayan de la Khudi. L’érosion actuelle conséquente de ce bassin de ~3mm/a se produit lors de la mousson, correspond pour l'essentiel à l’érosion des sols et surtout à l'intense activité d'une zone de glissement de terrain. Grâce au développement d'une nouvelle méthode de destruction de la matière organique, la mesure de l’hydratation des silicates a pu être utilisée comme traceur inédit des sols. Sur cette base, l’inversion des compositions des sédiments de la rivière démontre que l’érosion physique est dominée à ~80% par le glissement de terrain, l’érosion de sols étant mineure et comparable aux taux d’érosion des autres bassins alentours. L’érosion chimique qui conduit à un flux d'éléments dissous de 7.9 kt/a (soit une érosion équivalente de 0.02 mm/a) semble dériver de l’altération profonde du substrat rocheux. Néanmoins les flux d'éléments dissous dessinent également une relation marquée avec les flux particulaires durant la mousson, suggérant une altération additionnelle des sédiments au cours du transport fluvial. Une approche similaire a ensuite été menée à l’échelle plus vaste du bassin de la Narayani drainant l’ensemble du Népal central. Grâce à des mesures de courant par ADCP combinées à l’échantillonnage de sédiments en profondeur, un modèle de transport sédimentaire a été utilisé pour intégrer les flux sédimentaires en profondeur et ainsi réviser le taux d’érosion moyen sur le bassin versant à une valeur de ~1.7 mm/a, proche des taux d'érosion long-terme. Un système géochimique associant la mesure du [delta]D des silicates associée aux concentrations en carbonate s’est révélé un traceur diagnostique de l’érosion glaciaire dans le Nord du bassin, tandis que la teneur en matière organique du sédiment a pu être utilisée comme traceur des sols. L’analyse temporelle des flux de sédiments, de leur composition et du signal granulométrique, a ainsi permis d’établir que seule une faible fraction des sédiments (

Les glissements de terrain sont considérés comme un risque majeur au Brésil, comme en témoigne la catastrophe récente de janvier 2011 dans l’État de Rio de Janeiro, faisant plus de 1500 victimes et causant de nombreux dégâts aux infrastructures urbaines et rurales de la région. En vue d’une meilleure gestion du risque, les décideurs doivent pouvoir disposer de cartes de susceptibilité, leur permettant d’identifier les zones de leur territoire où de nouveaux glissements de terrain auront une plus forte probabilité de se déclencher dans le futur. Cette étude propose de tester une méthode de cartographie prédictive de la susceptibilité aux glissements dans la zone de Nova Friburgo – l’une des plus touchées par la catastrophe de janvier 2011 – en utilisant une approche probabiliste basée sur un modèle d’analyse spatiale bivariée (théorie de l’évidence). Après une procédure de calage et de validation statistique du modèle construit comme une combinaison de facteurs de prédisposition à l’occurrence de glissement de terrain, les résultats ont permis de réaliser une carte de la susceptibilité finale en cinq classes et d’interpréter le poids respectif de chacun des facteurs utilisés comme variables explicatives. Landslides constitute a major natural hazard in Brazil, as recently shown by the disaster of January 2011 in the Rio de Janeira State that caused more than 1,500 deaths and extensive damage to the urban and rural infrastructures of the region. With the aim of improving risk management, stakeholders and policymakers must have access to landslide susceptibility maps, allowing them to identify areas of their territory where new landslides have a higher probability of being triggered in the future. This study proposes to test a method of landslide susceptibility mapping in the Nova Friburgo area - one of the most affected by the disaster of January 2011 - using an indirect approach based on a bivariate probabilistic model (weight of evidence). After a procedure of calibration/validation of the model, the results led to the completion of a final susceptibility map with five classes and also offer the opportunity to interpret the respective weight of predisposing factors used as predictive variables.

Landscape evolution is at the heart of a complex system of interactions between tectonics, climate and erosion. While the influence of climate on erosion rates is still debated, mountainous areas are a priori particularly sensitive to climatic changes. In order to better understand these interactions, it is of fundamental importance to quantify the importance of each erosion process, in addition to their sensitivity to rainfall. Among the erosion processes, landslides represent a major, unpredictable and often catastrophic, phenomenon that can involve considerable volumes of rocks. Many previous works have shown that landslides are the primary agent of hillslope erosion in the unglaciated valleys of the Himalayas. From this point of view, the aim of this work is to better constrain landslide evolution and dynamics in the central Himalayas, and their role in the erosion of this mountain range, on different timescales. The Khudi Khola catchment, in central Nepal, displays a large landsliding zone that has been active for several decades, in a context of intense erosion. This characteristic provides the opportunity to study this landslide in detail, from timescales ranging from an hour to several decades. The Saituti landslide history was reconstructed from analysis of satellite and aerial images. A continuous, but variable, activity of the landslide has been observed for almost a half century. Estimates of sediment volumes produced by the landslide highlight the dominant role this erosive structure plays in the overall catchment erosion over the last few years and possibly for the past few decades. Indeed, the landslide-induced erosion rates are in the same range as the total erosion rates, i.e. around 2.5 mm/y. The daily dynamics of the landslide were also studied, as well as the sediment export to the drainage network. The results highlight a decoupling between the displacements and the sediment production within the landslide, and the export of sediment to the river. The baseflow level primarily controls these displacements, while the export is more dependant on the runoff discharge that follows rainfall peaks. Once the slide is set in motion, it keeps moving during the whole monsoon period. However, only intense rainfall events result in an efficient transport of sediment to the river. The annual flux of suspended load were estimated at the Khudi mouth, these roughly agree with the volumes of landslide material. These results confirm the dominant role of the Saituti landslide in the overall catchment erosion and suggest rapid export of the landslide sediment to the river mouth. On the scale of the entire central Himalayas, landslide activity over the last decade highlights a deficit of landslides, compared to independent estimates of secular denudation rates. Nevertheless, this activity is dominated by major events, in the range of several millions cubic metres, such as the Saituti one. The stochastic nature of landslides influences the variability of sediment fluxes in the river. However, this study also highlights that, in medium-sized catchments (around a few hundred square kilometres) such landslides may strongly influence the median concentration of cosmogenic nuclides in river sands. This concentration seems to be primarily dependant on the date and on the magnitude of the last major slide event. In such environments, secular denudation rates estimated from cosmogenic nuclides need to be interpreted very cautiously. The (possibly) long-lasting activity of a few large landslides can then strongly influence the erosion of the Himalayan valleys. This parameter should be taken into account in studies of short- to mid-tem erosion processes as well as in landscape evolution models generally., L'évolution des paysages est au coeur d'un système complexe d'interactions entre les phénomènes tectoniques, climatiques et érosifs. Si le contrôle principal du climat sur les taux d'érosion est encore sujet à débat, les régions montagneuses restent un milieu particulièrement sensible aux modifications climatiques. Pour mieux appréhender ces liens en milieu montagneux et le contrôle des processus d'érosion, il est nécessaire de comprendre et de quantifier l'importance de chaque phénomène érosif dans l'évolution des paysages. Parmi ceux-ci, les glissements de terrain sont un phénomène brusque, imprévisible et souvent catastrophique pouvant mobiliser des volumes rocheux considérables. De nombreux travaux suggèrent d'ailleurs que les glissements constituent le principal agent de l'érosion des pentes dans les vallées non englacées de l'Himalaya. L'objectif de cette thèse est de mieux appréhender l'évolution et la dynamique des glissements de terrain de l'Himalaya central et leur rôle dans l'érosion de cette chaîne de montagnes, sur une large échelle de temps. Ces travaux ont été menés selon 3 axes principaux imbriqués spatialement et temporellement. Le bassin de la Khudi Khola, au Népal central, présente un large glissement de terrain, actif depuis plusieurs décennies. Cette particularité nous a permis d'étudier en détail ce glissement, dans un contexte d'érosion intense, au jour le jour, à l'échelle d'une mousson et sur plusieurs décennies. L'histoire du glissement de Saituti a été reconstituée grâce à l'analyse d'images satellite et aériennes. Une activité continue, bien que variable, du glissement depuis près d'un demi siècle a pu être observée. L'estimation des volumes de sédiments produits par le glissement a permis de mettre en évidence la place prépondérante de cette structure érosive dans l'érosion totale du bassin au cours des dernières années, voire des dernières décennies. La dynamique quotidienne des mouvements au sein du glissement associée à l'export des sédiments par le réseau de drainage ont également été observés. Il apparaît un découplage entre les mouvements de terrain, donc la production de sédiments, qui sont contrôlés par le niveau de nappe, et l'export du matériel par la rivière, dépendant du débit de surface. Une fois initiés, les mouvements se poursuivent durant toute la période de mousson, mais seuls les épisodes pluvieux importants permettent un transport efficace du matériel produit à la rivière. Les flux annuels de matière en suspension dans la rivière ont également pu être estimés et s'accordent au premier ordre avec les volumes créés par le glissement. Ces résultats suggèrent également le rôle principal du glissement de Saituti dans l'érosion de la vallée. A l'échelle de l'Himalaya central, l'activité des glissements au cours de la dernière décennie témoigne d'une domination de l'érosion par des événements majeurs, de l'ordre de plusieurs millions de mètres cubes, similaires à celui de Saituti. Cette étude montre qu'à moyen terme, de tels glissements peuvent influencer très fortement les concentrations en isotopes cosmogéniques des sables de rivières dans les bassins versants de taille intermédiaire (quelques centaines de km2). La concentration de ces sables apparaît principalement dépendante de la date et de l'amplitude du dernier événement majeur de glissement. Dans ces environnements, les taux de dénudation déterminés par l'utilisation des isotopes cosmogéniques doivent être interprétés avec beaucoup de précaution. Ainsi, l'activité, possiblement continue, de quelques glissements de terrain peut exercer une influence majeure sur l'érosion des vallées de l'Himalaya central. Ce facteur doit être pris en compte dans l'analyse des processus érosifs ainsi que dans les modèles d'évolution des paysages, à court et moyen terme

This PhD dissertation focuses on the seismic signatures of the role of fluids in the deformation mechanisms of fractured rocks in the upper crust, mainly faults and landslides. While it is generally admitted that fluids are a triggering mechanism for rupture in the cases of episodic and major climate forcing events on shallow landslides, their role in the destabilization of large volumes of rocks, associated to weak forcing, is less understood. Thus, it is primordial to acquire new synchronous data of fluid pressure/flow, deformation and induced seismicity in the field, under controlled conditions of the hydraulic loading, in order to better understand the relationship between seismic and hydromechanical processes involved in the nucleation of rock ruptures, in part associated to the reactivation of existing fractures. Motivated by the need for new observations, this PhD thesis concerns the interpretation of the induced seismicity within unsaturated zones of deep rocky slopes, during original and controlled hydraulic stimulation experiments (0.3 to 3.5 MPa and from 10 to 3000 seconds) of small areas of decameter size. These experiments consisted in triggering rock deformations which lead to the activation of rock sliding along pre-existing fractures where deformation/pressure measurements and seismic sensors were distributed. These experiments were carried out in the Low Noise Underground Laboratory (France), which allows the access to fault zones within a rocky slope (at 250 m depth) and enables accurate geophysical measurements in conditions of very low environmental noise.; Cette thèse s’intéresse à la signature sismique du rôle des fluides dans les mécanismes de déformation des roches fracturées de la croûte supérieure, et plus précisément les failles et les glissements de terrain. S’il est admis que les fluides sont un facteur déclenchant de la rupture dans le cas d’épisodes de forçages climatiques importants ou de glissements très superficiels, leur rôle dans la déstabilisation des grands volumes associée à des forçages faibles est beaucoup moins bien compris. Ainsi, il apparaît nécessaire d’acquérir de nouvelles données synchrones des pressions/débits de fluides, de la déformation et de la sismicité sur le terrain dans des conditions de chargement hydraulique contrôlées pour progresser dans la compréhension des liens entre processus hydromécaniques et sismiques participant à la nucléation de la rupture des roches en partie associée à la réactivation de fractures existantes. Motivé par ce besoin de nouvelles observations, ce travail de thèse concerne l’interprétation de la sismicité produite lors d’expériences originales de stimulation hydraulique (0.3 à 3.5 MPa et 10 à 3000 secondes) de petites zones de faille ou de fractures de taille décamétrique, situées en zones non saturées profonde de versants rocheux. Ces expériences consistaient à produire des déformations menant à l’activation du glissement le long des fractures préexistantes. Le protocole expérimental combine des mesures de déformations/pressions distribuées dans les structures géologiques à des capteurs sismologiques proches (échelle métrique à décamétrique) des zones sources.

Des prélèvements d’eau souterraine et de surface ont été réalisés sur 2 versants marneux ins-tables des alpes du sud afin de préciser l’origine des eaux par les moyens de la géochimie. Sur le grand glis-sement de Super-Sauze, une série d’éléments convergents montre l’intervention dans la recharge de la napped’une eau additionnelle profonde révélant ainsi une interaction complexe entre le système hydrogéologiquelocal et superficiel et un système profond régional. Sur le site de Draix, la chimie de l’eau indique quel’alimentation des petites nappes de versant est exclusivement locale. Cependant, une anomalie en sodium,détectée dans les eaux superficielles, pourrait indiquer, comme à Super-Sauze, une origine profonde de l’eauà l’échelle du bassin. Ces résultats montrent les fortes contraintes imposées aux réservoirs hydrogéologiquespar les pentes, la diversité des formations géologiques et la tectonique dans les secteurs de montagne où sedéveloppent ces glissements. En conséquence, les sources d’eau peuvent être diverses et les processusd’écoulement variés. L’investigation hydrochimique spatio-temporelle se révèle un outil complémentaireefficace pour préciser le schéma conceptuel de ces hydrosystèmes complexes.