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The main approaches to the modelling of geological structures are mainly geometrical, static and deterministic. In other terms, their geometry and connections are determined by applying criteria based on the compatibility with available data in their current state. The evolution of the geological structures is only integrated indirectly by the modeller and the kinematical and mechanical compatibility of the produced models remain difficult to assess. This thesis explores different methods which aim at better including the evolution of geological structures in the modelling process. Three complementary approaches are developed. First, a kinematical fault operator based on a 3D curvilinear fault frame is presented. It aims at progressively deforming the structures surrounding faults. The second approach is based on a pseudo-mechanical deformation tool inspired form computer graphics, based on rigid elements. It is used to interactively editing the structures and approximately simulate their deformation history. The last proposal is to compute the paleo-geographical coordinates from the restoration of geological structures. This way, the heterogeneities are characterised based on paleo-geographic distances which are compatible with the structural, kinematical and mechanical hypotheses specified when building the geological model. These different contributions open numerous perspectives to better take into account the evolution of the geological structures when modelling the subsurface and its heterogeneities. They help us to increase the compatibility of geomodels and simplify the parameterization of geological deformation to facilitate the characterisation of geological structures by inverse approaches; La modélisation des structures géologiques est une étape cruciale de la construction de géomodèles. Elles conditionnent la répartition spatiale des propriétés du sous-sol et la connexion des différents volumes rocheux qui le constituent. Cependant, les données disponibles s'avèrent incomplètes et incertaines. A cela s'ajoute une incertitude sur les phénomènes géologiques ayant conduit à la formation des structures modélisées. De multiples interprétations sont donc généralement possibles. Les méthodes classiques de modélisation des structures reposent principalement sur une approche géométrique, statique et déterministe. En d'autres termes, l'approche consiste à déterminer la meilleure représentation possible des structures en se fondant sur des critères qui portent principalement sur la géométrie actuelle des structures, comme la minimisation de leur courbure, et sur leur compatibilité avec les données dans leur état actuel. L'histoire tectonique des structures n'est prise en compte que de manière indirecte par le modélisateur et la compatibilité cinématique et mécanique du modèle structural reste complexe à évaluer. Cette thèse explore différentes méthodes de modélisations permettant de mieux prendre en compte l'histoire tectonique des structures. Trois approches complémentaires sont développées. La première propose un opérateur cinématique représentant les déplacements associés aux failles. Il tire son originalité du système de coordonnées curvilinéaires utilisé pour décrire l'espace de la faille et de l'intégration progressive des déplacements permettant de contrôler leur évolution. La seconde approche propose un outil de déformation pseudo-mécanique permettant l'édition interactive des modèles structuraux et la simulation approchée de l'histoire tectonique qui leur est associée. Il repose sur un algorithme de déformation original, basé sur des éléments rigides, issu du domaine de l'infographie. Enfin, une troisième approche permet de répercuter l'historique de déformation sur le système de coordonnées utilisé pour la simulation des propriétés du sous-sol. Nous montrons comment ce système peut être construit grâce à la restauration des structures. Cette approche permet de modéliser les propriétés du sous-sol en s'appuyant sur des paléodistances compatibles avec l'ensemble des hypothèses structurales, cinématiques et mécaniques établies lors de la construction de l'histoire tectonique du géomodèle. Ces différentes approches ouvrent des portes prometteuses dans la prise en compte des aspects historiques, cinématiques et mécanique dans la modélisation des structures et des propriétés du sous-sol. Elles s'attachent à accroître la compatibilité des géomodèles et à simplifier la paramétrisation des déformations géologiques afin de faciliter la résolution de problèmes structuraux par des approches inverses

The main approaches to the modelling of geological structures are mainly geometrical, static anddeterministic. In other terms, their geometry and connections are determined by applying criteria based on the compatibility with available data in their current state. The evolution of the geological structures is only integrated indirectly by the modeller and the kinematical and mechanical compatibility of the produced models remain difficult to assess.This thesis explores different methods which aim at better including the evolution of geological structures in themodelling process. Three complementary approaches are developed. First, a kinematical fault operator based on a3D curvilinear fault frame is presented. It aims at progressively deforming the structures surrounding faults. Thesecond approach is based on a pseudo-mechanical deformation tool inspired form computer graphics, based on rigidelements. It is used to interactively editing the structures and approximately simulate their deformation history. Thelast proposal is to compute the paleo-geographical coordinates from the restoration of geological structures. This way,the heterogeneities are characterised based on paleo-geographic distances which are compatible with the structural,kinematical and mechanical hypotheses specified when building the geological model.These different contributions open numerous perspectives to better take into account the evolution of the geological structures when modelling the subsurface and its heterogeneities. They help us to increase the compatibility ofgeomodels and simplify the parameterization of geological deformation to facilitate the characterisation of geologicalstructures by inverse approaches.; La modélisation des structures géologiques est une étape cruciale de la construction de geomodèles. Elles conditionnent la répartition spatiale des propriétés du sous-sol et la connexion des différents volumes rocheux qui le constituent. Cependant, les données disponibles s'avèrent incomplètes et incertaines. À cela s'ajoute une incertitude sur les phénomènes géologiques ayant conduit à la formation des structures modélisées. De multiples interprétations des données sont donc généralement possibles. Les méthodes classiques de modélisation des structures reposent principalement sur une approche géométrique, statique et déterministe. En d'autres termes, l'approche consiste à déterminer la meilleure représentation possible des structures en se fondant sur des critères qui portent principalement sur la géométrie actuelle des structures, comme la minimisation de leur courbure, et sur leur compatibilité avec les données dans leur état actuel. L'histoire tectonique des structures n'est prise en compte que de manière indirecte par le modélisateur et la compatibilité cinématique et mécanique du modèle structural reste complexe à évaluer.Cette thèse explore différentes méthodes de modélisations permettant de mieux prendre en compte l'histoire tectonique des structures. Trois approches complémentaires sont développées. La première propose un opérateur cinématique représentant les déplacements associés aux failles. Il tire son originalité du système de coordonnées curvilinéaires utilisé pour décrire l'espace de la faille et de l'intégration progressive des déplacements permettant de contrôler leur évolution. La seconde approche propose un outil de déformation pseudo-mécanique permettant l'édition interactive des modèles structuraux et la simulation approchée de l'histoire tectonique qui leur est associée. Il repose sur un algorithme de déformation original, basé sur des éléments rigides, issu du domaine de l'infographie. Enfin, une troisième approche permet de répercuter l'historique de déformation sur le système de coordonnées utilisé pour la simulation des propriétés du sous-sol. Nous montrons comment ce système peut être construit grâce à la restauration des structures. Cette approche permet de modéliser les propriétés du sous-sol en s'appuyant sur des paleodistances compatibles avec l'ensemble des hypothèses structurales, cinématiques et mécaniques établies lors de la construction de l'histoire tectonique du geomodèle.Ces différentes approches ouvrent des portes prometteuses dans la prise en compte des aspects historiques, cinématiques et mécaniques dans la modélisation des structures et des propriétés du sous-sol. Elles s'attachent à accroitre la compatibilité des geomodèles et à simplifier la paramétrisation des déformations géologiques.

The bay of Seine is a large shallow marine depression of about 5 000 km², located between the central English Channel to the North, the Cotentin peninsula to the West, and the Paris basin to the South and the East. VHR seismic and surface rock coring data acquired between 2007 and 2009 for the present study allowed revising the geological map of the bay of Seine, drawing the relationships between the rocky substrate and the periglacial plio-quaternary Seine river, and finally proposing for the latter a new depositional and evolution model. The substratum of the bay of Seine features various stratigraphic formations and geological structures similar to the one described inland in the Seine watershed. In terms of main structure two areas are distinguished: a monoclinal structure throughout the bay, and a syncline structure in the northern border, both affected by faults. Some new features have been pointed out during the substrate study, including the recognition of major stratigraphic surfaces, well known onshore but that were not identified until now offshore, the existence of tertiary gravitational sliding blocks in the syncline area. A drowned plio-quaternary palaeo-valley network is incised in this bedrock substratum. The plio-quaternary climatic cycles and the nature of the substratum (lithology, paleo-relief, slope, structural faults and folds) play a major role in the evolution of the fluvial system of the palaeo-Seine. This evolution was studied through the description of the strath and nested fill terraces observed on VHR seismic profiles. The palaeo-Seine shows three main strath terraces (the "ancient" Seine, of earlymiddle Pleistocene age , the Saalian Seine, and the Weichselian Seine). The Pleistocene terraces in the palaeo- Seine allow to distinguish at least one significant episode of uplift. This middle Pleistocene uplift, occuring between the end of Saalian and the beginning of Weichselien, was estimated between 0.07 and 0.1 mm/year, and appears in the continuity of the general uplift observed in Northern Europe since the Neogene, associated to compressive displacements related to the convergence of Africa and Eurasia., La baie de Seine forme aujourd'hui une vaste dépression marine d'environ 5 000 km 2 , située entre la Manche centrale au Nord, le Cotentin à l'Ouest et le Bassin parisien au Sud et à l'Est. Les nouvelles données sismiques THR (2007-2009) couplées aux données de dragages (2009) acquises en baie de Seine pour la thèse, ont permis de réviser la carte géologique du substratum de la Baie de Seine, d'établir les liens entre ce substratum et la Seine périglaciaire plio-quaternaire et de proposer pour cette dernière un nouveau modèle de dépôt et d'évolution. Le substratum géologique de la baie de Seine présente des formations stratigraphiques et des structures géologiques variées, similaires à celles décrites dans le bassin versant de la baie de Seine. Ce substratum consiste en une structure monoclinale dans l'ensemble de la baie et une structure synclinale au Nord de la baie, toutes deux affectées par des failles. Plusieurs faits nouveaux ont pu être mis en évidence au cours de l'étude du substratum, notamment la reconnaissance de surfaces stratigraphiques majeures connues à terre mais non identifiées jusqu'à présent en baie de Seine, l'existence dans la zone du synclinal de glissements gravitaires tertiaires. Un réseau de paléovallées submergé plio-quaternaire est incisé dans le substratum. Les cycles " glaciaire-interglaciaire " plio-quaternaires et la nature du substratum (lithologie, cuesta, pente, failles, déformations) jouent un rôle majeur dans l'évolution du système fluviatile de la paléoSeine. Cette évolution a été étudiée au travers de la description des terrasses étagées et des nappes emboîtées identifiées en sismique. La paléoSeine montre ainsi l'étagement de trois terrasses alluviales (la Seine ancienne du début du Pléistocène moyen ; la Seine saalienne ; la Seine weichsélienne). Cette reconnaissance des terrasses pléistocènes de la paléoSeine permet de distinguer au moins un épisode important de surrection. Cette surrection, datée du Pléistocène moyen au début du Weichsélien, est estimée à environ 0,07 à 0,1 mm/an, et s'inscrit dans le prolongement du soulèvement connu en Europe du Nord depuis le Néogène avec des mouvements compressifs liés à la convergence Afrique-Eurasie.

The French territory is rich in thermal waters and this patrimony must be protected. The thermal circuit is a geological structure wherein water, as it percolates, will obtain its high temperature and its mineral content. A pattern of this functioning is proposed, including a meteoric recharge area, a large column of percolation and a vertical groundwater drain allowing a fast ascension of the thermal water. A deep path of groundwater (thousands meters), a hydraulic continuity with a strong difference in level between the recharge and discharge areas, a confined aquifer are the necessary conditions to obtain a thermal circuit. Some examples of French geological structures are reviewed, on one side the crystalline field (Pyrenean axial chain and French Massif Central) and on another side the sedimentary field (the border of great sedimentary basins and the strongly folded and faulted regions of the north Pyrenean zone and Prealpes. The quantitative protection of the resource consists in preserving the groundwater flow. Indeed, important tunnels, mining and geothermal drilling could divert the thermal water ; hydraulic works and deforestation could remove or disturb the recharge. The qualitative protection applies in priority in the springs areas where the thermal water is mixing with shallow waters. In order to avoid the pollution, the delimitation of a sanitary perimeter is the regular solution. It is also possible to drill a borehole to intercept the thermal drain before it divides near the surface. The distant qualitative protection of the infiltration area doesn 't concern the thermal circuit because of its deep flow path of several thousands years., La France est riche en sources thermales et ce patrimoine doit être protégé. Le circuit thermal est une structure géologique traversée par un flux d'eau qui y acquiert sa température élevée et sa minéralisation. On peut décomposer ce parcours en trois grandes étapes, une aire d'alimentation avec infiltration d'eau de pluie, une colonne de percolation vaste en volume et à circulation très lente et un axe drainant qui permet à l 'eau de remonter rapidement en conservant pour l 'essentiel ses caractéristiques. Les conditions à remplir sont un passage en profondeur (des milliers de mètres), une continuité hydraulique avec un fort dénivelé entre aire de recharge et aire d'émergences et une étanchéité du circuit. Quelques exemples français illustrant ces conditions sont présentés en distinguant le domaine cristallin (chaîne axiale pyrénéenne et Massif Central français) et le domaine sédimentaire (bordure des grands bassins sédimentaires et régions fortement plissées de l 'avant-pays alpin et pyrénéen). La protection quantitative de la ressource veille à ce que des ouvrages, tunnels, mines ou forages géothermiques ne détournent le flux souterrain ou à ce que des travaux, aménagements hydrauliques ou déforestation ne viennent perturber les écoulements dans la zone d'infiltration. La protection qualitative s 'exerce en priorité dans la zone d'émergences où se produisent les mélanges de l 'eau thermale avec les eaux superficielles. Pour éviter la pollution, la mise en place d'un périmètre sanitaire est la solution réglementaire. On a aussi souvent recours à un forage interceptant le drain thermal avant ses divergences. La source thermale est peu concernée par la protection éloignée de son impluvium à cause de son temps de transit particulièrement long (des milliers d'années)., Blavoux Bernard. Les structures à l'origine du patrimoine thermal français et leur fonctionnement. Indications pour la protection de la ressource. In: Collection EDYTEM. Cahiers de géographie, numéro 9, 2009. L’hydrothermalisme en domaine continental. Fonctionnement, ressource et patrimoine. pp. 11-20.

Not available, La région d'Ain m'lila, située dans l'est algérien, fait partie des zones externes de la chaine alpine d'Algérie orientale. L'analyse stratigraphique, reposant sur de nombreuses datations, a permis de mettre en évidence une importante coupure entre le crétacé inferieur calcaro-dolomitique et le crétacé supérieur marneux. Contrairement aux conceptions antérieures, cette coupure, caractérisée par des phénomènes de dissolution, est d'origine sédimentaire. Sur le plan tectonique, la région des monts d'Ain m'lila est constituée de trois zones: une zone orientale, caractérisée par des plis amples et une intense fracturation; une zone occidentale, caractérisée par des plis plus serrés et localement déversés vers le sud; une zone médiane, caractérisée par de nombreuses failles en décrochement dextres et une virgation n 140 e des axes de plis aux abords de ces accidents. L'analyse stratigraphique et tectonique a permis de constater que la région est constituée par une série unique représentant l'autochtone néritique constantinois. Une tectonique polyphasée est responsable de la structuration de la région: une phase en raccourcissement nw-se et une phase en raccourcissement n-s

Not available, La région d'Ain m'lila, située dans l'est algérien, fait partie des zones externes de la chaine alpine d'Algérie orientale. L'analyse stratigraphique, reposant sur de nombreuses datations, a permis de mettre en évidence une importante coupure entre le crétacé inferieur calcaro-dolomitique et le crétacé supérieur marneux. Contrairement aux conceptions antérieures, cette coupure, caractérisée par des phénomènes de dissolution, est d'origine sédimentaire. Sur le plan tectonique, la région des monts d'Ain m'lila est constituée de trois zones: une zone orientale, caractérisée par des plis amples et une intense fracturation; une zone occidentale, caractérisée par des plis plus serrés et localement déversés vers le sud; une zone médiane, caractérisée par de nombreuses failles en décrochement dextres et une virgation n 140 e des axes de plis aux abords de ces accidents. L'analyse stratigraphique et tectonique a permis de constater que la région est constituée par une série unique représentant l'autochtone néritique constantinois. Une tectonique polyphasée est responsable de la structuration de la région: une phase en raccourcissement nw-se et une phase en raccourcissement n-s