Méthodes géo-électriques appliquées à l'hydrogéologie - capacités et limites pour la caractérisation des aquifères de glissements de terrain et de bassins versants de montagne

Geo-electrical methods for hydrogeological studies – capabilities and limits for the analysis of deep-seated landslides and mountainous watersheds

• Auteur / Autrice : Myriam Lajaunie
• Direction : Jean-Philippe Malet, Pascal Sailhac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance le 30/06/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique du globe (Strasbourg ; 1997-2020) - École et observatoire des sciences de la Terre (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Guy Marquis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Bertrand, Adrian Flores-Orozco
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Roger Guérin, Stéphane Garambois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glissements de terrain

Géophysique

Mots clés libres

Imagerie géophysique

Hydrogéophysique

Tomographie de résistivité électrique

Audiomagnétotellurie à source controllée

Polarisation provoquée

Caractérisation 3D

Glissements de terrain

Geophysical imaging

Hydrogeophysics

Electrical resistivity tomography

Controlled-source audiofrequency magnetotellurics

Induced polarization

3D characterization

Landslides

Résumé

Cette thèse analyse la contribution de méthodes géoélectriques pour la caractérisation hydrogéologique de glissements de terrain profonds et de bassins versants de montagne. Ces applications nécessitent des études à l’échelle du versant jusqu’à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Des sondages audiomagnétotelluriques à source contrôlée (CSAMT) ont permis de caractériser la structure profonde (profil d’altération) du bassin versant granitique du Strengbach. Une tomographie 3D de résistivité électrique du versant instable de Séchilienne a amélioré la localisation la roche endommagée et la compréhension de son fonctionnement hydrogéologique. Un suivi du signal CSAMT et de polarisation induite a été réalisé sur le glissement de terrain de Lodève, où les pluies cévenoles déstabilisent des unités argileuses et évaporitiques. La sensibilité, la résolution et la dimensionnalité des mesures sont systématiquement discutées. La modélisation de données CSAMT a été explorée car des hypothèses fortes limitent l'applicabilité de la méthode. Des informations complémentaires ont guidé les interprétations géoélectriques.

This thesis aims at studying the contribution of geoelectric methods for constraining hydro-geological models of deep-seated landslides and mountainous watersheds. Such applications require slope-scale studies up to few hundreds of meters depth in heterogeneous and fractured media. 1D Controlled Source Audiomagnetotellurics (CSAMT) helped characterizing the deep structure of the Strengbach granitic catchment (weathering profile). 3D electrical resistivity tomography helped locating the damaged hard-rock and aquifers of the micashistic Séchilienne landslide, validating hypothesis on its hydrogeological functioning. Time-lapse CSAMT and induced polarization experiments were conducted at the Lodève landslide where intense meteorological events cause loss of cohesion in clay and evaporite units. The sensitivity of measurements and the pertinence of 1D, 2D and 3D imagery are systematically discussed as the methodology was developed accordingly. The modeling of CSAMT data was explored as strong hypotheses limit the applicability of the method. Complementary information was systematically integrated to the geoelectrical interpretation.