Éditeur(s) : Edp Sciences S A
Résumé : This paper provides an overview of the progress Ifremer has made recently in fisheries acoustics and the study of small pelagic fish by: i) pushing observation frontiers using a range of platforms including an autonomous underwater vehicle, AUV, ii) developing measuring instruments and methods and iii) studying fish distributions. Presently, information from several frequencies of single-beam echosounders is routinely collected together with data from the ME70 multibeam echosounder. For onboard data acquisition control the HERMES software was developed. The new MOVIES 3D software includes modules for simultaneous realistic 3D visualisation and post-processing such as bottom detection, school extraction and calculation of descriptors and integration of all acoustic data. Several data analysis methods are being developed and some initial results are presented. Finally, results on the spatial distribution of small pelagic fish schools in the Bay of Biscay illustrate the role that acoustics can play, and are already playing, in the implementation of an ecosystem approach to fisheries.
Cet article présente une vue d’ensemble des avancées récentes de l’Ifremer en acoustique halieutique et une étude des petits poissons pélagiques tenant compte : i) de l’extension des limites de l’observation, en utilisant une gamme diverse de plates-formes dont un engin sous-marin autonome (AUV), ii) des développements méthodologiques et d’instruments de mesures, iii) de l’étude de la répartition des poissons. Désormais, les données de plusieurs fréquences des sondeurs mono-faisceaux sont collectées en routine en parallèle à celles du sondeur multifaisceau ME70. Le logiciel HERMES a été développé pour le contrôle de l’acquisition des données à bord. Le nouveau logiciel MOVIES 3D comprend des modules de visualisation réaliste en 3D et de post-traitement (dont la détection du fond, l’extraction de bancs et le calcul de leurs descripteurs ainsi que l’intégration de toutes les données acoustiques). Plusieurs méthodes d’analyse de données sont en cours de développement et quelques premiers résultats sont présentés. Enfin, les résultats relatifs à la répartition spatiale des bancs de petits poissons pélagiques dans le golfe de Gascogne illustrent le rôle actuel et potentiel de l’acoustique dans la mise en place d’une approche écosystémique des pêches.
Aquatic Living Resources (0990-7440) (Edp Sciences S A), 2009-10 , Vol. 22 , N. 4 , P. 433-445

Droits : EDP Sciences, IFREMER, IRD 2009
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11165/7517.pdf
DOI:10.1051/alr/2009027
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11165/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The present study addresses the question of increasing need in water supply. One line of research consists in investigating karst aquifers that represent significant water supplies for the areas around the Mediterranean. This work aims at developing a methodology of predictive evaluation of karst distribution and karst thickness within the carbonate massifs. It is based on the study of the Tethysian carbonate platform from the area of Montpellier, South of France. This area underwent a polyphased, complex, tectonic evolution, involving successive karst forming events. The approach is based on the relationships between eustacy and geodynamics, on one hand, and base-level variation recorded within palaeokarsts, on the other hand. Sedimentary fill of palaeokarsts allows to identify distinct karstification phases and sometimes to date them. It is a marker of base-level variations, which we attempt to quantify, that is responsible for karst formation and karst filling and sealing. For three palaeokarsts of regional extent, we analyze : karst sedimentary-fill, the distribution along upstream-downstream profile, the vertical extension of palaeokarsts, indicative of the base-level lowering. - The " Bauxite palaeokarst " results from the two-stage evolution of the " Isthme Durancien " : i) Bauxitic weathering of the Neocomian cover over the southern Massif Central , related to an inversion during Barremian ; ii) ≥1600 m uplift and exhumation during Aptian-Albian, inducing erosion of alterites, upstream, and deposition of detrital bauxites, downstream. - The " Early Paleocene palaeokarsts with marine sedimentary-fill " indicate base level variations of more than 350m in the upstream area. It is suggested here that such base-level variations, exceeding eustacy and recorded in tabular undeformed series, result from desiccation-flooding events in an endoreic silled basin. - The " Miocene palaeokarst with Cevennes-sourced sediment-fill " records a Serravalian-Tortonian base-level drop, depicted by canyon incision in the hinterland of the Gulf of Lion Margin. Uplift values of ≥ 400m upstream, about 250m in an intermediate area and 10's of m downstream, are measured. The present 3D geometry and distribution of carbonate massifs (exposed and covered) are modeled in the study area, from the Cevennes to the Mediterranean. The 3D geological model integrates seismic reflection, borehole and gravimetric data. Tectonic restoration of a N-S section, extracted from the 3D model, allows to reconstruct paleo-base-levels with respect with the carbonate massifs, at different stages of deformation and successive phases of karstification. The 3D paleo-flows through carbonates across the study area, are thus constrained, especially during the Messinian desiccation stage. Application of the results to hydrogeology leads to the following : - Uplift of upstream hinterland (Cretaceous, Miocene) produces large amplitude karsts, but they do not make significant reservoirs. - Karstification responsible for the development of important and deep karst reservoirs is related to desiccation of endoreic basins (early Paleocene and Messinian). - Theses two events have produced two main deep karst reservoirs, with a gravimetric signature : (1) Upstream of Montpellier Thrust, between Pic St Loup, Les Matelles Fault and Hérault Basin, a deep karsts developed over 900m thickness in the Malm limestone, during Paleocene. (2) Downstream (south) of Montpellier Thrust, the coastal karsts extend offshore over more than 10km, they are sealed by a thick Miocene to Quaternary cover, and they result from the Messinian event.
Cette étude s'inscrit dans un contexte de demande croissante en ressources en eau, conduisant à mieux contraindre et estimer la distribution des aquifères karstifiés qui représentent une ressource importante, notamment sur le pourtour méditerranéen. Le but de ce travail est d'élaborer une méthode prédictive de la distribution de la karstification et de l'épaisseur de massifs carbonatés karstifiés, notamment pour les karsts profonds. La méthodologie est développée à partir de l'étude des karsts de la plateforme carbonatée téthysienne du Languedoc montpelliérain; région qui a subi une histoire tectonique complexe et polyphasée, entrainant des phases de karstification successives. Elle est basée sur la compréhension des relations entre eustatisme, géodynamique et niveau de base, enregistrées par les paléokarsts de la région. Le remplissage sédimentaire des paléokarsts permet d'identifier les épisodes de karstification et de les dater ; c'est un marqueur des variations -que l'on cherche à quantifier- du niveau de base local responsable de la formation et du comblement des karsts. On analyse 3 paléokarsts d'extension régionale dont on peut étudier : le remplissage karstique, la distribution le long de profils amont-aval et l'extension verticale indicatrice de l'amplitude de l'abaissement du niveau de base dont il est issu. On en déduit les causes géodynamiques à l'origine de leur formation: - Le " paléokarst des bauxites " à remplissage caractéristique, résulte de l'évolution en 2 phases de " l'Isthme Durancien " : altération bauxitique de la couverture néocomienne sur le sud du Massif Central, liée à une inversion au Barrémien, suivi d'une surrection ≥ 1600m à l'Aptien-Albien, causant l'érosion des altérites en amont et le dépôt des bauxites détritiques en aval. - Le " paléokarst à remplissage marin paléocène inférieur " indique des variations du niveau de base local ≥350m dans la zone amont sud-cévenole. On propose que ces variations de niveau de base d'amplitude très supérieures aux variations eustatiques et dans une zone faiblement déformée, résultent d'assèchements et d'ennoiements d'un bassin endoréique à seuil. - Le " paléokarst à remplissage détritique d'origine cévenole ", enregistre la chute du niveau de base au Serravalien-Tortonien, qui se traduit par l'incision de canyons dans l'arrière-pays de la marge du Golfe du Lion. On détermine une surrection de plus de 400 mètres à l'amont, près de 250m dans les blocs faillés intermédiaires et quelques dizaines de mètres dans la zone avale. En parallèle, on établit la géométrie et la distribution actuelles des massifs carbonatés dans la zone d'étude (y compris sous couverture), en construisant un modèle géologique 3D, des Cévennes à la Méditerranée. On intègre les données de sismique réflexion, de forages et les données gravimétriques. La restauration tectonique séquentielle d'une coupe Nord-Sud extraite du modèle géologique permet d'appréhender la position des paléo-niveaux de base par rapport aux massifs carbonatés, pour chaque époque de karstification. On déduit l'organisation 3D des paléo-écoulements à travers la géométrie complexe des massifs carbonatés languedociens, notamment pendant l'évènement messinien. En terme d'évaluation de la ressource en eau, on déduit que: - Les surrections de l'arrière-pays (Crétacé " moyen ", Miocène) produisent des karsts de grande amplitude, mais ne constituent pas de réservoirs significatifs. - La karstification à l'origine de réservoirs exploitables importants et profonds est créée par l'assèchement de bassins endoréiques, qui ont affecté la région au Paléocène inférieur et au Messinien . - Ces deux évènements sont à l'origine de deux principaux réservoirs karstiques profonds qui ont une signature gravimétrique : (1) En amont du chevauchement de Montpellier, entre le Pic Saint Loup, la faille des Matelles et le bassin de l'Hérault, le karst profond se développe sur une épaisseur atteignant 900m, et est attribuée à l'événement du Paléocène. (2) Au Sud du chevauchement de Montpellier les karsts côtiers s'étendent jusqu'à plus de 10 km au large, scellés par une épaisse couverture Miocène et Plio-Quaternaire, et résultent de l'événement Messinien.
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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Superposed to ductile syn-metamorphic deformations, post-foliation deformations affect metamorphic units during their exhumation. Understanding the role of such deformations in the structuration of metamorphic units is key for understanding the tectonic evolution of convergence zones. We characterize post-foliations deformations using 3D modelling which is a first-order tool to describe complex geological structures, but a challenging task where based only on surface data. We propose a modelling procedure that combines fast draft models (interpolation of orientation data), with more complex ones where the structural context is better understood (implicit modelling), allowing us to build a 3D geometrical model of Syros Island blueschists (Cyclades), based on field data. With our approach, the 3D model is able to capture the complex present-day geometry of the island, mainly controlled by the su-perposition of three types of post-metamorphic deformations affecting the original metamorphic pile: i) a top-to-South ramp-flat extensional system that dominates the overall island structure, ii) large-scale folding of the metamorphic units associated with ramp-flat extensional system, and iii) steeply-dipping normal faults trending dominantly NNW-SSE and EW. The 3D surfaces produced by this method match outcrop data, are geologically consistent, and provide reasonable estimates of geological structures in poorly constrained areas.
ISSN: 0191-8141

insu-01188400
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DOI : 10.1016/j.jsg.2015.07.002

Éditeur(s) : HAL CCSD Seismological Society of America
Résumé : International audience
We present an improvement of the maximum intersection (MAXI) method in which absolute earthquake location is defined by the maximum intersection number of hyperbolic equal differential time (EDT) volumes (one EDT volume being described as all grid nodes satisfying the arrival‐time differences between two stations, ± a tolerance value known as TERR). This 3D technique is well adapted to a strongly heterogeneous environment, avoids the depth versus origin‐time trade‐off (even using P arrivals alone), and objectively filters possible erroneous arrival times. Improvements consist of introducing an iterative multiscale approach on the TERR parameter and conducting a hierarchy of grid discretization to refine the preliminary solution (multigrid algorithm). The outlier cleaning process is strengthened by conducting statistical analyses based on the number of EDT volume intersections per station, rather than on travel‐time residues. Processing two series of synthetic arrival times computed in the 3D seismological configuration of the southernmost Ryukyu subduction zone, offshore Taiwan, allows us to (1) confirm MAXI robustness, even when arrival times are highly disturbed or azimuthal coverage largely reduced, and (2) show that MAXI, by limiting trade‐offs between origin time and depth and between epicentral position and depth, is less affected by a wrong velocity model than a technique that minimizes travel‐time residues. To conclude, we apply the MAXI method to locate earthquakes recorded by the combined Central Weather Bureau of Taiwan (CWB) and the Japanese Meteorological Agency (JMA) networks (1991-2008) within a georealistic a priori 3D P‐velocity model. Hypocenter determinations are selected based on MAXI confidence factors, and earthquake clustering along well‐known tectonic features witnesses hypocenter determination accuracy.
ISSN: 0037-1106

hal-00725227
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00725227
DOI : 10.1785/0120100311

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
The Corinth Rift is the most seismically active zone in Europe. Since the year 2000, the Corinth Rift Laboratory (CRL, http://crlab.eu) consisting in a multidisciplinary natural observatory, aims at understanding the mechanics of faulting and earthquake nucleation in the Rift. Recent studies have improved our view about fault geometry and mechanics within CRL but there is still a critical need for a better knowledge of the structure at depth.In this project, we aim to analyze the complete seismological database (13 years of recordings) of CRL by using recently developed methodologies of structural imaging in order to determine, with high resolution, the local 3D structure and the earthquake locations. We perform an iterative joint determination of 3D velocity model and earthquake coordinates. P and S velocity models are estimated through a first arrival traveltime tomography by using the adjoint state method proposed by Taillandier et al. (2009). It consists in the minimization of the cost function between observed and theoretical arrival times,which is achieved by estimating the gradient of the cost function. Earthquake locations are also estimated with a linearized inversion approach by computing the gradient of the misfit function. Iterations are repeated until the cost function no longer decreases. We present preliminary results consisting in: (1) the adjustment of a 1D velocity model that is used as initial model of the 3D tomography and (2) a first attempt of the joint determination of 3D velocity model and earthquake locations.We also perform a preliminary receiver function analysis of teleseismic data recorded by the broadband stations of the CRL network. The multiscale approach (Gesret et. al., 2010) analysis of teleseismic P to S converted waves allows to analyze the signal toward the higher frequencies and thus to characterize the structure at depth with a high resolution. Our multiscale approach should give us reliable depth of interfaces beneath seismometers in the CRL area. In this first attempt, we adjust the 1D velocity model that produces a synthetic RF as similar as possible to the stack of observed RF for a subset of data. The identified interfaces could then be compared with heterogeneities imaged by the tomography.
AGU Fall Meeting
San Fransico, United States

hal-01417184
https://hal-mines-paristech.archives-ouvertes.fr/hal-01417184

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
3D seismic data located in the Gjallar Ridge (Vøring Basin, offshore Norway) reveals a closely-spaced polygonal fault system affecting more than 800 m of homogeneous mud-dominated Quaternary and Tertiary sequences. As some faults reach the modern seafloor, they represent an active polygonal fault system at present day. Even if the processes remain unclear and are still under debate, it is generally agreed that the initiation of polygonal faults is the result of shallow burial dewatering of fine-grained unconsolidated sediments by volumetric compaction. 3D seismic data are commonly interpreted by propagating horizons automatically and by picking faults manually. However, in the case of polygonal fault intervals, this approach is time consuming due to the huge number of faults and because automatic propagation can be misleading. In this study, we applied a new technique of 3D seismic interpretation based on a sequential stratigraphy analysis, using the new PaleoScan© software (Eliis Company). It allowed us to build a 3D geological model computing more than 300 horizons within the faulted intervals. We then used the coherency attribute, depicting anomalies in the shape of seismic waveform like faults, in order to constrain a possible link between fault distribution and stratigraphic levels. Our approach allows fault throws to be calculated in milliseconds on any polygonal fault plane. The result shows that fault segments have been reactivated by dip-linkage. Distribution of faults depends on mechanical units, intervals characterized by different petrophysical properties, which are independent from lithological and diagenetic changes. According to these results, we propose a model showing the evolution of polygonal fault intervals in which faulting stages are separated by a quiescence phase during burial. A first tier of polygonal faults is initiated at a specific depth, according to the Cam-clay model. Then, following a period of quiescence during which mud-rich sediments continued to accumulate, new fault segments are initiated above the first mechanical unit and within this undeformed interval. New nucleated faults then connect downward to pre-existing underlying polygonal fault system, thus progressively increasing the thickness of the faulted interval.
ISSN: 0025-3227

hal-00772470
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00772470
DOI : 10.1016/j.margeo.2012.07.016

Éditeur(s) : HAL CCSD Société des américanistes
Résumé : International audience
Experimental approach of the pre-Columbian navigation in the Antilles. Understanding the navigation capacities of the Eastern Caribbean pre-Columbian population is crucial for the community working in the Antilles. We have chosen to focus our work on an experimental approach of these techniques. Our ambition was to set up an experimental program including all the aspects associated with the building and the utilization of the kanawa. Thus, we have conducted an ethno-archaeological study of the kanawa building process followed by the Kali'ña from French Guyana. Then, the « Akayouman » kanawa was made into a 3D model to support a hydrostatic analyse. Finally, the heart of the project was composed of gathering and studying the data collected during our expeditions in the kanawa.
La comprensión de las capacidades de navegación de las poblaciones precolombinas del Caribe Oriental es actualmente fundamental para la comunidad que trabaja en las Antillas. Hemos optado por centrar nuestro trabajo en una practica experimental de estas técnicas. Nuestra ambición era crear un programa de experimentación que incluye todos los aspectos asociados a la construcción y la utilización de las kanawa. Por lo tanto, hemos realizado un estudio etnoarqueológica del proceso de construcción de las kanawa seguido por los Kali'na de Guyana Francesa. Entonces, la kanawa « Akayouman » ha sido modelizado en 3D para apoyar un estudio hidrostático. Por fin, el corazón del proyecto está constituido por la recopilación y el estudio de los datos recogidos durante nuestras expediciones .
Devenue plus centrale au cours des dernières années, la question des capacités de navigation des populations amérindiennes n'est pas nouvelle dans l'archéologie antillaise. Nous avons choisi de principalement concentrer nos efforts sur une approche expérimentale de ces techniques. Notre ambition était de mettre en place un programme d'expérimentation prenant en compte les différents aspects liés à la construction et à l'utilisation des kanawa. Nous avons donc mené une étude ethnoarchéologique de la chaîne opératoire de construction des kanawa mise en place par les artisans kali'ña en Guyane française. Puis, une fois produite, la kanawa « Akayouman » a fait l'objet d'une modélisation numérique 3D qui a servi de support à une analyse hydrostatique. Enfin, le coeur du projet a été constitué par la collecte et le traitement des données issues de notre programme de navigation.
ISSN: 0037-9174

hal-01671143
https://hal.univ-antilles.fr/hal-01671143
https://hal.univ-antilles.fr/hal-01671143/document
https://hal.univ-antilles.fr/hal-01671143/file/JSA102_2_20_art_berard2.pdf
DOI : 10.4000/jsa.14843

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The purpose of this work is to specify the deformation offshore East of Taiwan by characterizing major active faults in particular at the level of the Ryukyu forearc. The major problem associated with the study of this region is that earthquakes are located outside the permanent networks. Consequently, this led to some unprecise earthquake locations limiting tectonic and statistical analyses, and therefore the correct estimation of the seismic hazard. This work is included in the project ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan). To achieve this goal, we worked on three different timescales for which a different localization method has been proposed to obtain a clear image of seismic deformation and highlight major faults offhore East of Taiwan. First, at the scale of the century (from the analysis of a seismicity catalogue with homogeneous magnitude), the instrumental historical earthquakes (1897-2007) show that the Ryukyu margin was affected by 6 earthquakes of magnitude greater than 7 with 4 of them for which the responsible fault is unknown. We propose a method of relative location to relocate the historic events from the time difference of P and S arrival times (Ts-Tp) at each station. The location is obtained by searching for "analogue" earthquakes in the recent instrumental catalogue (1991-2008) for which Ts-Tp at each station is close. This method has been applied to the largest (in terms of magnitude) earthquake ever recorded in Taiwan, the earthquake of June 5, 1920 (M7.7 +/- 0.2). A rupture along the interplate of the Ryukyu subduction with a possible nucleation at the downdip limit of a splay-fault is certainly responsible of this earthquake. Then, at the scale of the decade, the improvement of the method of absolute location based on MAXimum of Intersection of EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) allows to better extract the erroneous arrival times and prevents the "trade-off" between depth and origin time, and between depth and epicentral position when the azimuthal coverage is low (gap Azimuthal > 180degre). Synthetic tests show the effectiveness of MAXI (using P-wave only) to determine the parameters x, y and z even when the azimuthal gap is important. In the latter case, the quality of the results is dependent on the velocity model to represent the 3D structure of the Earth. We propose an approach involving the use of a 3D a priori P-wave velocity model to locate earthquakes which are lateral and remote to the seismic network. An application to the case of Taiwan and Ecuador validates this approach. Finally, at the level of a few months, the marine geophysical campaign RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) was conducted in two stages. A passive seismology experiment from July to October, 2008 (RATS1) has been conducted over the forearc of the Ryukyus and then active seismic experiment (refraction and reflection) was conducted in May 2009 in a NNE - SSW line through the Ryukyu margin. These two combined experiments allow improving our knowledge about the crustal structure of the margin. At the level of the forearc, the basement of the forearc is characterized by vertical backstop and a very deformed basis certainly associated with a significant out of sequence deformation. In depth, the downgoing plate is certainly affected by a tear that controls the seismicity in the region of transition between the subduction and collision.
Le but de ce travail est de préciser la déformation en mer à l'est de Taïwan et de notamment caractériser les failles actives majeures en particulier au niveau de l'avant-arc des Ryukyus. Le problème majeur associé à l'étude de cette région est que les séismes sont localisés en dehors des réseaux permanents et que cela conduit à des localisations peu précises limitant les analyses statistiques, tectoniques et donc l'estimation correcte de l'aléa sismique. Ce travail est inclus dans le projet ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan). Pour atteindre cet objectif, nous travaillons à trois échelles de temps différentes pour lesquelles une méthode de localisation différente a été proposée pour obtenir une image précise de la déformation sismique et mettre en évidence les failles majeures en mer à l'est de Taïwan. D'abord, à l'échelle du siècle (à partir de l'analyse d'un catalogue de sismicité homogène en magnitude), les séismes historiques instrumentaux (1897-2007) montrent que la marge des Ryukyus a été affectée par 6 séismes de magnitude supérieure à 7 dont 4 pour lesquels la faille responsable n'est pas connue. Nous proposons une méthode de localisation relative qui permet de relocaliser les évènements historiques à partir des différences de temps d'arrivées P et S (Ts-Tp) à chaque station. La localisation est obtenue en recherchant les séismes analogues dans le catalogue instrumental récent (1991-2008) pour lesquels Ts-Tp à chaque station est proche. Cette méthode a été appliquée au plus gros séisme (en terme de magnitude) jamais enregistré à Taïwan, le séisme du 5 juin 1920 (M7.7 $pm$ 0.2). Ce séisme a certainement pour origine une rupture sur l'interplaque sismogène de la subduction des Ryukyus avec une possible nucléation à la base d'une faille hors-séquence. Ensuite, à l'échelle de la dizaine d'années, l'amélioration de la méthode de localisation absolue du MAXimum d'Intersection EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) permet de mieux extraire les temps d'arrivées erronés et empêche les "trade-off" entre profondeur et temps d'origine et, entre profondeur et position épicentrale lorsque la couverture azimutale est faible (gap azimutal > 180°). Des tests synthétiques montrent l'efficacité de MAXI (en utilisant les ondes P uniquement) à déterminer les paramètres x, y et z même lorsque le gap azimutal est important. Dans ce dernier cas, la qualité des résultats reste dépendant du modèle de vitesse à représenter la structure 3D de la Terre. Nous proposons une démarche associant l'utilisation d'un modèle de vitesse des ondes P 3D a priori avec la méthode MAXI pour localiser les séismes qui sont latéraux et éloignés du réseau. Une application au cas de Taïwan et en Équateur valide cette approche. Enfin, à l'échelle de quelques mois, la campagne de géophysique marine RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) a été menée en deux temps. Une expérience de sismologie passive de juillet à octobre 2008 (RATS1) a été menée au-dessus de l'avant-arc des Ryukyus puis une expérience de sismique active (réfraction et réflexion) a été menée en mai 2009 sur une ligne NNE-SSW à travers la marge des Ryukyus. Ces deux expériences combinées permettent d'améliorer notre connaissance de la structure crustale de la marge. Au niveau de l'avant-arc, le socle de l'avant-arc est caractérisé par une extrémité formant un butoir vertical et une base très déformée certainement associée à une importante déformation hors-séquence. En profondeur, la plaque plongeante est certainement affectée par une déchirure qui contrôle la sismicité dans cette région de transition entre la subduction et la collision.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Different applications of linear elasticity in structural geology are presented in this thesis through the development of three types of numerical computer codes. The first one uses forward modeling to study displacement and perturbed stress fields around complexly faulted regions. We show that incorporating inequality constraints, such as static Coulomb friction, enables one to explain the angle of initiation of jogs in extensional relays. Adding heterogeneous material properties and optimizations, such as parallelization on multicore architectures and complexity reduction, admits more complex models. The second type deals with inverse modeling, also called parameter estimation. Linear slip inversion on faults with complex geometry, as well as paleo-stress inversion using a geomechanical approach, are developed. The last type of numerical computer code is dedicated to restoration of complexly folded and faulted structures. It is shown that this technique enables one to check balanced cross-sections, and also to retrieve fault chronology. Finally, we show that this code allows one to smooth noisy 3D interpreted faulted and folded horizons using geomechanics.
Différentes applications de l'élasticité linéaire en géologie structurale sont présentées dans cette thèse à travers le développement de trois types de codes numériques. Le premier utilise la modélisation directe pour étudier les déplacements et champs de contraintes autour de zones faillées complexes. On montre que l'ajout de contraintes inégalitaires, telles que la friction de Coulomb, permet d'expliquer l'angle d'initiation des dominos dans les relais extensifs. L'ajout de matériaux hétérogènes et d'optimisations, telles la parallélisation sur processeurs multi-coeurs ainsi que la réduction de complexité des modèles, permettent l'étude de modèles beaucoup plus complexes. Le second type de code numérique utilise la modélisation inverse, aussi appelée estimation de paramètres. L'inversion linéaire de déplacements sur les failles ainsi que la détermination de paléo-contraintes utilisant une approche géomécanique sont développées. Le dernier type de code numérique concerne la restauration de structures complexes plissées et faillées. Il est notamment montré qu'une telle méthode permet de vérifier l'équilibre de coupes géologiques, ainsi que de retrouver la chronologie des failles. Finalement, nous montrons que ce même code permet de lisser des horizons 3D faillés, plissés et bruités en utilisant la géomécanique.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00537899/file/thesemaerten.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This work focus on the characterization of the source and dynamic of compactional fluids during sedimentary burial, through two complementary examples of late orogenic oil‐field half‐grabens: The exhumed Lodève Permian Basin and a deep buried Jurassic basin in the North Viking Graben (North Sea).Constituting the main part of the thesis, a multi‐disciplinary approach was conducted in the Lodève Basin where Ba‐F‐Cu‐Pb polymetallic mineralized systems are trapped into synrift faults and paleokarsts in the carbonate basement at the hinge point of the rollover. The source, timing and P/T conditions of fluid migration were deduced from the analysis of the microfabric, the fluid inclusions microthermometry, and the isotopic (Sr, S, O, H) and Rare Earth Element (REE) signature. Results are then crossed with a structural and thermal modeling that consolidates the sequence and dynamics of fluid during burial.A similar approach was conducted in the North Viking Graben where fluid markers are restricted to 3D seismic and well core data. Comparable Ba‐Pb‐Zn veins are reported in basin margin, plugging one of the most important siliciclastic hydrocarbon reservoir in the substratum. This analysis provides additional constraints on basinal fluid behavior and allows us to propose a global dynamic model for various compositions of fluids and reservoirs.We conclude to a polyphase fluid sequence history including:(a) In the carbonate basement of the Lodève Basin, karstic paleocanyon incisions and associated cavities coupled to synrift fault, act as major drain for fluids. These structures are early affected by hypogen‐sulfuric karstification in response to the interaction between bacterial oxidation of sulfides entrapped within Lower Permian blackshales and the basement oxidizing aquifer.(b) Disequilibrium compaction initiates overpressure‐driven basinal fluid migration towards basin margins, characterized by temperatures around 150‐180°C and salinities between 9 et 18wt%eq.NaCl. Isotopic (Sr, S, O) and REE analyses reveal that Ba‐M+‐rich mineralizing fluids derived mainly from buried blackshales diagenesis. External fluids coming from the lower crust are also identified that play a key role in fluorite precipitation by the leaching of late hercynian granites (mean temperature of 250°C and salinity > 20wt%eq.NaCl).(c) During the synrift period, fluid overpressure is responsible for the periodic reactivation of fault plane according to seismic‐valve process, bedded‐control shearing and hydraulic brecciation at the basement‐seal interface. These mechanisms induce cyclic polymetallic mineralization by the mixing between in‐situ formation water and deep ascending basinal fluids.(d) Thermogenic fluids expulsion starts with last basinal fluids during late burial stage. Hydrocarbons thus migrate along the same regional pathways up to the rollover crest, where they are partly rerouted by the previous mineralized baffle.(e) In the Lodève basin, post‐rift exhumation of the margins led to the remobilization of synrift deposits by subaerial biochemical processes at the sulfate‐methane transition. The latter results from the interaction between the still active hydrocarbon dysmigration with a playa lake sulfate‐rich aquifer. Secondary low‐temperature barite fronts precipitate then within basement meteoric karsts.In addition to the « source to sink » model of basinal fluids, this work provides new insights on the early plugging of hydrocarbon reservoirs and for the metallogenesis of Mississippi Valley‐Type deposits.
Ce travail porte sur la caractérisation de la source et de la dynamique des fluides de bassin au cours de leur chargement à travers deux exemples complémentaires de demi‐grabens tardi‐orogéniques pétroliers : Le Bassin Permien de Lodève, aujourd’hui à l’affleurement et un bassin jurassique enfouis dans le North Viking Graben (Mer du Nord).Le coeur de la thèse concerne le Bassin de Lodève où, à partir d’une approche pluridisciplinaire intégrée, nous avons caractérisé l’architecture des minéralisations (Ba, F, Cu, Pb) piégées dans un réseau paléokarstique alimenté par les failles syn‐rift, dans le substratum carbonaté à l’apex du roll‐over. La source, le calendrier et les conditions de migration des fluides ont été approchés à partir de l’analyse de la micro‐fabrique, la microthermométrie sur inclusions fluides, les analyses isotopiques (Sr, S, O, H) et de Terres Rares. Les résultats analytiques ont été enfin croisés avec un modèle thermique et structural du bassin qui conforte la séquence et la dynamique du système fluide en cours d’enfouissement.Une démarche similaire, mais plus limitée, a été conduite dans le bassin du North Viking Graben où l’accès aux marqueurs fluides est restreint aux données de sismique 3D et de carottes. Comme à Lodève, les minéralisations Ba‐Pb‐Zn colmatent un réservoir dans le substratum à l’apex du roll‐over. Elles se présentent sous forme de ciments dans des grès ou des fractures. Cette analyse apporte des contraintes complémentaires et permet de proposer un modèle dynamique général avec des variantes en fonction de la nature des fluides et des réservoirs.On retiendra donc la séquence fluide suivante :(a) Dans le cas du bassin de Lodève sur substratum carbonaté, les chemins préférentiels de drainage se développent dans des paléocanyons N‐S couplés à un réseau de fractures et d’endokarsts météoriques. Ces derniers sont élargis en début de rifting par la dissolution hypogène sulfurique produite par l’oxydation bactérienne des sulfates et des pyrites des blackshales, au contact de l’aquifère oxydant du Cambrien.(b) Le déséquilibre de compaction initie la migration des fluides interstitiels en surpression vers les marges avec des températures autour de 150‐180°C et des salinités entre 9 et 18wt%eq.NaCl. Les analyses isotopiques (Sr, S, O) révèlent que la majorité des fluides provient de l’altération diagénétique des blackshales riches en métaux. Des interactions sont également mises en évidence avec des fluides profonds (entre 240°C et 260°C ; salinités > à 20wt%eq.NaCl), qui lessivent les granites tardi‐hercyniens.(c) Pendant le syn‐rift, les conditions de surpression de fluide permettent la réactivation cyclique des failles, les décollements stratigraphiques et la formation de brèches hydrauliques, favorisant la mise en connexion avec les réservoirs superficiels à l’apex du rollover. Le modèle de Sibson ajusté aux fluides de bassins est alors le moteur de la migration verticale.(d) Les fluides thermogéniques commencent à être expulsés avec les derniers fluides de compaction au cours d’un stade plus évolué de l’enfouissement en empruntant les mêmes chemins jusqu’à l’apex du roll over. Ils sont alors partiellement freinés et déviés par les colmatages minéralisés antérieurs.(e) A Lodève, la continentalisation des minéralisations antérieures au cours de l’exhumation post‐rift conduit à leur remaniement partiel au niveau de la transition sulfate‐méthane induite par l’interaction entre une playa évaporitique et la dysmigration des hydrocarbures. Des barytines secondaires de basse température, déprimées en Sr sont alors précipitées de manière synsédimentaire dans des karsts météoriques du socle.Outre l’illustration d’un modèle complet (source to sink) de dynamique des fluides dans un bassin, ce travail apporte de nouvelles contraintes dans l’approche du colmatage des réservoirs à hydrocarbures sur les têtes de blocs basculés et sur la genèse des gîtes miniers de type Mississippi Valley‐Type.
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01457583

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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The southernmost part of the Ryukyu subduction, where the Philippine Sea Plate is subducting under the Eurasian Plate, is known to be a very seismically active region of transition from a north-dipping subduction along the Ryukyu subduction to an ~ SE-NW collision along the Taiwanese orogenic wedge. In this paper, we will focus on the Ryukyu forearc area close to Taiwan where the deformation is paroxysmal. In order to decipher the nature of the seismic deformation in this region, a three month passive experiment, combining 22 Ocean Bottom Seismometers and 51 onland stations, has been led. Starting from an a-priori heterogeneous model, we have obtained 801 well-located earthquake hypocenters, a precise P-wave tomography model and 14 focal mechanisms. The seismicity along the Ryukyu forearc is mainly located not only in the vicinity of the Interplate Seismogenic Zone (ISZ) but also within both the subducting PSP and the overriding plate. Seismicity within the upper-plate is essentially localized east of Nanao basin where NW-SE extension occurs, and northwest of the Hoping basin where strike-slip dominates. As revealed by both the P-wave velocity structure and the newly derived seismicity, we argue that a sub-vertical step offsetting the subducting PSP around 10 km may support the presence of a trench-parallel tear. The PSP also undergoes extension in its upper part that is probably caused by buckling and slab pull. The P-wave velocity structure reveals three other major features: (1) a continuity between the Central Range and the Ryukyu Arc with a shallower Moho (~ 30 km depth) between ~ 122.3°N and ~ 122.5°N along the Ryukyu Arc, (2) high P-wave velocities along the eastern side of the Central Range and, (3) two bodies with similar high crustal velocities (6.5-7.0 km/s) at 12-18 km depths, embedded within the Ryukyu arc basement, just north of Hoping Basin and north of the Nanao Basin.
ISSN: 0040-1951

hal-00795521
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00795521
DOI : 10.1016/j.tecto.2012.04.011

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé : International audience
In this paper we investigate finite-frequency effects in crustal tomography. We developed an inversion procedure based on an exact numerical computation of the sensitivity kernels. In this approach we compute the 3D travel-time sensitivity kernels by using (1) graph theory and an additional bending to estimate accurately both rays and travel-times between source/receiver and diffraction points and (2) paraxial ray theory to estimate the amplitude along theses rays. We invert both the velocity and the hypocentre parameters, using these so-called banana-doughnut kernels and the LSQR iterative solver. We compare the ray-theoretical and the finite-frequency tomography to image the intermediate structures beneath the Gulf of Corinth (Greece), which has long been recognized as the most active continental rifting zone in the Mediterranean region. Our dataset consists of 451 local events with 9233 P- firstarrival times recorded in the western part of the Gulf (Aigion area) in the framework of the 3F-Corinth European project. Previous tomographic images showed a complex velocity crustal model and a low-dip surface that may accommodate the deformation. Accurate velocity models will help to better constrain the rifting process, which is still a subject of debate. The main results of this study show that finite-frequency tomography improves crustal tomographic images by providing better resolved images of the 3D complicated velocity structure. Because the kernels spread the information over a volume, finite-frequency tomography results in a sharpening of layer boundaries as we observed for the shallower part of the crust (down to 5 km depth) beneath the Gulf of Corinth.
ISSN: 0016-8025

insu-00354702
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00354702
DOI : 10.1111/j.1365-2478.2007.00683.x

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Annual report
We present here the results of CRS reprocessing of a 3D real dataset acquired in 2001 on the Tournemire site in France, which is an experimental site for the Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) to test geophysical imaging process in the context of geological nuclear waste storage. The main objective was to evaluate the ability of the methodology to recognize, in the carbonate cover of the experimental site clay layer, the prolongation of weak vertical-displacement faults seen in a tunnel within that clay layer. Previous seismic processing using the conventional common midpoint (CMP) approach did not provide satisfactory results in this cover, although the fault has beenrecognized in the carbonates underlying the clay layer. An original strategy was elaborated to define the best-possible parameters of the 3D Common-Reflection-Surface (CRS) stack. The procedure in- cluded refining the velocity search along a velocity guide, using a first CRS stack as the base of a subsequent curvature-parameter search, or a parameter smoothing before stacking. An optimal ap- proach was elaborated on a subset of the data, and furthermore applied to the whole dataset. The resulting image shows improved event continuity in the carbonate cover, which allowed for horizon picking after depth migration, as well as the estimation of post-stack geometrical attributes, such as coherency. The processing indicates a zone of degraded quality of reflection events lying in the N-S direction, above the known fault zone within the underlying formations. Such feature corresponds to an alteration zone at the earth surface. Further investigation at a higher resolution scale is planned to confirm whether this zone could be a spot of possible leakage
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00857376

hal-00857376
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00857376

Éditeur(s) : Universite Montpellier II
Résumé : Since 1980, the expansion of a green macro-alga: Valonia aegagropila (C Agardh) is observed in Salses-Leucate lagoon (France). It is currently distributed in the north of the lagoon with important biomasses (40 gDW/m²) eroding the cover of Zostera noltii. The free form of the alga can be transported with the surface or bottom currents depending on seasons. It multiplies mainly by vegetative reproduction. There are few studies on the ecophysiological capacities of V. aegagropila. This work tries to answer why (physiological adaptation) and how (mechanical process of transport) the alga invaded the lagoon, with an approach including observations, experiments in controlled environment and biological and hydrodynamic models. The growth capacities depend on temperature and light intensities, the nutrients absorption rates and internal nitrogen and phosphorus internal quotas were measured and modelled using a Droop model based on internal quota. Vertically transport was studied with laboratory experiments and measurements of biomass transport were made into the lagoon. The biological model (growth, vertical transport, mortality) was coupled to the MARS 3D hydrodynamic model with a meshgrid of 160m. The results show an adaptation of the alga to low availability of phosphorus and an annual growth of biomass controlled by the availability of nutrient during winter. The alga seems to occupy the whole zones where growth is optimal and the risk of invasion of the southern part of the lagoon is limited. This work opens on research prospects on an ecological model (confronting physiological capacities and competition of V. aegagropila, Zostera noltii, green algae and primary production), new physiological experiments, ecological observations and potential valorisation of V. aegagropila.
Depuis 1980, est observée dans l'étang de Salses-Leucate l'expansion d'une macro-algue verte : Valonia aegagropila (C. Agardh). En 2004, elle était présente sur la presque totalité de la moitié nord de la lagune avec des biomasses importantes (jusqu'à 600 gPS/m²). L'algue envahit et érode également la couverture d'herbiers garant de la biodiversité, de la productivité et de la stabilité de l'écosystème. V. aegagropila se reproduit essentiellement de manière végétative (fragmentation des thalles) et possède la particularité de retenir de l'oxygène de la photosynthèse dans sa structure sphérique. Cet oxygène piégé lui donne la possibilité de mouvement sur la verticale et d'être transportée dans le domaine par les courants. Les conditions physico-chimiques de l'étang présentent de fortes variations saisonnières en salinité, en température et en turbidité, ainsi que des apports nutritifs faibles : la production primaire est principalement limitée par le phosphore. Il existe malheureusement peu d'informations sur V. aegagropila ainsi que trop peu de connaissances sur son écophysiologie. Elle semble vivre dans des milieux plutôt oligotrophe dans des régions tropicales à sub-tropicales. Ce travail basé sur une approche d'observations de terrain, d'expérimentations en milieu contrôlé (en laboratoire) et de modélisation des processus, a permis d'une part d'explorer les capacités adaptatives physiologiques de V. aegagropila aux conditions environnementales de l'étang et d'autre part de mettre à jour les modes de fonctionnement de la dynamique spatio-temporelle de la population. Les capacités de croissance ont été mesurées sur un large spectre de température et de lumière. Les capacités d'absorption des sels nutritifs dans l'eau et les facultés de l'algue à stocker l'azote et le phosphore dans ses tissus ont également été étudiées. D'autre part, un modèle de dynamique des populations a été conceptualisé puis développé. Les processus pris en compte dans ce modèle sont la croissance de l'algue (modèle à quota interne), la flottabilité de l'algue et la mortalité par surdensité. Ces processus ont été paramétrés en majeure partie par des expérimentations réalisées en laboratoire. Ce modèle 0D a par la suite était couplé au modèle hydrodynamique MARS3D (modèle Ifremer) mis en place sur la lagune de Salses-Leucate, utilisant deux grilles de calcul (160m ou de 80m de résolution). Les simulations réalisées permettent d'appréhender les capacités spatio-temporelles de la croissance de l'algue dans l'étang, le turnover annuel de la biomasse totale et les attracteurs de biomasse du système sous différents évènements météorologiques. Ces résultats sont comparés avec les répartitions cartographiques de la population observées in situ en 1999 et 2004 et des flux de biomasses mesurés au cours d'observations de terrain entre juin 2003 et septembre 2004. L'ensemble des résultats montre d'une part une adaptation de l'algue à évoluer dans un milieu pauvre en phosphore et d'autre part une croissance annuelle de la biomasse totale qui est principalement contrôlée par les apports hivernaux en sels nutritifs dans la lagune. Les résultats des simulations montrent également que V. aegagropila semble occuper à présent la majeure partie des zones favorables à sa croissance. Il est également montré que si sa capacité de mouvement peut favoriser la dispersion d'individus dans la lagune et accélérer la croissance de la population pour de faibles biomasses initiales, cette même capacité de mouvement joue plutôt un rôle de régulation de la population lorsque la biomasse totale devient importante. On peut penser que le risque de colonisation de l'herbier à zostère de la partie sud de la lagune (bassin de Salses) est limité. Ce travail ouvre enfin des perspectives de recherche sur l'amélioration du modèle de dynamique des populations de l'espèce, sur de nouvelles expérimentations à réaliser ou encore sur la surveillance écologique du milieu. Des propositions sont faites pour concevoir un modèle écologique confrontant les capacités physiologiques des macrophytes (algues vertes, Valonia et zostères) afin d'apréhender les phénomènes de compétitions et les modes de fonctionnement du réseau trophique de la lagune de Salses- Leucate. Des pistes sur la valorisation de la matière algale de V. aegagropila sont enfin proposées.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-2453.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2453/

Éditeur(s) : Université de Pau et des Pays de l'Adour
Résumé : In a context of decline of European eel (Anguilla anguilla L.) and search for biological markers of habitat use and quality, a multidisciplinary approach was engaged on the Adour estuary and its associated wetlands. Two axes were developed. The first axe aimed at highlighting the successive presence of the species in different ecosystems based on the otolith elemental composition. The second aimed at the evaluation of the chemical pressure underwent by eels based on the contaminant bioconcentration in soft tissues and the early molecular response to the chemical stress. With a view to the analyses of otolith elemental composition taking into account the 3D structure, the low elemental concentration in the matrix and keeping the finest spatial resolution, four micro sampling strategies and multi elemental analyses using femtosecond laser ablation ICP-MS were tested (crater, 1D scan, 2D scan, flash ablation). The strategy showing the best compromise according to the objectives (continuous recording, multi elemental approach) was applied on otolith of yellow eels from the Adour. The simultaneous use of Sr and Ba profiles, after validation, represents a new tool, easy, fast and reliable for the reconstruction of freshwater and brackish ecosystems use by eel avoiding misinterpretation due to vaterite inclusions. Three major behaviors were highlighted on the Adour: a residency in brackish water, a residency in freshwater and nomad behavior. The last one is illustrated by a shift to brackish water after three to four years spent in freshwater. Simultaneously, the study of inorganic and organic contamination of eel soft tissues showed that sampled wetlands are moderately contaminated. These results were confirmed by the first estimation, in wild conditions, of the early response to the chemical stress using the hepatic expression of CYP1A1 gene measured by real time RT-PCR. Conversely, in the downstream part of the Adour estuary, Hg loads in eels, especially methyl mercury, and PCBs analyses indicate values that need further investigations considering the European norms of consumption. The comparison of the different markers used (heavy metal and organochlorinated compounds contamination of soft tissues, condition index) support a lower quality of the estuary despite higher eel growth rate on this site. This study supports the use of numerous markers in integrated studies in order to understand and specify the relationships between eels and their continental growth zones.
Dans un contexte de déclin de l'anguille européenne (Anguilla anguilla L.) et de recherche de marqueurs biologiques retraçant la fréquentation des divers habitats et renseignant sur la qualité de ceux-ci, une approche pluridisciplinaire a été mise en place sur l'estuaire de l'Adour et ses zones humides. Deux axes ont été privilégiés. Le premier cherchait à visualiser la présence successive de l'espèce dans différents écosystèmes en se basant sur la composition élémentaire des otolithes. Le deuxième avait pour but d'évaluer la pression chimique inorganique et organique subie par l'anguille dans les zones d'études en s'appuyant sur la bioconcentration des contaminants dans les tissus mous et la réponse moléculaire précoce au stress chimique. En vue des analyses de la composition élémentaire des otolithes et pour répondre au mieux à la structure en trois dimensions, à la faible concentration des éléments dans la matrice tout en conservant une résolution spatiale la plus fine possible, quatre stratégies de micro-échantillonnage et d'analyses multiélémentaires par ablation laser femtoseconde ICP-MS ont été testées (cratère, scan 1D, scan 2D, ablation flash). La méthodologie présentant le meilleur compromis par rapport aux objectifs fixés (enregistrement continu, approche multiélémentaire) a ensuite été appliquée sur les otolithes d'anguilles jaunes du Bas-Adour. L'utilisation simultanée des profils continus de Sr et de Ba, après validation, constitue un outil facile d'utilisation, rapide et fiable pour reconstruire les historiques de fréquentation des différents écosystèmes estuariens et dulçaquicoles par l'anguille tout en s'affranchissant des problèmes potentiels liés aux inclusions de vatérite, un polymorphe du carbonate de calcium. Trois grands types de comportement ont pu être mis en évidence sur l'Adour : résidence en eau saumâtre, résidence en eau douce et nomadisme. Ce dernier est plus particulièrement illustré par un mouvement marqué vers l'eau saumâtre pour des individus ayant passé de trois à quatre ans dans l'eau douce. Parallèlement, l'étude de la contamination organique et inorganique des tissus mous de l'anguille a permis de déduire à la faible contamination des zones humides échantillonnées. La première estimation en condition naturelle de la réponse précoce au stress chimique par évaluation de l'expression hépatique du gène CYP1A1 par RT-PCR en temps réel confirme ces résultats. En revanche, dans la partie estuarienne aval de l'Adour, les niveaux en Hg, présent en majorité sous sa forme méthylée dans les anguilles, et l'analyse des PCBs indiquent des valeurs qui suscitent un examen plus approfondi au regard des normes européennes en vigueur. La confrontation des différents descripteurs (contamination des tissus mous par les métaux lourds et organochlorés, indice de condition) utilisés conforte la qualité moindre de la zone estuarienne malgré des performances de croissance de l'anguille favorisées sur ces sites. Ainsi, cette étude supporte l'intérêt de la mise en oeuvre de descripteurs multiples utilisés (niveaux de métaux lourds et organochlorés dans les tissus mous, réponse moléculaire au stress chimique, microchimie de l'otolithe, indice de condition, taux de croissance) dans des approches intégrées pour comprendre et préciser les relations existantes entre l'anguille et ses zones de croissance continentales.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2009/these-7381.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/7381/

Éditeur(s) : Université d'Angers
Résumé : In oyster farming areas, organic matter fluxes toward sediment is increased. Pacific oysters (Crassostrea gigas) reject organic-rich faeces and pseudofaeces as a result of filtration process. Organic matter can be consumed by benthic fauna, but in excess it can entails the reduction of benthic faunal species richness, abundance and biomass. Organic matter degradation also induces hypoxic (or anoxic) conditions in the sediment, and production of ammonia and sulfides in toxic concentrations. The main objective of this study is to assess the effects of oyster farming on benthic intertidal ecosystems in the Pertuis Charentais. Benthic macrofauna, living (stained) foraminifera, and physicochemical characteristics of the water column and sediment were used as indicators to evaluate these effects. A multidisciplinary approach was conducted across the Pertuis Charentais at 3 different spatial scales: an oyster trestle (micro-scale), an oyster culture area (meso-scale) and various sites across the Pertuis Charentais (macro-scale). The study was also realised at 4 different temporal scales: some months for the spatial micro-scale, every two weeks for 2 years at meso-scale and once per season during one year at macro-scale. In this study, I found that oyster farming enriches sediment in fine particles, organic matter (up to 12 %), particulate organic carbon (15-20 µg mg 1) and leads to high microphytobenthic biomass. Moreover, the association of seasonnal warming (during spring and summer), remineralisation of accumulated organic matter and short-term hypoxic conditions leads to sulfides and ammonium production. Consequently, the benthic biodiversity decreases and the population dynamic is disturbed. The population dynamic disturbance is characterised by fast abundance rises followed by high mortality rates. In these conditions, tolerant benthic macrofaunal (Cirratulidae, Spionidae and Capitellidae) and foraminiferal (Ammonia tepida and Cribroelphidium gunteri) species are promoted. AMBI index confirms "medium" ecological quality of oyster farming areas. On the contrary, across the control sites, sensible species are maintained (Amphipods, Rosalina cf. vilardeboana). Comparison of oyster farming techniques shows that on-bottom culture is less disturbing for benthic ecosystem than off-bottom culture. Axial tomodensitometry, an innovative method, was used to describe in 3D the sedimentary column organisation. I show that oyster farming modifies the sedimentary column functioning. Indeed, the macrofaunal diversity decrease leads to the modification of the functional diversity of assemblages. Thus, the vertical distribution of living foraminifera is limited in oyster farming areas, because their distribution is tightly related to macrofaunal bioturbating modes.
Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique sont importants, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-fécès et de fécès de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de la richesse spécifique, de l'abondance et de la biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques des déplétions en oxygène et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude était donc de déterminer l'impact de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a ainsi été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision pertinente de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires a favorisé la production de sulfures et d'ammonium. Dans les stations soumises à l'ostréiculture, la diversité des assemblages diminue. La dynamique des espèces est caractérisée par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. Le calcul de l'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne de ces sites. Au contraire, dans la station témoin, les espèces sensibles sont favorisées (Amphipodes, Rosalina cf. vilardeboana). La comparaison de la technique de culture sur table et de culture à plat a montré que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu. L'étude de la bioturbation a montré l'influence qui existe entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la répartition verticale des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifient la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/these-2582.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2582/

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag (Germany) Springer Verlag
Résumé : Production rates in horizontal shale gas wells display declines that are controlled by the low permeability and the intrinsic heterogeneity of the shale matrix. We present an original multi-continuum approach that yields a physical model able to reproduce the complexity of the decreasing gas rates. The model describes the dynamics of gas rate as function of the physical reservoir parameters and geometry, while the shale matrix heterogeneity is accounted for by a stochastic description of transmissivity field. From the 3D (Dimensional) problem setting, including the heterogeneous shale matrix, the fractures generated by the hydrofracking operations, as well as the production well characteristics, we establish an effective upscaled 1D model for the gas pressures in fracture and matrix as well as the volumetric flux. We analyse the decline curves behaviour, and we identify the time scales that characterize the dynamics of the gas rate decline using explicit analytical Laplace space solutions of the upscaled process model. Asymptotically, the flux curves decrease exponentially, while in an intermediate regime we find a power-law behaviour, in which the flux scales with a power law in time as (t^{-beta }), where (beta ) reflects the medium heterogeneity. We use this solution to fit a set of real data displaying distinctly different decline trends and study the sensitivity of the model to the reservoir parameters in order to identify their respective controls at the different stages of the decline curve dynamics. Results indicate that the initial value of the gas rate is determined by the transmissivity of the fractures and the initial pressure of the gas in the shale matrix. The latter causes mainly a shift in the entire decline curve. The early time of decline curve shape is primarily controlled by the fracture properties (compressibility and transmissivity). During the main part of the economically valuable production times, i.e. before the production rate drops exponentially, the decline curve is strongly controlled by the properties of the shale rocks including their heterogeneity, which is modelled by two parameters describing the non-Fickian pressure diffusion effects in a stochastic framework.
ISSN: 0169-3913

hal-01217247
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01217247
DOI : 10.1007/s11242-015-0504-y

Éditeur(s) : HAL CCSD Société géologique de France
Résumé : In the western Mediterranean Sea, the Liguro-Provençal Basin (LPB) is a key area for studying passive margins because of its recent formation and abundance of onshore and offshore data. The Nerthe area located in the northern margin of LPB provides the unique continuous Oligo-Miocene deposits contemporaneous of the transition rifting to drifting. However, the age of the deposits remains debated and the link between outcrops and offshore seismic data is poorly constrained. The purpose of this paper is double. First, we intend to propose a new chronostratigraphic frame based on bio- (planktonic foraminifera, calcareous nannofossils) and magneto-stratigraphy. Second, we aim to make, through the integration of new highly time-resolved seismic data and field works, a coherent onshore-offshore link concretized by a 3D geological model. The new temporal and spatial data presented in this paper allow correlating the Oligo-Miocene sequences, defining their geometry and specifying precisely the timing of syn- and post-rift stages. The first marine transgression is now precisely dated latest Chattian within the syn-rift deposits and appears to be synchronous with the first marine deposits in the offshore wells and other marginal basins. The transition from syn-rift to post-rift appears to last 3.3 Ma at maximum, between 21.8 and 18.5 Ma (late Aquitanian to early Burdigalian). It is underlined by two major erosional unconformities bearing a hiatus of around 1 Ma. The post-rift started with a major marine transgression that is now dated from middle Burdigalian, at around 18.5 Ma, as elsewhere in the LPB. Contrarily to recent proposals, the post-rift deposits are widely represented on the northeastern margin of the "Golfe du Lion". There, the subsidence of the margin was low during the syn-rift and the transitional periods and high during the post-rift. The onset of this high post-rift subsidence appears to be synchronous with the slowdown of the Corsica-Sardinia block (CSb) motion.
EISSN: 1777-5817

hal-00558497
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00558497
DOI : 10.2113/gssgfbull.181.6.591

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
From 15 to 17 June 2011, a dedicated workshop was held on the subject of in vitro models for mammalian spermatogenesis and their applications in toxicological hazard and risk assessment. The workshop was sponsored by the Dutch ASAT initiative (Assuring Safety without Animal Testing), which aims at promoting innovative approaches toward toxicological hazard and risk assessment on the basis of human and in vitro data, and replacement of animal studies. Participants addressed the state of the art regarding human and animal evidence for compound mediated testicular toxicity, reviewed existing alternative assay models, and brainstormed about future approaches, specifically considering tissue engineering. The workshop recognized the specific complexity of testicular function exemplified by dedicated cell types with distinct functionalities, as well as different cell compartments in terms of microenvironment and extracellular matrix components. This complexity hampers quick results in the realm of alternative models. Nevertheless, progress has been achieved in recent years, and innovative approaches in tissue engineering may open new avenues for mimicking testicular function in vitro. Although feasible, significant investment is deemed essential to be able to bring new ideas into practice in the laboratory. For the advancement of in vitro testicular toxicity testing, one of the most sensitive end points in regulatory reproductive toxicity testing, such an investment is highly desirable.
ISSN: 0890-6238

hal-00876979
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00876979
DOI : 10.1016/j.reprotox.2013.04.004
PUBMED : 23612449

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Joint inversions are now commonly used in the earth sciences. They have been developed to better understand the structure of the earth, since they provide more constraints on the inverted parameters. We propose a new process to simultaneously invert several data sets in order to better image 3D crustal and upper mantle structures. Our inversion uses three kinds of data that present good complementarity: (1) P-wave receiver functions to provide Moho depth variations, (2) teleseismic delay times of P-waves to retrieve velocity anomalies in the crust and the upper mantle, and (3) gravity anomalies to image density variations at the lithospheric scale. We use a stochastic scheme, where receiver functions are first inverted. The interpolated resulting Moho depths are incorporated as a priori information into the joint inversion of teleseismic delay times and gravity anomalies process. Moreover, velocity and density can be linked by empirical relationships, which justifies the joint inversion of those parameters. In our stochastic approach, we perform a model space search for Moho variations, P-velocity, and density structure to find an acceptable fit to the three data sets. In order to preferentially sample the good data fit regions, we chose the neighborhood algorithm of Sambridge to optimistically survey the model space. We model the delay times with 3D raytracing using evenly spaced velocity-density nodes. We present here the first results given by this method on synthetic tests. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.
ISSN: 0098-3004

hal-00643158
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00643158
DOI : 10.1016/j.cageo.2010.11.017