Academic literature on the topic 'Résistivités électriques'

En terrain volcanique, les eaux de pluie s'infiltrent jusqu'à leur rencontre avec un niveau imperméable qui correspond le plus souvent au socle cristallin. Ce sont les talwegs et les lignes de crête des paléo- reliefs de ce socle dont la profondeur peut dépasser la centaine de mètres qu'il convient de détecter, parfois avec une précision décamétrique. La méthode géophysique la plus utilisée en hydrogéologie des terrains volcaniques est la prospection électrique qui fournit des coupes verticales des résistivités électriques. La morphologie du substratum imperméable ou saturé peut aussi être obtenue en mesurant en surface les potentiels électriques de polarisation spontanée (en abrégé PS) qui se forment par la percolation de l'eau infiltrée dans le terrain poreux. La base de la zone non saturée, appelée surface SPS, est calculée par une relation faisant intervenir les données PS, les altitudes et deux coefficients définis à partir des données géologiques. Cette surface indique directement les axes de circulation et les lignes de partage des eaux. Deux exemples pris sur des sites bien documentés montrent la validité de la méthode pour localiser les axes de circulation de l'eau souterraine et les limites entre bassins versants. Un troisième exemple montre les résultats PS comparés à ceux des méthodes électromagnétiques VLF et AMT. La méthode PS est légère et offre une bonne précision horizontale, mais elle demande au moins un forage d'étalonnage pour préciser la profondeur des interfaces.

La décharge non contrôlée d’ordures ménagères de Sidi Yahya se trouve à environ 7 km au sud-est de la ville d’Oujda (Maroc nord-oriental). Le tonnage total de déchets qui y sont déversés est de 1,2 à 1,5 million de tonnes pendant la période de l’exploitation (1990-2005). La surface totale qui a été entièrement utilisée est de 41 hectares. Les eaux souterraines, situées à 30 m environ sous le sol, circulent dans des terrains post-miocènes sur un substratum imperméable formé par les marnes du Miocène. Le sol est de type calcimagnésique peu profond, avec une couche plus ou moins importante de limons et d’argiles. Les eaux provenant des déchets eux-mêmes ou issues de la dégradation de la matière organique en conditions aérobies, ainsi que les eaux météoriques, en percolant à travers les déchets, s’enrichissent en divers polluants appelés lixiviats ou percolats. Afin de connaître la destination de ces percolats dans le sous-sol, une étude géophysique par imagerie électrique a été menée dans la partie dégagée de la décharge. Quatre profils de reconnaissance ont été réalisés selon le dispositif dipôle-dipôle. Les résultats de la prospection géoélectrique ont montré que les très faibles résistivités électriques (< 5 Ωm), ont été observées au sein et à l’aval direct du site de la décharge. Ces résultats mettent bien en évidence des zones électriquement très conductrices et elles indiquent la progression du panache de lixiviats dans le sous-sol. La partie centrale de la décharge est l’endroit sous lequel la contamination a atteint des profondeurs qui dépassent les 20 m. Ceci plaide en faveur d’une forte minéralisation des eaux circulant dans les formations sous-jacentes au site, dont la source potentielle est liée à une contamination par des eaux de lixiviats très minéralisées et chargées en matière organique.

Le Site Expérimental Hydrogéologique de Poitiers (SEH) a été le lieu d’implantation de deux profils de résistivité électrique, l’un de 47m et l’autre de 23m. Six acquisitions de résistivités apparentes ont été réalisées entre le 18 juillet 2023 et le 17 novembre 2023 afin de calculer les différences de résistivités avec un profil sec et d’obtenir la variation de teneur en eau du sol. Parallèlement, l’installation de différents capteurs sur une station micro-météorologique à 2 mètres de hauteur a permis l’obtention de données hydrologiques (pluviométrie, teneur en eau du sol) et la réalisation de calculs d’évapotranspiration. Après 4 mois de suivi des mesures et le calcul des différences de résistivités, une cohérence entre les données météorologiques et la géophysique est établie et les premiers résultats sont encourageants. Ils permettent d’envisager leur utilisation dans un modèle hydro-géophysique dynamique en time-lapse pour étudier le bilan hydrologique sur le SEH.

La bonne caractérisation des ensembles lithologiques des digues en terre constitue un enjeu majeur dans un contexte de prévention de rupture d’ouvrage. En effet, les conséquences d’un tel événement peuvent s’avérer potentiellement catastrophiques (pertes humaines, graves impacts environnementaux et économiques). Les méthodologies reconnues pour caractériser les digues en terre comprennent classiquement des méthodes de reconnaissance géophysiques et géotechniques de natures complémentaires. Ce travail de recherche présente une méthodologie de fusion permettant la combinaison de données issues de ces deux types de sources d’information. Ici, les données utilisées proviennent d’une campagne de reconnaissance menée sur une digue de canal EDF. Les résultats obtenus ont été préalablement publiés et présentés sous forme d’un article de revue internationale à comité de lecture. Cette campagne de terrain regroupe trois types d’informations : résistivités électriques, vitesses d’ondes de cisaillement et analyses granulométriques d’échantillons. La méthodologie de fusion introduite repose sur le cadre théorique des masses de croyance. Tout en tenant compte des spécificités de chaque méthode (répartition spatiale, imprécisions et incertitudes des données), cette approche de fusion permet de quantifier le niveau de conflit entre les sources d’information ainsi que d’associer un indice de confiance aux caractérisations proposées. Les résultats de la fusion obtenus, dans le cadre du cas d’étude présenté, mettent en évidence la capacité de cette méthodologie à discriminer les unités lithologiques (remblais fins ou grossiers avec brèches calcaires, socle marneux ou calcaire) ainsi qu’à localiser les positions d’interfaces entre unités et les niveaux de confiance associés. Ces résultats sont en cohérence avec les connaissances déjà disponibles sur le contexte géologique du site et mettent en évidence l’intérêt de combiner des informations issues de sources de nature différente afin de tirer profit de leur complémentarité. Ces travaux ont montré un potentiel prometteur pour cette méthode, tant sur une digue de canal que sur une levée. Ils seront poursuivis par une étude comparative de différentes méthodes de fusion et par la mise en application sur de nouveaux cas réels d’études.

RÉSUMÉ Au Québec nordique, les relevés géophysiques pour l'étude du pergélisol ont débuté en 1953, lors de la construction du chemin de fer reliant Schefferville à Sept-Îles. Une entente entre le Conseil national de la recherche du Canada et la Compagnie Iron Ore du Canada a ensuite favorisé l'emploi de mesures géothermiques. Dès 1962, les sondages de résistivité électrique ont servi à déterminer la répartition et l'épaisseur du pergélisol. La Compagnie Iron Ore et les chercheurs de l'université McGiII ont ensuite employé d'autres méthodes: polarisation spontanée et provoquée, électromagnétisme, infrarouge thermique et diagraphies. D'autres groupes, actifs ailleurs au Québec au cours des années 70. ont mis à profit différentes méthodes: mesures et modèles thermiques, géoradar, géocaméra. La géophysique au Centre d'études nordiques a débuté en 1973. en Hudsonie, et s'est poursuivie dans une dizaine d'autres sites. On a surtout employé la résistivité électrique accompagnée de contrôles thermiques dans le mollisol et de forages superficiels. Les développements techniques les plus importants réalisés au Centre d'études nordiques, liés aux composantes microélectroniques et aux systèmes d'acquisition de données, ont eu lieu au site expérimental de Kangiqsualujjuaq où les résultats de plusieurs méthodes sont comparés et où de nouvelles approches sont évaluées.

Le champ de palses de Poste-de-la-Baleine est situé au 55°12’55’’N et au 77°43’50’’O à une altitude de 107 m. L’aire d’étude comprend une trentaine de palses réparties sur une superficie d’environ 0,8 km2. Seulement 13 palses répondent aux exigences (formes et dimensions) de l’étude qui a porté sur la stratigraphie, la granulométrie, la géomorphologie et la géophysique. Une coupe stratigraphique généralisée comprend de la base au sommet une épaisseur indéterminée d’argile silteuse interstratifiée de minces couches de glace. Un lit de sable de 60 cm d’épaisseur contenant des blocs granitiques anguleux recouvre l’argile, et une couche de tourbe de 100 cm d’épaisseur coiffe le dépôt. Aucun noyau de glace n’a été rencontré dans la tourbe ou dans l’argile. L’épaisseur maximale de la couche active est de l’ordre de 70 cm et l’épaisseur moyenne du pergélisol obtenue au moyen de sondages électriques est d’environ 10 m. La résistivité électrique du pergélisol varie entre 2 et 20 K ft-m. Des profils thermiques longitudinaux et transversaux ont été effectués sur des palses à des profondeurs de 30 à 50 cm ainsi qu’à l’interface couche dégelée inférieure — pergélisol. Les températures les plus basses (de l'ordre de 0°C à 50 cm de profondeur) se rencontrent au centre des palses. Entre 30 et 50 cm, le gradient vertical de température est très prononcé. Sur les flancs des palses, les températures sont beaucoup plus élevées et le mollisol est en conséquence plus épais.

Cette étude vise à détecter de possibles fuites de lixiviat sur une décharge au moyen d’une tomographie de résistivité électrique 3D. Afin de contourner les limitations d’accès du site, nous utilisons 3 agencements d’électrodes non-réguliers en « double-U ». L’utilisation d’un algorithme d’optimisation pour la sélection des quadripôles et d’un maillage d’inversion tenant compte de la géométrie des membranes PEHD ont permis d’améliorer les résultats issus de l’inversion des données.

RÉSUMÉ Les plateaux palsiques étudiés sont localisés dans une vallée près de Kangiqsualujjuaq, le long de l'estuaire du George, à quelque 15 km du littoral de la baie d'Ungava. Le tond de la vallée a émergé des eaux de la mer D'Iberville et a été occupé par un lac avant 5400 BP. Une tourbière a commencé à se développer et à progresser au détriment du lac il y a environ 4500-4300 BP. L'aggradation du pergélisol près du lac actuel, au centre de la vallée, a eu lieu vers 1800-1600 BP; le soulèvement gélival a été plus tardif en bordure du plateau palsique, soit vers 800 BP. Selon les méthodes géophysiques employées en surface et dans les trous de forage (résistivité électrique, polarisation provoquée, polarisation spontanée et électromagnétisme), l'épaisseur du mollisol varie de 30 à 80 cm et celle du pergéiisol, de 3,5 m à plus de 15 m. On note également la présence de taliks sous les dépressions topographiques qui percent le plateau. La méthode de calométrie in situ et les mesures de la teneur en eau avec une sonde à neutron ont permis de déterminer la composition du mollisol et du pergéiisol. L'utilisation de toutes ces méthodes sur le même site donne une connaissance précise des propriétés physiques du milieu et une bonne perception de l'extension verticale et horizontale du pergéiisol. Le concept de morcellement des plateaux palsiques en palses isolées le long de « lignes de fusion » dans le pergéiisol est appuyé par les résultats des méthodes d'investigation électriques.

Les bioréacteurs à membranes se sont largement développés ces dernières années en assainissement des eaux résiduaires urbaines. Malgré les avantages du procédé, le colmatage des membranes engendre des contraintes économiques liées aux coûts énergétiques et au remplacement prématuré des membranes. Différentes stratégies de limitation du colmatage sont mises en place, dont l’aération séquencée des membranes à l’aide de grosses bulles. Cependant, les mécanismes d’action de cette aération et l’hydrodynamique des réacteurs restent relativement méconnus, en particulier à l’échelle industrielle et en présence de boues. Un pilote semi-industriel de filtration membranaire a été conçu et installé sur l’unité de traitement des jus de Seine Aval. Ce pilote a permis d’étudier l’impact de l’aération sur les performances de filtration en couplant une analyse statistique (systèmes d’inférence floue) et une caractérisation de l’hydrodynamique du réacteur (tomographie de résistivité électrique). Des chemins préférentiels de passage des bulles ont été observés à faible débit d’air et forte concentration en matières en suspension à l’aide de la tomographie de résistivité électrique. Ces observations fournissent des éléments d’explication aux résultats de l’arbre de décision flou focalisé sur l’analyse de l’impact du débit d’air sur la dérive journalière de perméabilité. La concentration en matières en suspension des boues et la différence de demande chimique en oxygène entre le surnageant des boues et le perméat s’avèrent être les facteurs les plus impactants pour les conditions opératoires testées. Ils traduisent l’efficacité de l’aération, que ce soit en matière de répartition du champ de bulles et/ou de relargage d’éléments colmatants. Ces résultats invitent à considérer la régulation de l’aération en fonction des propriétés des boues dans les procédés industriels.

La détection de cavités en milieu urbain est importante pour prévenir différentes causes d'accidents liés à des possibles effondrements. Les cavités sont aussi des cibles d'intérêts pour les archéologues, car les cavités oubliées sont de potentielles sources de matériel révélant des usages passés. Ces cavités sont de tailles différentes, d'origine anthropique ou non, en milieu extérieur ou sous des bâtiments. Leur taille, ainsi que les propriétés physiques du milieu extérieur dans lequel elles se situent, permettent l'utilisation de différentes méthodes géophysiques. Nous nous sommes concentrés sur l'utilisation de deux méthodes géophysiques, le radar de sol et la tomographie par mesures de résistivité électrique, pour localiser et déterminer les cavités métriques à sub-métrique dans le proche sous-sol (6 premiers mètres). Les mesures de radar de sol sont sensibles aux variations de permittivité diélectrique entre la cavité et le milieu extérieur. Nous montrons par des modélisations numériques un effet sur l'amplitude de la réfléchie en fonction du déport qui permet de discriminer entre une cavité vide et une cavité pleine d'eau. Nous étudions aussi l'amplitude de la réfléchie à incidence normale sur le toit d'une cavité à section carrée en fonction de sa profondeur et de sa taille. Nous mettons en évidence une relation logarithmique profondeur versus taille de cavité pour laquelle l'amplitude de la réfléchie est maximum pour les fréquences de prospection typiques du radar de sol. Par ailleurs nous confirmons qu'alors que les mesures radar permettent de déterminer avec précision les dimensions d'une anomalie dans un sous-sol homogène et peu conducteur, les mesures de résistivité électrique permettent elles de déterminer des zones de hautes résistivités à l'emplacement des cavités. Nous couplons ces deux méthodes géophysiques dans deux études de cas, en utilisant la profondeur des interfaces déterminées sur des radargrammes pour contraindre les modèles de résistivité inversés par l'ajout d'information a priori.

L'objectif de ce travail est de concevoir, de mettre au point, et de tester un dispositif permettant de reconnaître les variations géologiques des terrains situés en avant de la machine d'excavation, au fur et à mesure de sa progression. Dans la première partie, les différents types de tunneliers, leurs caractéristiques, leurs fonctions et leurs utilisations, sont présentés. Le rôle de la géologie dans les travaux souterrains est également expliqué par la citation des exemples d'accidents géologiques qui prouvent la nécessité d'une reconnaissance. On présente également les programmes actuels de reconnaissance pour la réalisation des tunnels, les différentes méthodes qui peuvent être destructives ou non destructives, les avantages et les inconvénients de chacune d'elles. Dans la seconde partie est développée la méthode géophysique retenue, celle des résistivités électriques. On présente les propriétés électriques des roches, les principes de la reconnaissance électrique par la connaissance des champs électrique et magnétique. Les différents dispositifs de mesure pouvant être utilisés, seront également décrit. Enfin nous aborderons brièvement les différentes possibilités de modélisation des mesures électriques. La troisième partie reprend la réalisation technique de l'instrumentation du tunnelier du chantier du métro de Rennes, par un dispositif de reconnaissance. On a recherché à évaluer expérimentalement l'influence du tunnelier sur les mesures de résistivité à l'aide d'une pièce métallique. Dans la quatrième partie, une étude paramétrique à l'aide du programme EL3DTUN, basé sur la méthode des moments, a permis de définir les intervalles dans lesquels chaque paramètre servant à définir la nature du terrain, a une influence sur le calcul de la résistivité. Cette étude servira à la l'élaboration d'une méthode d'interprétation par inversion des données. La comparaison des calculs pour deux positions différentes du tunnelier, donne une idée sur la possibilité de reconnaître une hétérogénéité de dimension équivalente au quart du diamètre du tunnelier utilisé.

On a etudie le probleme de la stabilite des proprietes electriques des thermistances a c. T. N. A faible resistivite a partir d'une recherche sur les manganites de cuivre mn::(3-x)cu::(x)o::(4) et les manganites mixtes de cuivre et nickel mn::(3-x-y)cu::(x)ni::(y)o::(4). On a obtenu des ceramiques semi-conductrices densifiees a partir de poudres de grande purete a morphologie controlee elaborees par "chimie douce", et on a etabli des correlations entre la distribution cristallographique des cations dans le reseau spinelle et les proprietes electriques. La pente de la courbe resistivite - teneur en cu a pu etre reliee aux variations de stabilite des c. T. N. Le phenomene de vieillissement de ces composants est lie a des modifications de distribution du reseau plutot qu'a une oxydation globale du materiau. La precipitation aux joints de grains de phases isolantes et stables permet de modifier l'allure des courbes resistivite/teneur en cu et d'ameliorer la stabilite sans contrainte thermique

Malgré la croissance du marché des batteries lithium-ion, les batteries plomb-acide offrent toujours des avantages que les nouvelles ne sont pas en mesure d'assimiler, notamment en termes de coût, de procédés de fabrication et des besoins réels du marché. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est de valoriser les propriétés des séparateurs PE de batteries plomb-acide qui dominent 90% du marché des séparateurs de batteries plomb-acide. Ces membranes poreuses sont principalement constituées de silice précipitée, un squelette de polyéthylène haute masse molaire (UHMWPE) et elles sont élaborées par un procédé de séparation de phase induite thermiquement (TIPS) avec de l'huile naphténique qui est ensuite extraite. La porosité résultante est ensuite infiltrée avec l'électrolyte de la batterie. Cependant, en raison de la mouillabilité limitée des pores de la membrane par l'électrolyte polaire, seule une fraction de la porosité disponible est efficace. Cette thèse se concentre sur l'amélioration d'une telle porosité mouillable par l'électrolyte afin de réduire la résistivité électrique du séparateur. La mouillabilité des pores n'est pas seulement liée à la présence de silice mais également à la nature de sa surface. Paradoxalement, la silice hydrophobe favorise la qualité du mélange et la dispersion des agrégats; tandis que la silice hydrophile favorise la mouillabilité de la porosité par l'électrolyte. Pour remplir ces critères et obtenir un matériau le plus homogène possible avec une porosité maximale accessible, une modification réversible de la surface de la silice a été réalisée par imprégnation physique de tensioactifs ou par modification chimique avant le procédé d’élaboration de la membrane. Dans un premier temps, des mesures rhéologiques des suspensions de silice dans l’huile, les isothermes de sorption, l’angle de contact et d'autres techniques ont été utilisées pour évaluer le changement des propriétés de surface de la nouvelle silice. Ensuite, les silices préparées ont été dispersées dans les membranes et la porosité, l’état de dispersion, la structure, les propriétés électriques et mécaniques ont été étudiées
Notwithstanding the growth of the market of the new lithium-ion batteries, lead-acid batteries still offer advantages that the new ones are not able to equate especially in terms of cost, manufacturing base and the actual market need. In this context, the aim of this work is to enhance the properties of lead-acid batteries PE- separators that predominate 90% of the market of lead-acid batteries separators. These porous membranes consist mainly of precipitated silica, a backbone of ultra-high molecular weight Polyethylene (UHMWPE) and they are processed using a thermally induced phase separation process (TIPS) with naphthenic oil that is subsequently extracted. The resulting porosity is thereafter infiltrated with the electrolyte of the battery. Yet, due to the limited wettability of the pores of the membrane by the polar electrolyte, only a fraction of the available porosity is efficient. This thesis focuses on the enhancement of such wettable porosity by the electrolyte in order to reduce the electrical resistivity of the separator. The wettability of the pores is not only related to the presence of silica but also to the nature of silica surface. Paradoxically, hydrophobic silica favors the blend and the dispersion of aggregates; while hydrophilic silica promotes the wettability of the porosity by the electrolyte. To fulfill these criteria and obtain a material as homogeneous as possible with maximum accessible porosity, a reversible modification of the surface of silica was realized by physical impregnation of surfactants or by chemical modification before the blending and the dispersion in the membrane. Therefore, rheological characterization of the suspensions, contact angle and sorption isotherms and other techniques were used to evaluate the change in the surface properties of the new silica. Then, these tuned silica were dispersed in membranes and the prorosity, the structure, the electrical and mechanical properties were investigated

Au Nunavik, Québec, suite à la déglaciation et aux transgressions marines le long des côtes des Baies d’Hudson et d’Ungava, des sédiments fins gélifs se sont déposés dans ces secteurs côtiers. Lors de l’émersion postglaciaire suivant le relèvement isostatique, ces dépôts marins ont été mis en contact avec l’air froid et un pergélisol riche en glace s’est formé. Les infrastructures des communautés Inuites qui se trouvent aussi le long des côtes du Nunavik peuvent donc être construites sur un pergélisol riche en glace et leurs infrastructures sont peut-être vulnérables à la dégradation du pergélisol. Cette vulnérabilité peut affecter le développement durable de ces communautés au niveau de la performance, des coûts d’entretien et de la pérennité de leurs infrastructures nordiques. Afin de répondre aux besoins en ingénierie nordique d’investigation efficace des environnements pergélisolés pour soit éviter les zones vulnérables à la dégradation du pergélisol ou soit concevoir des méthodes de mitigation de cette dégradation, des objectifs ont été fixés dans le cadre de ce projet de recherche au doctorat: 1) de déterminer un modèle géocryologique conceptuel d’une butte de pergélisol riche en glace en zone de pergélisol discontinu au Nunavik à partir de l’interprétation d’une série de cinq essais de pénétration au cône réalisés dans cette butte, 2) en tenant compte de ce modèle conceptuel et à l’aide de la modélisation directe en géophysique, de développer une approche géophysique originale basée sur différentes méthodes géo-électriques pour l’auscultation du pergélisol, 3) de tester cette approche géophysique sur la butte de pergélisol riche en glace précédente, et 4) de développer des connaissances sur la géocryologie des buttes de pergélisol au Nunavik. Le site d’études est localisé dans une vallée profonde près de la communauté Inuite d’Umiujaq sur la côte est de la Baie d’Hudson. Des environnements pergélisolés caractéristiques du Nunavik dont notamment des buttes de pergélisol riche en glace sont facilement accessibles à partir de cette communauté. La méthodologie de recherche comprend l’utilisation de la modélisation directe à partir d’un modèle géocryologique de la butte de pergélisol étudiée pour concevoir l’investigation géophysique par tomographies de polarisation provoquée et diagraphies de résistivité électrique. Des tomographies bidimensionnelles et tridimensionnelles de polarisation provoquée ainsi que des diagraphies de résistivité électrique ont ensuite été réalisées pour caractériser le pergélisol du site d’étude. L’inversion et l’interprétation de ces levés géo-électriques ont permis de définir des modèles unidimensionnels, bidimensionnels et voire même tridimensionnels de résistivité et de chargeabilité électrique du site d’étude. Le modèle géocryologique initial de la butte de pergélisol étudiée a été amélioré en tenant compte des résultats de l’investigation géo-électrique. Le coeur riche en glace de la butte de pergélisol a été délimité avec précision à l’aide de cette approche d’investigation géo-électrique. En conclusion, l’approche d’investigation géo-électrique développée dans le cadre de ce projet de recherche au doctorat pour l’auscultation bidimensionnelle et tridimensionnelle du pergélisol peut être utilisée pour identifier des zones vulnérables à la dégradation du pergélisol avant la construction d’infrastructures nordiques ou au droit de telles infrastructures déjà construites pour évaluer leur vulnérabilité.
In Nunavik (Québec), frost-susceptible marine sediments were deposited along the coasts of Hudson Bay and Ungava Bay after their deglaciation and during the subsequent marine transgression. Following the postglacial emersion due to the isostatic uplift, the marine deposits came in contact with the cold air and ice-rich permafrost formed in these deposits. Therefore, the Inuit communities located along the coasts of Nunavik may be built on ice-rich permafrost and their infrastructures may be vulnerable to permafrost degradation. This vulnerability may impact the sustainable development of these communities affecting the performance, maintenance costs and service life of their infrastructures. In answer to the needs of efficient permafrost investigation in cold regions engineering to avoid zones vulnerable or use mitigation method to permafrost degradation, the main goals of this doctoral research project are: 1) to assess a conceptual geocryological model of an ice-rich permafrost mound in the discontinuous permafrost zone in Nunavik from the interpretation of five cone penetration tests carried out in the mound, 2) taking into account the previous model and using the forward modelling approach in geophysics, to develop an innovative geophysical approach based on different geo-electrical methods for permafrost investigation, 3) to test this geophysical approach for the characterization of the previous ice-rich permafrost mound, and 4) to contribute to knowledge development on the geocryology of permafrost mounds in Nunavik. The study site is located in a deep valley near the Inuit community of Umiujaq along the east coast of Hudson Bay. Permafrost environments characteristic of Nunavik such as ice-rich permafrost mounds are found in this valley which is accessible from this community. The research methodology consists in using the forward modelling approach in geophysics taking into account the conceptual geocryological model of the studied ice-rich permafrost mound to design the geophysical investigation based of induced polarization tomography and electrical resistivity logging. Two-dimensional and three-dimensional induced polarization tomography and electrical resistivity logging were then performed of the study site. Unidimensional, two-dimensional and three-dimensional models of electrical resistivity and chargeability of the study site were found from the inversion of these geo-electrical surveys. The conceptual geocryological model was then improved by interpretating these geo-electrical models. The ice-rich core of the permafrost mound was accurately delineated using this geophysical approach. In conclusion, the geo-electrical investigation approach developed herein for the two-dimensional and three-dimensional characterization of ice-rich permafrost environments can be used to delineate zones vulnerable to permafrost degradation before the construction of northern infrastructures or along existing infrastructures to assess their vulnerability.

Combines aux mesures d'autres parametres physiques en forage ou aux releves sur carottes, les enregistrements de resistivite electrique en subsurface sont utilises pour situer et evaluer les formations geologiques (reservoirs d'hydrocarbures, sequences sedimentaires,). La resistivite electrique est mesuree a l'aide de sondes permettant d'obtenir un enregistrement en fonction de la profondeur (ou diagraphie) et est evaluee a travers le parametre resistivite electrique apparente. L'interpretation des donnees de diagraphies considere donc une mesure de resistivite non ponctuelle, de type scalaire et fortement affectee par la presence de fluide dans le forage. Principalement, la description isotrope de la formation est un frein a l'evaluation correcte des structures, souvent anisotropes, investies. La simulation numerique directe des sondes permet de palier a cet inconvenient en apprehendant les structures geologiques de maniere plus fine. La resistivite electrique est alors consideree comme une grandeur tensorielle. La simulation calcule numeriquement la reponse de la sonde confrontee aux conditions geologiques proposees, et aboutit au trace de diagraphies synthetiques. Dans cette etude, une analyse de sensibilite de la reponse de la sonde dual laterolog (dll) aux parametres de modeles theoriques simples ont permis d'evaluer son comportement face a certains phenomenes (invasion, detection d'un banc). Dans ce cadre, la simulation constitue une aide a l'interpretation et les etudes ne sont pas limitatives. Une analyse de lois d'homogeneisation a confirme l'equivalence entre la description d'un milieu de maniere discrete et une representation homogene anisotrope (a l'aide d'un tenseur de conductivite). Enfin, a l'aide de trois exemples de structures geologiques, nous avons aborde le probleme inverse en integrant a un processus iteratif la methode directe de simulation. A la suite d'une premiere estimation issue de l'ensemble des donnees disponibles, diagraphie simulee et mesures in situ sont comparees. Les parametres du modele sont ici corriges empiriquement et le modele est affine par simulations successives. Pour le modele de formation comportant plus d'un parametre, plusieurs lectures de sonde sont bien evidemment necessaires, mais l'obtention d'un modele final unique reste tres difficile du fait de la non-linearite des systemes de mesure. La resolution du probleme inverse passe donc necessairement par l'integration d'un algorithme mathematique assurant la correction automatique des parametres du modele par minimisation des ecarts entre mesure in situ et reponses simulees

De nos jours, l’utilisation des composites polymères fonctionnels s’accentue avec la progression de la recherche dans ce domaine. Les objectifs du projet de maîtrise se penchent sur deux problématiques qui touchent la détermination et l’amélioration de la résistivité électrique des mélanges polymériques. La première partie est axée sur les fonctionnalités de la fluorescence dans le domaine des polymères. Le noir de carbone provoque la diminution de l’intensité de fluorescence de l’anthracène jusqu’à l’éteindre complètement; pour un pourcentage aux alentours de 1% dans les films de polypropylène et jusqu’à 4x10-3 mol\L en solution de chloroforme. La deuxième partie a pour objectif d’améliorer la moulabilité des plaques bipolaireset et d’étudier l’effet de l’élastomère sur la résistivité électrique du mélange polyfluorure de vinylidène/polyéthylène téréphtalate/ noir de carbone /graphite. La résistivité électrique diminue en augmentant la concentration de noir de carbone et en ajoutant 5% à 7,5% de d’élastomère.
Nowadays, the use of composites increases with the progress of research. From this context, this work has been prepared for the master project. The project objectives are addressing two issues that affect the determination and the improvement of the electrical resistivity of polymer blends. The first part focuses on the features of the fluorescence in the field of polymers. The carbon black is acting as quencher; it causes the decrease of the fluorescence intensity of the anthracene to turn it off completely for a percentage of 1% in the films and 4x10-3 mol/L of chloroform solution. The second part studies the effect of a thermoplastic elastomer, on the electrical resistivity of the composite polyvinylidene fluoride /polyethylene terephthalate/ carbon black/graphite. It was observed that the electrical resistivity of the blends decreases with increasing carbon black concentration and the addition of 5% and 7.5% of the elastomer.

Le potentiel rédox et la conductivitée du fluide d'un panache de contamination sont deux paramètres clefs pour la surveillance des sites contaminées. L'objectif de ce travail de thèse est de montrer que les méthodes de résistivité et de potentiel spontané apportent des informations spatialisées sur ces deux paramètres. Ces méthodes permettent ainsi de minimiser et d'optimiser l'implantation de piézomètres de contrôle. L'application de la méthode de résistivité électrique sur le site d'Entressen en Provence (C.E.T. de Classe 2) a permis d'obtenir une carte de la conductivité du fluide de l'aquifère, définissant ainsi l'extension du panache de contamination. Les signaux de potentiel spontané mesurés sur les sites contaminés sont associés à l'écoulement de l'eau dans le sous-sol (phénomène d'électrofiltration) et à la présence de contaminants organiques (phénomène que nous appelons "électro-rédox"). Les études antérieures avaient mis en évidence l'existence d'anomalies de potentiel spontané aux abords de sites contaminés, sans pour autant parvenir à expliquer physiquement ce phénomène. Nous avons donc développé un modèle de (bio)-géobatterie naturelle, dans lequel les bactéries jouent le rôle de transfert d'électrons entre la zone réduite du panache et la zone oxydée. Le courant électrique qui en résulte est à l'origine des anomalies de potentiel électrique mesurées à la surface du sol. Pour valider ce modèle, nous avons réalisé des expériences de terrain (Entressen en Provence et Trecate en Italie) ainsi que des expériences en cuve en présence de bactéries sulfato-réductrices. Les résultats de terrain et de laboratoire sont en accord avec le modèle, montrant un couplage linéaire entre potentiel spontané et potentiel rédox.

Ce travail de thèse s’intéresse à la fiabilisation du diagnostic de corrosion des ouvrages en béton armé situés en milieu maritime. Dans le cadre du projet DéCoF-Ré, un ensemble de mesures non destructives a été réalisé sur plusieurs piles du pont de l'île de Ré et notamment des mesures de potentiel de corrosion de l'armature et de résistivité électrique du béton. La fiabilisation a, tout d'abord, porté sur le protocole de mesure sur site, puis sur l'interprétation des données mesurées, notamment en fonction des facteurs influant la mesure. Les résultats montrent que, dans le cas des ouvrages en milieu maritime, les interprétations en fonction des textes et recommandations actuellement disponibles dans la littérature, largement utilisés pour des structures exposées au milieu atmosphérique, peuvent conduire à des conclusions erronées indiquant un état de dégradation alarmiste. En effet, le phénomène de marnage peut induire des milieux privés d'oxygène pour lesquels les mesures concluent à la présence de zones « à risque » qui ne résultent pas forcément de la corrosion des armatures. A partir d’une vaste campagne expérimentale sur l'ouvrage, l'influence de la phase de la marée (montante ou descendante), du phénomène de marnage et de la saisonnalité sur les mesures ont été étudiés et quantifiés. En retranchant ces effets environnementaux et temporels aux données brutes, l’interprétation du diagnostic de corrosion a été fiabilisée. Ceci a été conforté et validé par des autopsies (essais destructifs), révélant l’état réel de corrosion des armatures. Enfin, une hiérarchisation des zones à réparer en priorité a été effectuée en utilisant des outils d’aide à la décision
This thesis work aims at studying the reliability of the corrosion diagnosis of reinforced concrete structures located in coastal marine environment. As part of the Project DéCoF-Ré, several non-destructive measurements were carried out on the piers of the Ré bridge in France, including half-cell potentials of the reinforcement and electrical resistivities of the concrete. The reliability firstly focused on the on-site measurement protocol and, secondly, on the interpretation of the measured data, in particular according to factors influencing the measurement. The results showed that in the case of marine structures, interpretations based on texts or recommendations available in the literature, widely used for structures exposed to atmospheric environment, may lead to erroneous conclusions indicating an overestimated degradation of the structure. Indeed, the tidal phenomenon may induce areas without oxygen for which the measurements concluded the presence of “at risk” zones that did not necessarily resulted from the corrosion of the reinforcements. Based on a major experimental campaign performed on the structure, the influence of the tide (high or low), the tidal and the seasons on the measurements was studied and quantified. By subtracting these environmental and time effects to raw data, interpretation of the corrosion diagnosis has been improved a made more reliable. This was confirmed and validated by autopsies (destructive tests), revealing the real state of corrosion of the reinforcements. Finally, a prioritization of the zones to be repaired was suggested using management's tools

Cette thèse s’intéresse à l’étude hydrogéophysique d’un petit bassin versant vosgien La Soutte à travers des prospections géophysiques et des développements méthodologiques concernant le suivi hydrogéophysique. Un suivi du potentiel spontané sur une période de plus de deux ans met en évidence des variations importantes du potentiel qui sont cependant difficiles à interpréter actuellement en terme de dynamique d'écoulements. La mesure en continu des variations de température du sous-sol a permis de caractériser les variations du contenu en eau du sous-sol et de caractériser l'épaisseur maximale de la zone non saturée égale à 15 cm. Enfin, la tomographie de résistivité a été utilisée pour caractériser le transport d’un panache de sel dans le sous-sol (20 cm/jour) d'une zone saturée du site. Une loi d'Archie calibrée par des mesures in situ permet de calculer les concentrations en sel qui sont comparables à celles obtenues par modélisation hydraulique du transport du sel
This thesis concerns the hydrogeophysical study of a small water catchment called La Soutte through different geophysical prospecting methods and methodological developments concerning hydrogeophysical monitoring (i. E. , the time monitoring of physical parameters and properties related to underground flows). Streaming potential monitoring over a period of two years shows strong potential variations which are however difficult to interpret in term of flows dynamic. The continuous measurement of underground temperature variations allowed to characterize variations of soil water content and to characterize the maximal vadose zone thickness equal to 15 cm. Finally, resistivity tomography was used to characterize the transport of a salt plume in the ground (20 cm/day) in a saturated zone of the site. An Archie's law calibrated by in situ measurements allows to calculate salt concentrations that are comparable to those obtained by hydraulic (diffusive-advective) modelling of salt migration

La résistivité électrique des roches est un paramètre sensible à leur nature, à la composition des fluides présents et à la température. A l’intérieur d’un volcan, elle peut varier dans le temps sous l’effet de différents phénomènes. Cette dynamique interne peut donc être appréhendée avec des mesures, répétées dans le temps, qui permettent d'accéder à la distribution des résistivités électriques en profondeur. Ces approches, décrites dans ce chapitre, restent encore expérimentales, mais elles viennent progressivement enrichir l'arsenal des méthodes de surveillance.