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Rozprawy doktorskie na temat „Modélisation géologique structurale 3D”
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Guyonnet-Benaize, Cédric. "Modélisation 3D multi-échelle des structures géologiques de la région de la faille de la moyenne Durance (SE France)". Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10050.
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La complexité des structures géologiques en Moyenne Durance rend difficile la caractérisation et l’évaluation du risque sismique dans cette région. La compréhension 3D des structures nécessite l’utilisation de techniques modernes de modélisation numérique pour réaliser des modèles 3D du substratum géologique qui soient cohérents à différentes échelles, pour effectuer des simulations des mouvements sismiques. Pour réaliser des modèles 3D géologiques, nous avons harmonisé des bases de données géologiques et géophysiques hétérogènes (forages pétroliers, sondages géotechniques, profils sismiques, profils géophysiques H/V, cartographie géologique haute et basse résolution, datations biostratigraphiques, ...) dans le géomodeleur 3D gOcad. La réalisation des modèles 3D permet de caractériser la géométrie 3D des principales structures tectoniques en Moyenne Durance, notamment la Zone de failles de la Moyenne Durance (ZFMD) ainsi que la géométrie haute résolution du substratum géologique de la vallée de Cadarache, notamment de son remplissage sédimentaire tertiaire. Notre étude permet de préciser la géométrie 3D de la ZFMD et son rôle sur les structures géologiques adjacentes. La ZFMD constitue une zone de transfert qui limite l’extension latérale et modifie la géométrie des plis et chevauchements. Les structures tectoniques en Moyenne Durance sont caractérisées par une déformation de type thin-skin. La tectonique salifère joue un rôle important dans cette déformation (niveau de décollement, formation et géométrie 3D des plis). A l’échelle de la vallée de Cadarache, l’étude géologique des affleurements couplée à l’étude géostatistique des sondages permet de réaliser une simulation en 3D de la répartition spatiale des faciès et de proposer un modèle sédimentaire 3D du remplissage tertiaire de la vallée. Il est caractérisé par une sédimentation en deux étapes : une première phase de remplissage par des apports détritiques importants en provenance du Sud-Est, liés au démantèlement du massif des Maures-Estérel, une deuxième phase de remplissage par des dépôts d’environnement fluviatile méandriforme à forte sinuosité et à dominante de sables. Enfin, l’imbrication multi-échelle des modèles 3D a permis d’expliquer la formation de la vallée de Cadarache dans le contexte géodynamique de la région de la Moyenne Durance au Tertiaire, et notamment sous l’influence de la compression pyrénéenne et de la ZFMD sur la région de la Moyenne Durance et sur la vallée de CadaracheThe complexity of geological structures in Middle Durance region makes difficult the characterization and evaluation of seismic risk in this region. Understanding these structures in 3D requires to use modern techniques of 3D digital modelling in order to achieve the 3D geological models of the bedrock with coherence on different scales, to perform ground motion simulations. Building 3D geological models need to normalize heterogeneous geophysical and geological databases (oil boreholes, geotechnical boreholes, seismic profiles, H/V geophysical profiles, high and low resolution geological mapping, biostratigraphic dating,...) in the 3D software gOcad. The realization of 3D geological models allows to characterize the 3D geometry of main the tectonic structures in Middle Durance region, including the Middle Durance Fault Zone (ZFMD) and the high resolution geometry of geological bedrock of the Cadarache Valley, and in particular its tertiary sedimentary fill. Our study allows to specify the ZFMD 3D geometry and its role on the adjacent geological structures. The ZFMD is a transfer zone that limits lateral extension and changes the geometry of folds and thrusts. The Middle Durance tectonic structures are characterized by a thin-skin deformation. Salt tectonics plays an important role in this deformation (detachment level, training and 3D geometry of folds). At the scale of the Valley of Cadarache, outcrop geological study coupled with boreholes geostatistical study allows to perform a 3D simulation of the spatial distribution of facies and to propose a 3D sedimentary model for the Tertiary filling of the Cadarache Valley. It is characterized by sedimentation in two steps: a first step of filling by important detrital inputs from the Southeast, related to the erosion of the Maures-Esterel massif, a second step of filling by deposits of fluvial meandering sand-dominant environment with high-sinuosity. Finally, building multi-scale 3D models allows explaining the formation of the Valley of Cadarache in the geodynamic context of the Middle Durance region at Tertiary times, and particularly under the influence of the Pyrenean compression and ZFMD on the Middle Durance region and the Valley of Cadarache
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Laouici, Imadeddine. "Geological knowledge formalization and automation of the structural interpretation process for building 3D architectures of the sub-surface". Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2024. https://theses.univ-orleans.fr/prive/accesESR/2024ORLE1072_va.pdf.
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Les systèmes actuels utilisés pour construire des modèles géologiques structuraux 3D offrent des solutions performantes pour les représentations géométriques, mais reposent souvent sur les interprétations des experts et le formalisme mathématique en place. L'un des principaux verrous scientifiques réside dans l'incapacité de ces systèmes à s’impliquer dans le processus d’interprétation, en raison de l’utilisation tacite des connaissances par les experts. Cela entraîne des difficultés dans le partage et l'intégration des connaissances au sein des systèmes, ainsi qu'une complexité accrue pour reproduire et communiquer les modèles. Ce travail de recherche explore une approche innovante de modélisation, axée sur la notion d'interprétation et l'utilisation explicite des connaissances. Deux contributions majeures sont proposées : un formalisme pour l’interprétation et un cadre ontologique pour formaliser les connaissances mobilisées par les experts durant le processus de modélisationCurrent systems used to build 3D structural geological models offer essential solutions for geometric representations, but often rely on expert interpretations and the existing mathematical formalism. One of the scientific challenges is the inability of these systems to be deeply involved in the interpretation process due to the tacit use of knowledge by experts. This leads to problems of sharing and integrating knowledge in systems, as well as issues in reproducing and communicating models. This research explores an innovative modeling approach, centered on the notion of interpretation and the explicit use of knowledge. In this context, two major contributions are proposed: an interpretation formalism supported by a prototype algorithm, and an ontological framework to formalize the knowledge used by experts during the modeling process
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Godefroy, Gabriel. "Modélisation cinématique et stochastique des failles à partir de données éparses pour l’analyse des incertitudes structurales". Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0052/document.
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Le manque et l’ambiguïté des observations géologiques ainsi que le choix des concepts utilisés pour leur interprétation ne permettent pas de représenter les structures géologiques avec certitude. Dans ces travaux de thèse, je m’intéresse à l’estimation des incertitudes associées à la représentation des structures faillées à partir de données éparses. Une première contribution de cette thèse est l’étude des incertitudes d’interprétation lors de l’association des observations pouvant appartenir à une même faille. Des règles numériques, traduisant les concepts et les connaissances utilisés pendant l’interprétation structurale (telles que les orientations et les dimensions des structures) assurent la reproductibilité de l’interprétation. Chaque scénario d’association est représenté par un métamodèle reposant sur la théorie des graphes. Je présente une méthode numérique d’interprétation multi-scénarios basée sur ce formalisme. Son utilisation montre que la dimension combinatoire du problème rend faible la probabilité de trouver la bonne association et que le choix des règles perturbent les associations obtenues. Une seconde contribution est l’intégration d’une distribution théorique du déplacement sur le plan de failles normales et isolées pour assurer la cohérence cinématique des modèles structuraux en trois dimensions. Je présente un opérateur cinématique pour déplacer numériquement les structures à proximité d’une faille non nécessairement plane. Le champ de déplacement est paramétré par deux profils décrivant l’évolution du rejet sur la surface de faille (TX et TZ), un profil d’atténuation dans la direction orthogonale à la surface de faille (TY) et une valeur de déplacement au centre de la faille (Dmax). Ces paramètres sont choisis à partir des observations structurales par optimisation numérique. L’utilisation de cet opérateur permet de valider des interprétations structurales et d’assurer la cohérence cinématique des modèles structuraux construits à partir de données éparses et/ou dans des contextes de déformation polyphasée. Les méthodologies présentées sont testées et discutées en utilisant deux jeux de données. Le premier est composé de neuf lignes sismiques 2D acquises au large du Maroc (marge d’Ifni) qui imagent un socle cristallin faillé. L’interprétation de ces données éparses est guidée par des connaissances dérivées de l’étude d’un affleurement proche. Cependant, l’association des observations appartenant à la même faille ainsi que la chronologie de la mise en place des structures restent fortement incertaines. Le second jeu de données utilisé est situé dans le bassin de Santos, au large du Brésil. Des failles normales y recoupent une série sédimentaire bien stratifiée. Elles sont imagées par un cube sismique de haute résolution. Des observations éparses synthétiques en sont extraites pour tester l’approche. La qualité des données sismiques 3D donne une bonne confiance dans le modèle de référence. Cela permet de tester les méthodes numériques et les règles géologiques développées dans cette thèse pour estimer les incertitudes structuralesThe sparsity and the incompleteness of geological data sets lead geologists to use their prior knowledge while modeling the Earth. Uncertainties in the interpretation are an inherent part of geology. In this thesis, I focus on assessing uncertainties related to the modeling of faulted structures from sparse data. Structural uncertainties arise partly from the association of fault evidence explaining the same structure. This occurs especially while interpreting sparse data such as 2D seismic lines or limited outcrop observations. I propose a mathematical formalism to cast the problem of associating fault evidence into graph theory. Each possible scenario is represented by a graph. A combinatorial analysis shows that the number of scenarios is related to the Bell number and increases in a non-polynomial way. I formulate prior geological knowledge as numerical rules to reduce the number of scenarios and to make structural interpretation more objective. I present a stochastic numerical method to generate several interpretation scenarios. A sensitivity analysis, using synthetic data extracted from a reference model, shows that the choice of the interpretation rules strongly impacts the simulated associations. In a second contribution, I integrate a quantitative description of fault-related displacement while interpreting and building 3D subsurface models. I present a parametric fault operator that displaces structures closely surrounding a fault in accordance with a theoretical isolated normal fault model. The displacement field is described using the maximum displacement (Dmax), two profiles on the fault surface (TX and TZ), and a third profile representing the displacement attenuation in the normal direction to the fault surface. These parameters are determined by numerical optimization from the available structural observations. This kinematic fault operator ensures the kinematic consistency of structural models built from sparse data and/or in polyphasic deformation contexts. These two modeling methodologies are tested and discussed on two data sets. The first one contains nine seismic lines imaging a faulted and fractured basement in the Ifni Margin, offshore Morocco. The interpretation of these lines is guided by orientation measurements coming from a nearby onshore field analog. However, uncertainties remain on the association of observations and on the structure chronology. The second data set is located in the Santos Basin, offshore Brazil. A seismic cube exhibits normal faults within a layered sedimentary sequence. I build a reference structural model from this high quality seismic data. The kinematic and stochastic methodologies can be tested and discussed on synthetic sparse data extracted from this known reference model
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Souloumiac, Pauline. "Mécanismes 3D de ruine en géologie structurale : approches numérique et analogique". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453317.
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Le premier but de cette thèse est d'étudier les séquences de chevauchements dans les prismes d'accrétion et les chaînes plissées grâce au calcul à la rupture. La méthode, issue du génie civil, est adaptée ici à la géologie structurale dans l'objectif de détecter les modes de rupture au cours du plissement. Cubas et al. (2008) ont appliqué l'approche externe, de façon analytique, sur des séquences de chevauchements, prédisant ainsi la position des failles, l'évolution de la séquence et la borne supérieure à la force tectonique. L'approche complémentaire, l'approche interne, donne les distributions de contraintes à chaque pas de raccourcissement ainsi que la borne inférieure à la force tectonique. Ce problème d'optimisation est basé sur la discrétisation de la structure, dont les inconnues sont les contraintes nodales. La validation de cette méthode sur un bloc rectangulaire pouvant glisser sur un niveau de décollement (Hafner, 1951) permet d'identifier deux modes de rupture : activation totale du décollement sans rupture dans le matériau ou pas d'activation du décollement avec rupture dans le matériau. L'application sur un pli de rampe met en évidence les systèmes de failles conjuguées classiques : rampe - rétro-chevauchement, et les zones en extension au sommet de la couche qui étaient encore peu connues. Une modélisation par éléments finis de l'initiation d'un pli de rampe donne les mêmes contraintes que celles obtenues par optimisation, pour un coût de temps calcul plus important. Le deuxième objectif de cette thèse est d'étudier les mécanismes de ruine en 3D dans les prismes d'accrétion. La méthode proposée est basée sur l'approche externe numérique, le champ de vitesse virtuel étant construit sur la discrétisation de la structure. Une validation en 2D montre que ce schéma numérique permet de retrouver la criticalité du prisme au sens de Dalhen (1984). En 3D, la pente topographique d'un prisme triangulaire est choisi pour varier latéralement, d'un côté sous-critique et de l'autre super-critique. La déformation est localisée du côté sous-critique et diffuse du côté super-critique. L'influence de la friction sur le mur de poussée et sur les murs latéraux du prisme est également étudiée. Suivant la valeur de l'angle de friction sur le mur de poussée, il existe deux modes distincts de rupture : une rampe ou un système rampe - rétro-chevauchement. L'angle de friction sur le mur latéral du prisme entraˆine une déformation verticale sur 1.5 fois l'épaisseur du prisme. Le troisième but de cette thèse est d'étudier les effets 3D en boite de sable, en faisant varier la géométrie de la boite et celle du prisme. Une boite étroite et une épaisseur de sable importante implique une déformation contrôlée entièrement par les frottements sur les vitres latérales. L'évolution de cette déformation est observable sur l'enregistrement des forces de chaque côté de la boite. La géométrie de la boite et du système de compression influe de façon qualitative sur la position du mode de ruine dans la boite pour une même géométrie de prisme.
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Mejía-Herrera, Pablo-Eliécer. "Apport de la modélisation 3D et de la restauration structurale dans la compréhension des gisements de matières premières minérales". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0308/document.
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L'objectif de cette thèse est d'expliquer les avantages qu'offrent la reconstruction de l'architecture des unités géologiques, leurs déformations ainsi que leurs variations au cours du temps à l'exploration de ressources minérales, tout en appliquant des méthodes et outils de modélisation 3D et 4D. La modélisation et la restauration structurale sont utilisées ici pour estimer des attributs géologiques qui peuvent aider à la compréhension de la formation des gisements, et à l'identification des zones favorables aux minéralisations. Cette thèse est axée sur l'application de la modélisation 3D et 4D à des cas réels pour trouver le lien entre une minéralisation et des processus géologiques tel que l'exhumation des terrains, l'activité des failles et la fracturation résultant d'un évènement de déformation. Ce mémoire est organisé en trois parties : (i) la modélisation structurale ainsi que la restauration surfacique ont été appliquées au district minier de la Ceinture de Cuivre de Legnica-Glogów (sud-ouest de la Pologne), pour estimer les conditions favorables à la fracturation hydraulique. Cette fracturation est intervenue dans le nord de l'Europe lors d'une phase d'inversion à la fin du Crétacé et au début du Paléocène. Dans notre hypothèse de départ, la fracturation hydraulique développée au cours de cette période a joué un rôle important dans la distribution en cuivre observée aujourd'hui dans le district minier ; (ii) la courbure des surfaces triangulées, représentant les horizons de la région des Sudètes polonaises, permet de mettre en évidence les systèmes de failles dans le socle. En particulier, des méthodes de restauration surfaciques ont été utilisées pour évaluer l'activité de des failles au cours du temps, en se basant sur la courbure des surfaces obtenues à chaque étape de la restauration. Les zones de fortes activités sont ici associées aux processus de minéralisation cuprifère de la région ; (iii) la restauration mécanique de la région de Mount Pleasant (Australie occidentale), a permis de simuler un évènement de raccourcissement apparu dans l'Archéen et qui est lié à un processus de minéralisation aurifère. La restauration mécanique est appliquée pour estimer le champ des déformations de la région au moment du raccourcissement. Avec ce champ de déformation, il est possible de calculer les paramètres d'endommagement de la masse rocheuse qui semblent liés aux zones aurifères situées hors des systèmes principaux de failles. Cette thèse a ainsi permis de mettre en évidence l'aspect prometteur de la modélisation et de la restauration structurale pour identifier des zones potentiellement minéralisées, mettant en valeur leur utilisation pour l'exploration des gisements et des ressources minéralesThe objective of this Ph.D. thesis is to apply 3D and 4D modeling methods to reconstruct the architecture and deformations over time of geological entities in a defined region. Structural restoration modeling is used here to estimate geological, physical and structural attributes for understanding the origin of ore-deposits, and for identifying potential mineralized areas. We focused this thesis on 3D and 4D modeling on real case studies with different geological contexts (e.g. uplifting, fault activity and shortening), demonstrating the advantages and drawbacks on their use for similar situations. This thesis is organized into three parts: (i) the application of structural modeling in the mining district of the Copper Belt of Legnica-Glogów (south-west Poland). A surface-restoration approach was applied to estimate favorable conditions for hydraulic fracturing during an inversion, occurred in the northern part of Europe at Late Cretaceous--Early Paleocene. In our hypothesis, hydraulic fracturing developed at that time played an important role in the distribution of copper content observed in present days in the mining district. (ii) The curvature calculated on triangulated surfaces that represent the stratigraphic horizons in the Fore-Sudetic region (Poland), are used to highlight the fault systems in the basement as well as their activity. High curvature values reveal the fault activity which is associated with the copper mineralization process in the region. (iii) Mechanical restoration of the Mount Pleasant, Western Australia, simulates an Archean shortening event which occurred in the area linked to the gold mineralization process. The mechanical restoration was used to estimate the strain field in the region at the time of shortening. This deformation field was used to estimate the damage parameters of the rock mass. They show new potential gold areas located in off-fault gold systems. In conclusion, it is shown that 3D modeling and structural restoration could be used to identify potential favorable zones for the presence of mineralization, and seem promising as a tool for the exploration of ore-deposits and mineral resources
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Gabalda, Sunsearé. "Processus d'exhumation dans les Alpes occidentales : modélisation géométrique et reconstitution géodynamique sur la transversale Chartreuse-Maurienne, une approche multi-échelle". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005248.
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Des expertises géologiques effectuées pour le projet de liaison TGV Lyon-Turin (collaboration avec le BRGM) ont abouti à la réalisation de modèles géométriques 3D effectués dans les secteurs clés du projet. Ces modèles ont aidé à la décision en termes d'interprétation géométrique et ont permis de dessiner une nouvelle coupe géologique détaillée de la vallée de la Maurienne (coupe réalisée par le BRGM). Combinée aux données profondes du profil Ecors, elle est utilisée pour construire une coupe d'échelle crustale au travers des Alpes Occidentales. Le prolongement de cette coupe vers les zones externes est extrait des travaux de Philippe Y.(1994), depuis le massif de Belledonne jusqu'au bassin d'avant pays. Nous proposons une série de reconstructions géodynamiques équilibrées de cette transversale depuis le Crétacé supérieur en utilisant : une reconnaissance détaillée des structures rencontrées le long du profil, une compilation des chemins pression-température-temps de chaque unité et le calendrier de formation des bassins d'avant-pays successifs. L'estimation des pics de températures via la spectrométrie Raman sur la matière organique dans les métasédiments (méthode RSCM), révèle la structure thermique à haute résolution du prisme de subduction depuis le domaine ultra-dauphinois jusqu'aux zones les plus internes et s'avère être un atout majeur pour la compréhension des mécanismes d'exhumation sur cette transversale. Ces reconstructions nous conduisent à discuter les mécanismes d'exhumation des unités de haute pression et l'interaction entre les chevauchements principaux et les failles normales qui accommodent en partie la remontée des unités profondes des Alpes Occidentales.
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Perrouty, Stéphane. "Évolution structurale de la ceinture minéralisée d'Ashanti, SO Ghana". Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1796/.
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La ceinture Paléoprotérozoïque d'Ashanti, au sud-ouest du Ghana, est l'hôte de nombreux gisements d'or, de classe mondiale, tels les gisements d'Obuasi (60 million d'onces) et de Tarkwa (40 millions d'onces). La caractérisation de l'évolution structurale et magmatique régionale permet d'éclaircir le contexte géotectonique de formation de ces gisements et ainsi fournir des pistes pour de futures explorations. Ainsi, au cours de ces travaux de thèse, ont été réalisés : (1) une nouvelle carte géologique et structurale de la région, en accord avec les observations de terrains et les données de géophysique aéroportée, (2) une étude détaillée du gisement d'or précoce de la mine de Wassa, (3) une étude de l'évolution du magmatisme au cours de l'Orogénèse Eburnéenne et (4) un modèle tridimensionnel de la ceinture d'Ashanti mettant en évidence un possible contrôle litho-structural sur la localisation des minéralisationsThe Paleoproterozoic Ashanti Belt hosts numerous world class gold deposits such as the Obuasi deposit (60 million ounces) and the Tarkwa deposit (40 million ounces). Characterising the regional structural and magmatic evolution provides new insight into the geotectonic context forming these deposits. In this work, we propose (1) a new geologic and structural map of the area using field observations and airborne geophysical data, (2) a structural context of early gold mineralisation in the Wassa mine, (3) an interpretation of the magmatic evolution during the Eburnean Orogeny and (4) a three-dimensional model of the Ashanti Belt showing possible litho-structural control of the mineralisations
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Bellot, Jean-Philippe. "La structure de la croûte varisque du Sud-Limousin (Massif-Central français) et ses relations avec les minéralisations aurifères tardi-orogéniques : apport des données géologiques, gitologiques, géophysiques et de la modélisation 3D". Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20214.
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Légaré-Couture, Guillaume. "Hydrostratigraphie et modélisation géologique 3D du sud-ouest de la Mauricie". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2013. http://depot-e.uqtr.ca/7310/1/030621770.pdf.
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Gonçalvès, Julio. "Modélisation 3D de l'évolution géologique du bassin de Paris : implications diagénétiques et hydrogéologiques". Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066526.
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Aug, Christophe. "Modélisation géologique 3D et caractérisation des incertitudes par la méthode du champ de potentiel". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001077.
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Durand-Riard, Pauline. "Gestion de la complexité géologique en restauration géomécanique 3D". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL055N/document.
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La restauration est un outil de géologie structurale qui a prouvé son utilité dans divers domaines, tels que la compréhension des mécanismes de déformation, la prédiction de fractures, la validation de modèles structuraux, etc. En 3D, l'approche géomécanique est particulièrement prometteuse, puisqu'elle permet non seulement de connaître la déformation en tout point du modèle, mais aussi de prendre en compte les contrastes de propriété des matériaux. Cependant, elle nécessite un maillage tétraédrique du modèle dont la génération est à ce jour très difficile dans le cas de modèles à géométrie complexe (réseaux de failles interconnectés ou à faible rejet, discordances ou amincissements de couche). La modélisation implicite consiste à représenter les horizons stratigraphiques par des isovaleurs de propriété, ce qui permet de s'affranchir de la plupart des contraintes de maillage. Dans une première partie, une méthode de restauration géomécanique 3D applicable à des modèles implicites est présentée. La deuxième partie de ce travail s'intéresse à l'application de celle-ci à des cas complexes. Dans ce cadre, de nouvelles lois de comportement géomécaniques et conditions aux limites ont été développées, et des études de sensibilité à ces paramètres ont été menées. Ces travaux sont illustrés sur un bassin pétrolier complexe situé dans le delta du Niger où la restauration permet de définir une chronologie de déformation. Enfin, la troisième partie présente l'intégration d'une méthode de décompaction isostatique en volume au sein du processus de restauration 3D. Appliquée au synclinal des grès d'Annot (SE de la France), cette méthode permet de caractériser l'histoire de déformation et d'enfouissement du bassinRestoration is a structural geology tool which usefulness has been shown in various fields, such as the understanding of deformation mechanisms, fracture forecasting, or structural models validation. In 3D, the geomechanical approach is particularly promising as it allows the deformation at any point in the model to be infered, but also to account for material property contrasts. However, it requires to generate a tetrahedral mesh, a step that may be, so far, extremely difficult, particularly when the geometry of the model is complex (interconnected faults, faults with small throws, unconformities or layer pinch-out).Implicit modeling consists in representing stratigraphic horizons by property isovalues, allowing most meshing issues to be overcame. In a first part, a geomechanical restoration method suitable for implicit models is presented. The second part of this work focuses on the application of this method to complex cases. New behavioral laws and boundary conditions have been developed, and sensitivity studies to these parameters have been performed. This work is applied to a petroleum basin located in the Niger delta toe where the restoration allows the structural evolution of the system to be constrained. The last part presents the integration of a 3D isostatic decompaction method into the 3D restoration process. Applied to the Annot Sandstones syncline (SE France), this method allows to characterize the deformation and burial history of the basin
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Cheaito, Mohamad. "Approche de la modélisation d'objets géologiques déformés. Conception, structure logique et algorithmique, résultats". Phd thesis, Saint-Etienne, 1993. https://theses.hal.science/tel-00838753.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Ce travail prend place au sein d'une recherche sur la modélisation 3d des scènes géologiques. Son apport spécifique est le suivant: 1) une réflexion générale est menée sur la géométrie des principaux types de corps géologiques ; 2) une réflexion est également menée, au vu notamment des travaux réalisés antérieurement ; 3) à la suite de cette réflexion d'ensemble, nous centrons la réflexion sur un problème particulier: celui de la modélisation d'objets de forme quelconque susceptibles d'être déformés ou d'être composés entre eux. Nous montrons que la question essentielle sous-jacente a une modélisation est celle du choix d'une structure de données ; 4) définition d'une structure hybride, l'arbre BSP mixte ; 5) au terme de la réflexion, nous avons construit le logiciel granite.
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Cheaito, Mohamad. "Approche de la modélisation d'objets géologiques déformés : conception, structure logique et algorithmique, résultats". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838753.
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Ce travail prend place au sein d'une recherche sur la modélisation 3d des scènes géologiques. Son apport spécifique est le suivant: 1) une réflexion générale est menée sur la géométrie des principaux types de corps géologiques ; 2) une réflexion est également menée, au vu notamment des travaux réalisés antérieurement ; 3) à la suite de cette réflexion d'ensemble, nous centrons la réflexion sur un problème particulier: celui de la modélisation d'objets de forme quelconque susceptibles d'être déformés ou d'être composés entre eux. Nous montrons que la question essentielle sous-jacente a une modélisation est celle du choix d'une structure de données ; 4) définition d'une structure hybride, l'arbre BSP mixte ; 5) au terme de la réflexion, nous avons construit le logiciel granite.
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Labeau, Yannis. "Couplage de la modélisation géologique 3D et de la modélisation hydro-thermique : apport à la compréhension du système géothermique du Lamentin (Martinique)". Thesis, Antilles, 2018. http://www.theses.fr/2018ANTI0375.
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La géothermie est devenue aujourd’hui l’une des solutions pour produire de l’énergie tout en limitant significativement les émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette énergie de base renouvelable qui exploite la chaleur souterraine présente de nombreuses utilisations comme la production de chaleur, de froid et/ou d’électricité. Cependant la facilité d’accès à cette ressource n’est pas la même partout et seuls quelques sites privilégiés sont recensés dans le monde. Le réservoir géothermique doit en effet être perméable et facilement accessible.Les îles des Petites Antilles s’inscrivent dans un contexte géologique de subduction favorable à l’existence de réservoirs géothermiques. Toutefois, l’insularité et le caractère volcanique complexifient l’exploration qui nécessite des échelles spatiales plus fines. À ces difficultés s’ajoutent la proximité de la mer qui perturbe notamment les méthodes électromagnétiques, la végétation dense favorisée par le climat tropical et la forte urbanisation.Face à ces nombreux obstacles, il est indispensable d'appliquer des méthodologies adaptées qui aboutissent à l'élaboration de modèles conceptuels les plus complets et surtout les plus fiables possibles. La modélisation numérique peut y apporter une grande fiabilité et réduire ainsi le risque géologique.Une méthodologie de couplage de modèles numériques est présentée et appliquée au prospect géothermique du Lamentin en Martinique, mais vise à être adaptée aux autres îles des Petites Antilles, voire à d’autres zones insulaires et volcaniques. Le logiciel Geomodeller et la plateforme ComPASS sont les deux outils numériques qui ont été employés pour générer un modèle géologique 3D et pour y réaliser des simulations hydro-thermiques. La construction du modèle 3D apportera des éléments de compréhension et de réflexions sur la structure et le fonctionnement du système géothermique du Lamentin. La comparaison des géothermes obtenus par simulation hydro-thermique avec ceux mesurés dans les forages d’exploration profonde permettront d’éprouver certaines hypothèses sur la localisation et l’intensité de la source de chaleur responsable de l’activité hydrothermale du LamentinGeothermal energy has become one of the recognized processes to supply energy and to stop significantly the emission of greenhouse effect gases in the atmosphere. This classical renewable energy consists to extract thermal energy into the Earth and to produce heat, cooling and/or electricity. But particularly for the last case, only a few places in the world can exploit it. Indeed, the geothermal reservoir must be permeable and easily accessible.The subduction setting of the Lesser Antilles is favorable to the presence of geothermal reservoirs but its insularity and its volcanic nature have a negative impact on the exploration phases. The influence of the sea on electromagnetic methods, dense bush and the strong urban development add other obstacles. Thus, the risk of failure increases. Consequently, the localization and the characterization of the geothermal reservoir must be more precise. Facing these many constraints, it is essential to apply adapted methodologies and to build the best conceptual model as possible.The coupling of numerical models is presented and applied to the low enthalpy geothermal system of Lamentin, in Martinique. This approach could be developed for other countries with the same geodynamical context. The Geomodeller software and the ComPASS Code are the two numerical tools which have been employed to generate a 3D geological model then to simulate the hydrothermal aspect.The building of the 3D model gives elements of knowledge and thinking about the geothermal system of Lamentin and the hydrothermal simulations suggest some hypothesis on the localization and the intensity of the heat source
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Monod, Bernard. "Évolution Néogène de la partie centrale des Andes de Mérida (Venezuela) : analyse structurale, modélisation géologique et numérique d'un système en échappement". Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00492032.
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Les Andes vénézuéliennes forment une chaîne intracontinentale orientée N50°E qui commence à se soulever au Miocène moyen sous un régime de contrainte E-W lié à la convergence entre le Bloc de Maracaïbo et le bouclier Guyanais (conséquence de la subduction de la plaque Nazca sous l'Amérique du Sud). La convergence oblique est responsable d'un partitionnement de la déformation accommodée entre des chevauchements externes, le long des deux bassins d'avant pays, et le décrochement dextre de Boconó orientée N50°E et traversant la chaîne sur toute sa longueur. Dans sa partie septentrionale, la faille décrochante sénestre de Valera se connecte à la faille de Boconó au niveau d'un point triple, individualisant ainsi le Bloc de Trujillo qui s'échappe vers le NNE. Bien que la géologie des Andes de Mérida soit relativement bien décrite en surface, sa structure profonde n'est pas connue. Notre travail consiste à mieux contraindre la géométrie des failles en profondeur ainsi que l'évolution structurale de la chaîne à partir d'observations géologiques, de l'interprétation d'images de satellites et de données géophysiques. Afin de connaître l'âge d'activation de la faille de Boconó, nous avons étudié le remplissage du bassin de La González. Nous avons également réalisé des coupes géologiques équilibrées pour expliquer le fonctionnement en profondeur du partitionnement de la déformation. A partir de la trace en surface des failles de Boconó et de Valera, nous avons réalisé un modèle géologique 3D de l'échappement du Bloc de Trujillo permettant de comprendre l'importance de ce processus au sein de l'orogène.
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Desgagné, Étienne. "Conception et développement d'un SIG 3D dans une approche de service Web. Exemple d’une application en modélisation géologique". Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27472/27472.pdf.
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Plusieurs domaines d’application comme la géologie, l’archéologie, ou l’architecture requièrent une gestion explicite de la 3e dimension pour aider, appuyer et réaliser adéquatement leur processus d’analyse et de prise de décision. Mais avons-nous à disposition les outils adéquats qui gèrent explicitement cette 3e dimension tout en appuyant la prise de décision dans des contextes spatiaux? Par exemple, les outils de conception assistée par ordinateur (CAO) offrent plusieurs fonctionnalités pour réaliser la modélisation volumique, mais sont plus limités quant aux fonctionnalités d’analyse spatiale et d’interrogation des données descriptives. Les systèmes d’information géographiques (SIG) et les systèmes de gestion de base de données (SGBD) spatiaux, quant à eux, permettent de visualiser et stocker certaines formes de modèles 3D mais n’offrent que très peu des fonctionnalités de modélisation et d’analyse que ces systèmes offrent habituellement pour le 2D. Du côté de la standardisation, l’ISO et l’OGC ont commencé à réviser certains standards comme le Schéma Spatial ISO 19107 et le Geography Markup Language (GML) afin de normaliser la gestion de la 3e dimension des données géométriques.
Ce travail de recherche présente un inventaire des capacités 3D des principales géotechnologies et propose ce que nous pourrions nommer les caractéristiques fondamentales d’un SIG 3D s’appuyant sur une architecture multi tiers (client, serveur et base de données) et exploitant le concept de service Web. Cette architecture offre à partir d’un outil-client des capacités de modélisation 3D et d’interrogation des propriétés spatiales et descriptives d’un modèle 3D stocké au sein d’une base de données sur un serveur distant. Le tout, réalisé à travers le Web et implémentant les standards tels que le WFS, le GML et le Schéma Spatial ISO 19107. Pour valider ces propositions, le développement d’un prototype le Web Geological Feature Server (WGFS) a été réalisé. Le WGFS s’appuie en grande partie sur des composants logiciels open source et donne accès en lecture et en écriture à partir du logiciel CAO Gocad à des données géologiques 3D stockées en format XML dans une base de données MySQL. Son serveur d’applications (Tomcat couplé à Deegree), regroupe la logique applicative ainsi que les bases d’une bibliothèque d’opérateurs spatiaux 3D dont un premier opérateur, le 3D « bounding box », a été implémenté.Several application domains like Geology, Archeology and Architecture require an explicit management of the 3rd dimension to adequately support the analysis and decision-making process. But do we currently have the adequate tools to manage this 3rd dimension? For example, Computer Assisted Design (CAD) systems are reliable for modeling solids but have limited capability for spatial analysis and data storage. Geographic Information Systems (GIS) and Database Management Systems (DBMS) can handle visualization and storage for some 3D models but they only offer a small portion of the modeling and analysis capacities that they generally offer in 2D. Meanwhile, the International Organization for Standardization (ISO) and the Open Geospatial Consortium OGC started to update some of their standards like the ISO 19107 Spatial Schema and the Geography Markup Language (GML) in order to normalize the management of the 3rd dimension of spatial data. The current study provides a report on the capabilities of available geotechnologies to manage 3D spatial data and presents the fundamental characteristics of a new 3D-GIS based on a multi-tiered approach (client, server and database) with built-in web services. The architecture of this system provides a user with geometrical modeling, spatial analysis and querying capabilities of a 3D model stored with his descriptive properties in a database on a remote server. All this, carried out through the Web and implementing standards such as the WFS specification, the GML language and the ISO 19107 Spatial Schema. To test the feasibility of these proposals, a prototype of a Web Geological Feature Server (WGFS) is developed. The WGFS is an open source based framework that provides read/write access from the CAD software Gocad to 3D geological data (extracted from SIGEOM database) stored in XML format in a MySQL database. Its application server (Tomcat coupled to Deegree), gathers applicative logic as well as the bases of a 3D spatial operators library whose first operator, the 3D bounding box, has been implemented.
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Desgagné, Étienne. "Conception et développement d'un SIG 3D dans une approche de service Web : exemple d'une application en modélisation géologique". Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/21350.
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Plusieurs domaines d’application comme la géologie, l’archéologie, ou l’architecture requièrent une gestion explicite de la 3e dimension pour aider, appuyer et réaliser adéquatement leur processus d’analyse et de prise de décision. Mais avons-nous à disposition les outils adéquats qui gèrent explicitement cette 3e dimension tout en appuyant la prise de décision dans des contextes spatiaux? Par exemple, les outils de conception assistée par ordinateur (CAO) offrent plusieurs fonctionnalités pour réaliser la modélisation volumique, mais sont plus limités quant aux fonctionnalités d’analyse spatiale et d’interrogation des données descriptives. Les systèmes d’information géographiques (SIG) et les systèmes de gestion de base de données (SGBD) spatiaux, quant à eux, permettent de visualiser et stocker certaines formes de modèles 3D mais n’offrent que très peu des fonctionnalités de modélisation et d’analyse que ces systèmes offrent habituellement pour le 2D. Du côté de la standardisation, l’ISO et l’OGC ont commencé à réviser certains standards comme le Schéma Spatial ISO 19107 et le Geography Markup Language (GML) afin de normaliser la gestion de la 3e dimension des données géométriques. Ce travail de recherche présente un inventaire des capacités 3D des principales géotechnologies et propose ce que nous pourrions nommer les caractéristiques fondamentales d’un SIG 3D s’appuyant sur une architecture multi tiers (client, serveur et base de données) et exploitant le concept de service Web. Cette architecture offre à partir d’un outil-client des capacités de modélisation 3D et d’interrogation des propriétés spatiales et descriptives d’un modèle 3D stocké au sein d’une base de données sur un serveur distant. Le tout, réalisé à travers le Web et implémentant les standards tels que le WFS, le GML et le Schéma Spatial ISO 19107. Pour valider ces propositions, le développement d’un prototype le Web Geological Feature Server (WGFS) a été réalisé. Le WGFS s’appuie en grande partie sur des composants logiciels open source et donne accès en lecture et en écriture à partir du logiciel CAO Gocad à des données géologiques 3D stockées en format XML dans une base de données MySQL. Son serveur d’applications (Tomcat couplé à Deegree), regroupe la logique applicative ainsi que les bases d’une bibliothèque d’opérateurs spatiaux 3D dont un premier opérateur, le 3D « bounding box », a été implémenté.Several application domains like Geology, Archeology and Architecture require an explicit management of the 3rd dimension to adequately support the analysis and decision-making process. But do we currently have the adequate tools to manage this 3rd dimension? For example, Computer Assisted Design (CAD) systems are reliable for modeling solids but have limited capability for spatial analysis and data storage. Geographic Information Systems (GIS) and Database Management Systems (DBMS) can handle visualization and storage for some 3D models but they only offer a small portion of the modeling and analysis capacities that they generally offer in 2D. Meanwhile, the International Organization for Standardization (ISO) and the Open Geospatial Consortium OGC started to update some of their standards like the ISO 19107 Spatial Schema and the Geography Markup Language (GML) in order to normalize the management of the 3rd dimension of spatial data. The current study provides a report on the capabilities of available geotechnologies to manage 3D spatial data and presents the fundamental characteristics of a new 3D-GIS based on a multi-tiered approach (client, server and database) with built-in web services. The architecture of this system provides a user with geometrical modeling, spatial analysis and querying capabilities of a 3D model stored with his descriptive properties in a database on a remote server. All this, carried out through the Web and implementing standards such as the WFS specification, the GML language and the ISO 19107 Spatial Schema. To test the feasibility of these proposals, a prototype of a Web Geological Feature Server (WGFS) is developed. The WGFS is an open source based framework that provides read/write access from the CAD software Gocad to 3D geological data (extracted from SIGEOM database) stored in XML format in a MySQL database. Its application server (Tomcat coupled to Deegree), gathers applicative logic as well as the bases of a 3D spatial operators library whose first operator, the 3D bounding box, has been implemented.
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Monod, Bernard. "Evolution néogène de la partie centrale des Andes de Mérida (Vénézuela) : analyse structurale, modélisation géologique et numérique d’un système en échappement". Pau, 2009. http://www.theses.fr/2009PAUU3021.
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Bien que la géologie des Andes de Mérida soit relativement bien décrite en surface, sa structure profonde reste hypothétique. Notre travail a consisté à intégrer des données multisources tirées d’observations géologiques, d’images de satellites et de données géophysiques pour proposer un modèle de déformation de la chaîne à l’échelle de la croûte. Pour mieux comprendre le rôle de la faille de Bocono sur la structuration de l’édifice, nous avons procédé à une étude géomorpho-structurale dans le bassin de La Gonzalez dont l’ouverture est directement liée au jeu de la faille. Sur la base de coupes géologiques équilibrées, nous avons établi un modèle de déformation de type flottement orogénique qui rend compte à la fois des processus de partitionnement et d’échappement. La trace en surface des failles majeures a servi à la construction d’un modèle géologique en 3D de la chaîne, explicitant l’échappement du bloc de Trujillo dont le mouvement résulte non seulement des contraintes appliquées à ses bordures mais aussi de forces gravitaires. Enfin, une simulation numérique en 2D a permis de valider le modèle d’échappement et de mieux contraindre la distribution de la déformation qu’il génère au sein de l’orogène. Le mouvement vers le nord du bloc de Trujillo ne résulte pas uniquement du poinçonnement du bloc de Maracaïbo, qui conduit à une extrusion rigide dans laquelle la friction des failles de Bocono et Valera joue un rôle majeur. Environ un tiers de l’échappement est généré par d’autres processus, tels que de l’effondrement gravitaire au sein du bloc de Trujillo et éventuellement la traction du panneau plongeant sud Caraïbe au niveau de la bordure libreThe geology of the Merida Andes is well described at the surface, but its deep structure remains hypothetic. Our work integrated various information coming from geological observations, satellite images and geophysical data to propose a crustal scale deformation model of the mountain belt. In order to better understand the role played by the Bocono fault in the orogeny, we carried out a geomorpho-structural study in the La Gonzalez basin which opening is directly related to the movement along the fault. Based on balanced geological cross-sections and the orogenic float concept, we established a deformation model that explains both the strain partitioning and the escape processes. Major faults traces were used to build a 3D geological model of the orogen. The model shows that the escape of the Trujillo block is controlled by both lateral compression and gravity forces. Finally, we validated the escape model using a 2D numerical simulation that allows a better constraint of the distribution of the deformation. The northward movement of the Trujillo block is not only related to a rigid extrusion controlled by the collision of the Maracaibo block with the Guyana shield. Indeed, roughly one-third of the escape is taken by other processes among which gravitational collapse of the Trujillo block and possibly a slab succion of the south Caribbean subduction zone may play an important role
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Aubiès-Trouilh, Alexandre. "Exploitation et mise à disposition de nouvelles techniques de modélisation géologique 3D afin d'apprécier la géométrie des plis-failles". Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26660/26660.pdf.
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L’anticlinal de San Corneli qui se situe dans les Pyrénées centrales espagnoles, est
une structure plissée et faillée en contexte d’avant-pays de chaînes de montagnes. Cette
structure compressive s’est mise en place lors du développement de la ceinture de chevauchement
au-dessus de la plaque ibérique au Méso-Cénozoïque. Géométriquement,
l’anticlinal de San Corneli correspond à un pli de propagation (8 km x 10 km) développé
au-dessus du chevauchement de Boixòls, soit la structure la plus frontale de la
nappe de Boixòls. Des structures extensives pré-compression ont été reconnues au sein
de l’anticlinal ; il s’agit d’un réseau de failles normales et de fractures précoces ayant
joué lors du dépôt de sédiments dans des bassins extensifs au Mésozoïque.
Notre problématique de recherche est de développer une méthodologie de modélisation
3D à partir de techniques existantes pour permettre de vérifier l’influence de ces failles
normales sur le développement de l’anticlinal de San Corneli et leur effet sur la géométrie
particulière de ce pli de propagation. D’autre part, dans cette région le couvert
végétal est minimal et l’anticlinal de San Corneli affleure bien, permettant l’acquisition
de nombreuses données de surface et facilitant la modélisation de la géométrie du pli.
Afin d’avoir une meilleure compréhension des relations qui existent entre la géométrie
de formation d’un pli et les failles précoces, la modélisation 3D s’avère indispensable.
La méthodologie utilisée consiste, dans un premier temps, en une modélisation inverse
3D. Le modèle géologique volumique est restauré à l’aide du module Restauration 3D
proposé par gOcad, basée sur l’équilibrage de coupe. Cette technique permet d’obtenir
un modèle paléogéographique 3D, et ainsi d’y déduire l’emplacement et la géométrie
des failles normales préexistantes au moment du dépôt des sédiments dans le bassin.
Dans le but de tester différentes hypothèses concernant le mode de développement de
ce pli-faille nous avons effectué une série de modélisations directes 3D à partir du modèle
paléogéographique. La modélisation directe 3D consiste à revenir à l’état actuel de
déformation du modèle. Nous avons pu ainsi mieux apprécier la chronologie des évènements
qui ont affecté le pli et voir dans quelle mesure les failles précoces ont influencé
la formation du pli de San Corneli. En ce sens, nous avons pu faire ressortir que l’orientation
des failles préexistantes par rapport à la contrainte régionale compressive avait
une importance sur le devenir de ces structures.The San Corneli anticline located within the Spanish central Pyrenees, is a foreland fault-related fold. This compressive structure developed within the Boixòls thrust sheet during the emplacement of the fold and thrust belt above the Iberian plate during the Meso-Cenozoic. Geometrically, the San Corneli anticline corresponds to a fault propagation fold (8 km by 10 km). Pre-compression extensive structures have been recognized within the anticline. These syntectonic normal faults and fractures were formed during deposition of sediments in the mesozoic rifted basin. The aim of our research is to determine the influence of these normal faults on the development of the San Corneli anticline and their effect on the particular geometry of this fault propagation fold. We used 3D geometrical modeling to gain a better understanding of the relationship between the pre-existing structures and the geometry and kinematics of the fault propagation fold. Furthermore, in this area the vegetative cover is minimal and the San Corneli anticline is very well exposed giving access to numerous field data and facilitating surface modeling of the present geometry of the fold. Our methodology consists, as a first step, in reverse 3D modeling. The geological model volume is restored using the 3D Restoration plugin proposed by gOcad based on cross section balancing. This technique allows to obtain a 3D paleogeographic model, and thus to deduce the location and geometry of preexisting normal faults with depositing sediments in the basin. In order to test different assumptions about the mode of development of this fault propagation fold, we have conducted a series of 3D geometrical models directly from the paleogeographic model. The aim of 3D forward modeling is to revert to the current state of deformation of the model. We were able to better appreciate the chronology of events that have affected the fold and evaluate to what extent the early faults have influenced the kinematics of the San Corneli fold. In this sense, we were able to show that the orientation of pre-existing faults with respect to the regional compressive stress influences the way in which these faults will be reactivated, either in a vertical (reverse) or horizontal sense (strike-slip).
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Laurent, Gautier. "Prise en compte de l'histoire géologique des structures dans la création de modèles numériques 3D compatibles". Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0057/document.
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La modélisation des structures géologiques est une étape cruciale de la construction de géomodèles. Elles conditionnent la répartition spatiale des propriétés du sous-sol et la connexion des différents volumes rocheux qui le constituent. Cependant, les données disponibles s'avèrent incomplètes et incertaines. A cela s'ajoute une incertitude sur les phénomènes géologiques ayant conduit à la formation des structures modélisées. De multiples interprétations sont donc généralement possibles. Les méthodes classiques de modélisation des structures reposent principalement sur une approche géométrique, statique et déterministe. En d'autres termes, l'approche consiste à déterminer la meilleure représentation possible des structures en se fondant sur des critères qui portent principalement sur la géométrie actuelle des structures, comme la minimisation de leur courbure, et sur leur compatibilité avec les données dans leur état actuel. L'histoire tectonique des structures n'est prise en compte que de manière indirecte par le modélisateur et la compatibilité cinématique et mécanique du modèle structural reste complexe à évaluer. Cette thèse explore différentes méthodes de modélisations permettant de mieux prendre en compte l'histoire tectonique des structures. Trois approches complémentaires sont développées. La première propose un opérateur cinématique représentant les déplacements associés aux failles. Il tire son originalité du système de coordonnées curvilinéaires utilisé pour décrire l'espace de la faille et de l'intégration progressive des déplacements permettant de contrôler leur évolution. La seconde approche propose un outil de déformation pseudo-mécanique permettant l'édition interactive des modèles structuraux et la simulation approchée de l'histoire tectonique qui leur est associée. Il repose sur un algorithme de déformation original, basé sur des éléments rigides, issu du domaine de l'infographie. Enfin, une troisième approche permet de répercuter l'historique de déformation sur le système de coordonnées utilisé pour la simulation des propriétés du sous-sol. Nous montrons comment ce système peut être construit grâce à la restauration des structures. Cette approche permet de modéliser les propriétés du sous-sol en s'appuyant sur des paléodistances compatibles avec l'ensemble des hypothèses structurales, cinématiques et mécaniques établies lors de la construction de l'histoire tectonique du géomodèle. Ces différentes approches ouvrent des portes prometteuses dans la prise en compte des aspects historiques, cinématiques et mécanique dans la modélisation des structures et des propriétés du sous-sol. Elles s'attachent à accroître la compatibilité des géomodèles et à simplifier la paramétrisation des déformations géologiques afin de faciliter la résolution de problèmes structuraux par des approches inversesThe main approaches to the modelling of geological structures are mainly geometrical, static and deterministic. In other terms, their geometry and connections are determined by applying criteria based on the compatibility with available data in their current state. The evolution of the geological structures is only integrated indirectly by the modeller and the kinematical and mechanical compatibility of the produced models remain difficult to assess. This thesis explores different methods which aim at better including the evolution of geological structures in the modelling process. Three complementary approaches are developed. First, a kinematical fault operator based on a 3D curvilinear fault frame is presented. It aims at progressively deforming the structures surrounding faults. The second approach is based on a pseudo-mechanical deformation tool inspired form computer graphics, based on rigid elements. It is used to interactively editing the structures and approximately simulate their deformation history. The last proposal is to compute the paleo-geographical coordinates from the restoration of geological structures. This way, the heterogeneities are characterised based on paleo-geographic distances which are compatible with the structural, kinematical and mechanical hypotheses specified when building the geological model. These different contributions open numerous perspectives to better take into account the evolution of the geological structures when modelling the subsurface and its heterogeneities. They help us to increase the compatibility of geomodels and simplify the parameterization of geological deformation to facilitate the characterisation of geological structures by inverse approaches
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Moniot, Antoine. "Modélisation 3D de complexes ARN-protéine par assemblage combinatoire de fragments structuraux". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0339.
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La caractérisation des complexes ARN-protéine à l'échelle atomique nous permet de mieux comprendre les fonctions de ces complexes, et de définir des cibles thérapeutiques pour réguler les phénomènes biologiques auxquels ils participent. L'objet de cette thèse est de développer des outils permettant de prédire la structure d'un complexe protéine-ARN lorsque l'on connaît une structure 3D de la protéine ainsi que la structure secondaire de la partie d'ARN en interaction. Nous nous concentrons sur le cas où l'ARN est principalement sous forme simple brin (nucléotides non appariés), posant la difficulté de sa flexibilité. Une méthode d'amarrage développée dans l'équipe CAPSID repose sur l'utilisation de fragments structuraux d'ARN simple brin. Le travail de cette thèse s'est appuyé sur cette méthode pour réaliser l'amarrage de structures secondaires de l'ARN. Nous avons d'abord évalué l'apport d'une contrainte de fermeture de boucle pour l'amarrage de la boucle simple brin d'une structure en épingle, puis abordé l'amarrage des éléments double brin de ces structures, ouvrant la voie à l'assemblage du complexe entier. Cette méthode d'amarrage est dépendante de l'utilisation de bibliothèques de fragments structuraux. Ces bibliothèques sont composées de prototypes qui représentent le paysage conformationnel observé expérimentalement dans les structures d'ARN liés à des protéines. Une large partie du travail de thèse a consisté en la création et l'optimisation de telles bibliothèques de fragments. Nous avons créé l'outil ProtNAff qui permet d'extraire de la PDB des sous-ensembles de structures et de créer des bibliothèques de fragments d'acides nucléiques, suivant des combinaisons complexes de critères. Il a été conçu de façon à dépasser nos besoins, afin d'être adopté par la communauté pour le traitement de problèmes variés. Nous avons développé une nouvelle approche pour l'inférence de prototypes représentatifs d'un ensemble de conformations. L'ensemble de prototypes doit satisfaire deux contraintes contradictoires: être représentatif (au sens de la métrique) et de cardinalité aussi petite que possible. Le problème se réduit donc à celui de l'inférence d'un epsilon-réseau de cardinalité minimale. Nous le traitons dans toute sa généralité en discutant des ensembles sur lesquels sont définies les données. Notre méthode se base sur la classification ascendante hiérarchique avec comme linkage le rayon des plus petites boules englobant les points de chaque sous-ensemble. Appliquée à nos bibliothèques, cette approche a permis de réduire d'un facteur 4 leur taille, et d'autant nos temps de calcul d'amarrage, tout en améliorant leur fiabilité. Enfin, pour pallier le problème posé par les superpositions de structures deux à deux, nous avons utilisé une représentation des fragments en coordonnées internes permettant de réduire encore les temps de calcul de création des bibliothèquesThe characterization of RNA-protein complexes at the atomic scale allows us to better understand the biological functions of these complexes, and to define therapeutic targets to regulate the biological phenomena in which they participate. The aim of this thesis is to develop tools to predict the structure of a protein-RNA complex when a 3D structure of the protein is known as well as the secondary structure of the interacting RNA part. We focus on the case where RNA is mainly in single-stranded form (unpaired nucleotides), raising the difficulty of its flexibility.A docking method developed in the CAPSID team is based on the use of structural fragments of single-stranded RNA. The work of this thesis builds on this method to perform docking of RNA secondary structures. We first evaluated the contribution of a loop closure constraint for docking the single-stranded loop of a hairpin structure, and then addressed the docking of the double-stranded elements of these structures, paving the way for the assembly of the entire complex.This fragment-based docking method is dependent on the use of structural fragment libraries. These libraries are composed of prototypes that represent the conformational landscape experimentally observed in protein-bound RNA structures. A large part of the thesis work consisted in the creation and optimization of such fragment libraries.We created the ProtNAff tool that allows to extract subsets of structures from the PDB and to create libraries of nucleic acid fragments, following complex combinations of criteria. It has been designed to exceed our needs, so that it can be adopted by the community for the treatment of various problems.We have developed a new approach for inferring prototypes of a set of conformations. The set of prototypes must satisfy two contradictory constraints: to be representative (in the sense of the metric) and of cardinality as small as possible. The problem thus reduces to that of inferring an epsilon-network of minimal cardinality. We treat it in all its generality by discussing the spaces on which the data are defined. Our method is based on hierarchical agglomerative classification with as linkage the radius of the minimum balls enclosing the points of each subset. Applied to our libraries, this approach reduced their size by a factor of 4, and our docking computation time by the same amount, while improving their reliability.Finally, to overcome the problem posed by the pairwise superimposition of structures, we used a representation of the fragments in internal coordinates, allowing to reduce further the computation time for the creation of libraries
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Pizzella, Laure. "Prise en compte d’une anisotropie variable en modélisation géologique 3D par la méthode implicite du potentiel : application aux structures plissées". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2020. https://pastel.hal.science/tel-03525009.
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Les méthodes de modélisation géologique 3D ont pour but de construire des modèles numériques cohérents du sous-sol à partir de données ponctuelles échantillonnées sur le terrain ou en profondeur. Très populaires de nos jours, les méthodes dites implicites permettent de construire plusieurs champs scalaires agencés les uns par rapport aux autres et construits à partir de données de contacts d’unités géologiques et de leurs orientations respectives. Les surfaces géologiques sont ensuite extraites comme iso-potentielles de ces champs. Dans ce cadre, la Méthode du Potentiel, proposée il y a plus de 20 ans par l’École des Mines et le BRGM, utilise les outils géostatistiques, comme l’interpolation par co-krigeage, afin de reconstruire ces champs scalaires et ces surfaces. Bien qu’éprouvées, ces méthodes de modélisation montrent encore leurs limites face à quelques modèles complexes. Certaines structures géologiques, telles que les plis non cylindriques, les filons minéralisés ou les réseaux fluviatiles par exemple, présentent une structuration suivant une direction préférentielle (anisotropie) clairement identifiable localement mais variant spatialement. Très souvent, le nombre ou la répartition des données disponibles initialement ne permet pas de caractériser cette anisotropie variable correctement. Ces travaux de thèse visent à pallier ce manque en intégrant cette anisotropie comme donnée d’entrée au sein de la modélisation. Pour ce faire, deux approches ont été développées :(1) Une première approche exploite les données de dérivées premières (tangentes) ou dérivées secondes du champ de potentiel, permettant de contraindre localement l’anisotropie du champ scalaire. Cette approche est développée dans le cadre de la modélisation de plis poly-phasés, exemple emblématique de la problématique de l’anisotropie variable et de la nécessité d’action sur la courbure de surfaces. L’apport et l’usage de chacun des types de données sont comparés et discutés dans ce cadre.(2) Une seconde approche plus globale interprète le potentiel comme la convolution d’un bruit blanc par un noyau gaussien. Cette méthode permet d’introduire une expression de l’anisotropie sous forme explicite, pouvant être interpolée depuis des données d’anisotropie échantillonnées ou construite comme un a priori géologique. Enfin, le contexte de déploiement respectif de l’une ou l’autre approche développée est discuté en regard du cas d’application considéréThree-dimensional geological modelling methods aim at building relevant and coherent underground numerical models based on field-collected data. So-called implicit methods, which have been increasingly used, allow to construct a potential field from contact and orientation data of observed geological units. These numerical models allow to extract isopotential surfaces and interpret them as geological surfaces. In this framework, the “Potential Field Method”, introduced over 20 years ago by MINES ParisTech and BRGM, use geostatistical tools, like the means of co-kriging interpolation, to construct these potential fields. Despite having been extensively used, these modelling methods still exhibit some limitations when confronted to complex models. Non-cylindrical folds, mineralized veins or channel networks, among other geological structures, present a clearly identifiable and spatially variable preferential orientation, called anisotropy. Often, the amount and/or spatial distribution of available data do not allow a unique and accurate representation of the variable anisotropy. This PhD work aims at overcoming these limitations through the integration of anisotropy data as an input to the implicit method. Two approaches have been developed and studied: (1) A first approach takes advantage of first or second derivative data to locally constrain the anisotropy of the potential field. This approach was developed in the framework of polyphase foldings, an iconic example of the variable anisotropy problematic due to its inherent requirement of surface curvature constraints. For this approach, benefits of different input data are compared. (2) A second approach suggests to interpret the potential field as the convolution between a white noise and a gaussian kernel. This allows to mathematically and explicitly describe the anisotropy properties, which can either be interpolated from sampled data or built based on geologist’s interpretation. Finally, applications of either methods are compared and their respective advantages and drawbacks, in regard of the target applications, are discussed
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Fournillon, Arnaud. "Modélisation géologique 3D et hydrodynamique appliquées aux réservoirs carbonatés karstiques : caractérisation des ressources en eau souterraine de l'Unité du Beausset (SE France)". Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00830331.
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Cette thèse a pour but de contribuer à l'étude des réservoirs carbonatés karstiques par une approche intégrant modélisation géologique numérique 3D et hydrogéologie. Une méthodologie originale a été ainsi développée pour être appliquée à la caractérisation des ressources en eau souterraine de l'Unité du Beausset (Bouches-du-Rhône et Var, SE France). Cette méthodologie lie l'architecture géologique 3D du réservoir à ses propriétés hydrodynamiques extraites de son étude hydrogéologique. Cette zone est un synclinal de roches sédimentaires mésozoïques d'une épaisseur pouvant atteindre 3000m. Ces roches affleurent sur environ 650 km², et ont subi de nombreuses phases de fracturation et karstification. La synthèse des données existantes permet de définir sept intervalles lithostratigraphiques qui représentent la compartimentation verticale de l'unité. Ce découpage a servi de base à l'élaboration d'une série de coupes géologiques proposant de nouvelles interprétations structurales. Ces coupes, basées sur une récolte de données de terrain, ont permis de construire un géomodèle structural 3D du secteur. Le terrain a également fait l'objet de l'acquisition de nouvelles données hydrogéologiques : sept sources ont fait l'objet d'un suivi en continu à l'aide de sondes de conductivité électrique, température et pression (CTD) ; plusieurs campagnes hydrochimiques exhaustives ont été menées pour obtenir le contenu en ions majeurs et en isotopes de l'eau des exutoires ; deux campagnes de jaugeages ont également eu lieu. Les enregistrements CTD ont été analysés selon les techniques d'analyses des séries temporelles. Deux nouvelles méthodes de traitement du signal sont proposées pour qualifier la fonctionnalité karstique des aquifères à partir de ces enregistrements CTD. Les analyses hydrochimiques ont permis de définir des bassins hydrogéologiques d'alimentation de sources par traçage naturel. Et les jaugeages ont servis à discuter de l'établissement d'un bilan hydrique général. Ces données hydrogéologiques représentent les caractéristiques hydrodynamiques des aquifères " échantillonnés " à travers les sources. La connaissance de la géométrie 3D des couches, et de leurs propriétés géologiques et karstologiques, ouvre la voie à un changement d'échelle pour caractériser le réservoir dans son ensemble. Cette approche lie les observations de surface et de subsurface pour définir la compartimentation hydraulique de l'unité et cibler les intervalles les plus propices à l'exploitation de nouvelles ressources. La proposition de nouvelles ressources aquifères est discutée à l'échelle des sources ou à celle d'un forage profond. L'implantation de forages profonds se fait sur la base de carte de potentialité de présence de ressources aquifères. Ces cartes sont construites à l'aide du géomodèle 3D et d'une approche paramétrique de qualité des aquifères, intégrant données statiques et dynamiques. L'approche choisie pour cette étude permet donc d'intégrer dans un même cadre numérique des observations et des données, d'origines et de résolutions variées, pour caractériser un réservoir carbonaté karstique.
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Liu, Yi. "Modélisation 3D des écoulements et du transport solide dans un bassin à cavités". Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD015/document.
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La recherche sur le transport de sédiments dans les réservoirs vise principalement à optimiser la conception du réservoir dans les réseaux d’assainissement. La structure de l'écoulement, qui fait l’objet de cette recherche, représente le facteur principal de contrôle du mouvement des particules et conditionne leur dépôt. Le travail réalisé s’est basé aussi bien sur les méthodes numériques que les essais expérimentaux. La simulation numérique est traitée en utilisant trois géométries différentes, où un volume de modèle de fluide est appliqué pour le suivi de la surface libre et un modèle de phase discrète est utilisé pour calculer la trajectoire des particules, et une fonction définie par l'utilisateur basée sur la courbe de Shields est implémentée comme condition limite pour augmenter les taux de déposition simulés. Des séries d'expériences sont réalisées dans un réservoir rectangulaire avec une cavité, pour mesurer le champ de vitesses dans différentes conditions d’écoulement, et déterminer les zones de dépôts des sédiments au fond du réservoir. La comparaison entre les simulations numériques et les résultats expérimentaux montre une bonne concordance des résultats obtenus pour la prédiction des écoulements et des dépôts. L'amélioration du dépôt de particules nécessite une modification supplémentaire du modèle de suivi des particulesThe investigation on sediment transport in tanks is mainly for optimizing the design of tank in stormwater system and sewers. The flow pattern is the primary factor controlling the movement of particle. Therefore, the emphasis of this investigation is to determine the flow pattern and estimate the deposition of particle. Both computational fluid dynamics and experimental methods are applied to accomplish the research. Numerical simulation are processed by using three different geometries, where a volume of fluid model is applied for tracking the free-surface and a discrete phase model is used for calculation of particle trajectory, and an user defined function based on Shields curve is implemented to the boundary for improving the simulation on sedimentation. A series of experiments are carried out in a rectangular tank with a cavity, where velocity measurements are finished for experiments under different conditions and the sediment deposition is recorded. The comparison between numerical simulation and experimental results show better agreement in the prediction of flow, the improvement on particle deposition needs further modification in the particle tracking model
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Audouin, Olivier. "Intégration - inversion de données géologique et mesures hydrodynamiques in-situ pour le conditionnement d'un modèle 3D d'aquifère calcaire : site expérimental hydrogéologique (SEH) de Poitiers, France". Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2294.
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L'étude présentée synthétise en premier lieu les connaissances sur la géologie de l'aquifère investigué par le Site Expérimental Hydrogéologique de Poitiers et sur la structure de l'écoulement à partir de l'analyse lithostratigraphique des carottes et des données de diagraphies de puits. L'écoulement est conditionné par des structures karstiques et des fractures. Les niveaux karstiques sont contraints à l'intérieur de 3 niveaux géologiques subhorizontaux. L'interconnectivité entre ces niveaux semble être assurée par la fracturation subverticale. La caractérisation hydrodynamique des chemins d'écoulement préférentiel repose sur l'interprétation des essais par chocs hydrauliques. Un modèle a été développé, à partir de la prise en compte d'effets inertiels et d'une dimension d'écoulement non-entière. L'analyse de sensibilité montre que les deux paramètres "clé" du modèle sont la dimension d'écoulement et la conductivité hydraulique. L'interprétation des données du SEH montre une grande variabilité des valeurs de diffusivité des connexions hydrauliques. Les fortes valeurs de diffusivité permettent l'observation de réponses à grande distance du puits pompé. Les connaissances sur la géologie et la structure de l'écoulement ont été incorporées dans une modélisation du SEH basée sur une approche mixte DFN / milieu continu hétérogène. Les résultats permettent de reproduire de façon satisfaisante le comportement hydrodynamique particulier du SEH, en particulier la similitude spatiale et temporelle des courbes de rabattementsThis work synthesizes knowledge about the aquifer investigated by the Hydrogeological Experimental Site of Poitiers. Flowpath structure has been identified from lithostratigraphic core analysis and borehole logging data. The flow is governed by karstic structures and fractures. Karstic levels are constrained within 3 sub-horizontal geological levels. The interconnectivity between these levels seems controlled by the sub-vertical fractures. The hydrodynamic characterization of flowpaths is based on the interpretation of slug test. A new model has been developed, which takes into account inertial effects and fractional flow dimension. Sensibility analysis shows that the two key parameters are the flow dimension and the hydraulic conductivity. The results show that diffusivity values of hydraulic connection vary over several orders of magnitude and allow hydraulic response at far observation wells. Knowledge about geology and flowpath structure is incorporated into a model of HES based on a composite approach DFN / heterogeneous continuous medium. Results allow to reproduce satisfactorily the unusual hydraulic behavior of HES, particularly the spatial and time similarity of drawdown curves
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Segonds, David. "Intégration de l'approche paramétrique dans le géomodeleur GOCAD". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1998_SEGONDS_D.pdf.
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Les logiciels de modélisation en géologie structurale (géomodeleurs) s'appuient principalement sur l'utilisation de trois types de structure de données pour représenter les interfaces géologiques : des grilles, des surfaces paramétriques et des surfaces triangulées. Si les deux premiers types ont été largement utilisés dans le passé, le dernier prédomine aujourd'hui en modélisation structurale et se révèle être le mieux adapté pour une modélisation aisée de réservoirs pétroliers complexes. Néanmoins, les surfaces paramétriques présentent quelques avantages indéniables par rapport aux surfaces triangulées. D’une part, elles sont généralement G¹ ce qui est une condition requise pour certaines applications en géophysique ; d'autre part, elles sont interactivement manipulables ce qui permet une interprétation plus efficace des données par le géologue. Ces avantages nous ont poussés à intégrer l'approche paramétrique dans le géomodeleur GOCAD. Ce mémoire expose le résultat de notre recherche sur les trois thèmes suivants. _ Création, à partir de surfaces triangulées, de surfaces G¹ constituées d'un pavage d'éléments de surface de GREGORY. Nous avons pour cela développé une méthode originale basée sur l'algorithme de discrète smooth interpolation. _ Structure de donnée permettant d'obtenir des surfaces lisses possédant une paramétrisation globale. Ces surfaces sont créées en combinant une surface triangulée possédant une paramétrisation globale et le pavage G¹ d'éléments de GREGORY correspondant. _ Manipulation interactive de surfaces triangulées au travers de l'utilisation d'une surface paramétrique. Une méthode original, fondée sur l'utilisation de surfaces paramétriques associées, est proposée.
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Delavaud, Elise. "Simulation numérique de la propagation d'ondes en milieu géologique complexe : application à l'évaluation de la réponse sismique du bassin de Caracas (Venezuela)". Paris, Institut de physique du globe, 2007. http://www.theses.fr/2007GLOB0010.
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Ce travail de thèse est consacré au développement d'un outil numérique capable de modéliser la propagation 3D d'ondes sismiques dans les milieux géologiques complexes caractérisés par des effets de site. La méthode des éléments spectraux (SEM) est particulièrement adaptée à la problématique de la réponse sismique dans de tels milieux: estimation précise des ondes de surface, capacité à prendre en compte des géométries compliquées (topographie des surfaces libres, interfaces) et possibilité d'ajuster la résolution des longueurs d'ondes sismiques dans des conditions de milieux hétérogènes par des maillages non-structurés. Des extensions numériques de la SEM liées à la réponse de bassin ont été développées: Perfectly Matched Layers filtrantes et introduction efficace d'un champ incident. La principale limitation actuelle des SEM reste cependant liée au manque de flexibilité des maillages hexaédriques malgré l'utilisation de ces maillages non-structurés dont la génération constitue une tâche complexe. Ce travail de thèse souligne ainsi les difficultés associées à la prise en compte de telles structures et décrit le processus complet qu'implique la modélisation de la réponse sismique dans des milieux géologiques complexes, de l'élaboration du modèle physique et numérique à l'analyse des résultats. Je présente des simulations 3D de la réponse sismique dans la région de Caracas (Venezuela), incluant la géométrie 3D du bassin et la chaîne de montagnes Ávila qui borde la ville. L'importance des effets liés à ces deux types de structures est évaluée, par différents scénarios d'excitation par une onde plane. Ces effets géométriques 3D révèlent des phénomènes complexes d'amplification associés à la réflexion et à la focalisation d'ondes se propageant dans toutes les directions, ainsi qu'à la génération d'ondes de surface au niveau des bords et des zones de rétrécissement du remplissage sédimentaire. Une comparaison avec des simulations 2D montre l'intérêt d'une modélisation 3D, de nettes différences en terme de temps de résidence et de niveau d'énergie et d'amplification ayant été constatées
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Pairazian, Karen. "Modélisation 3D des réservoirs pétroliers par l'intégration des données sismiques et géologiques : approches quantitatives multivariables". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL133N.
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La caractérisation 3D quantitative de réservoir par une propriété géologique est un domaine en plein essor dont le but est de produire des modèles les plus fiables et précis possible de distribution spatiale de différents paramètres de réservoir comme la porosité ou les faciès lithologiques. Cette thèse propose, dans le cadre du projet GOCAD, une méthodologie basée sur les approches statistiques multivariables permettant d'incorporer les données sismiques dans l'estimation des propriétés géologiques à partir des données de puits. Dans un premier temps, nous présentons la méthode de reconnaissance des formes sismiques non-supervisée dont l'originalité est la possibilité d'étudier le voisinage local géométrique de chaque point sismique. Cet aspect discret et volumique de l'analyse permet d'exploiter d'avantage le potentiel des données sismiques. L’algorithme proposé fait appel à l'analyse en composantes principales afin d'éliminer l'information sismique non-cohérente, et à la méthode de centres dynamiques pour générer les classes sismiques à partir d'un ensemble de points sismiques dans l'espace des composantes principales. Dans un second temps, différentes méthodes de calibrage géologique des classes sismiques sont proposées. Mais d'abord nous introduisons une étape intermédiaire entre la classification des données sismiques et leur interprétation géologique qui permet d'orienter d'une manière non-linéaire les classes sismiques vers la propriété de réservoir. Cela consiste à quantifier la correspondance entre les classes sismiques et les faciès géologiques et à regrouper les classes sismiques en fonction de cette correspondance. Les méthodes d'interprétation, quant à elles, reposent sur les techniques statistiques de calage des classes sismiques aux diagraphies de puits et permettent aussi de prendre en compte l'information géométrique sur les couches stratigraphiques, lorsque cette information est disponible. La variable issue de ce traitement des données sismiques peut être ensuite utilisée comme une variable secondaire dans des méthodes d'estimation ou de simulation stochastique. Trois de ces méthodes (cokrigeage colocalisé, réseaux de neurones et D. S. I. ) sont présentées et appliquées dans la dernière partie de ce travail. Cette méthodologie est appliquée sur deux cas réels 3D, suivi par la modélisation 3D géométrique des réservoirs en utilisant des grilles irrégulières, déformées suivant la géométrie des horizons stratigraphiques.
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Chalaron, Edouard. "Modélisation numérique et signature géologique des interactions entre tectonique, érosion et sédimentation dans l'avant-pays himalayen". Phd thesis, Université de Grenoble, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00723716.
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Les structures chevauchantes frontales d'une chaîne de collision et son bassin d'avant-pays constituent une zone où le déplacement des écailles chevauchantes, l'érosion, la sédimentation et la subsidence du substratum se produisent simultanément. Ces différents phénomènes interfèrent et conduisent à une évolution en régime permanent constituée d'une suite d'exhumations et d'enfouissements des écailles des structures. Des modèles originaux développés en Pascal pour chacun des phénomènes sont couplés dans un algorithme général. En faisant varier la valeur des paramètres géométriques et / ou mécaniques, il est ainsi possible d'étudier et de quantifier l'influence de ces phénomènes sur le développement et l'histoire tectonique des fronts de chaîne de collision. De plus ces modèles fournissent un aperçu des faciès sédimentaires à partir des pentes à l'instant du dépôt des sédiments dans les bassins. En effet, lors d'études expérimentales des systèmes fluviatiles, des faciès corrélés avec des classes de pentes ont été mises en évidence par certains auteurs. Dans une deuxième partie le modèle développé est appliqué à la chaîne des Siwalik, piémont de la chaîne himalayenne. Les Siwalik se comportent comme un prisme tectonique décollé à la base lors d'un raccourcissement imposé à l'arrière et érodé en surface. Classiquement on distingue trois formations dans cette chaîne: les Siwalik Inférieur, Moyen et Supérieur. Les premiers dépôts sont datés autour de 18 Ma. Depuis, les conditions de dépôt sont toujours continentales. Au Népal occidental les sédiments des Siwalik sont affectés de plis, de chevauchements et de structures rétrochevauchantes pouvant être séparés par des bassins intramontagneux (duns) déplacés au toit des écailles chevauchantes. L'analyse de la réflectance de la vitrinite (VR0) montre qu'une érosion intense contemporaine de l'activité tectonique équilibre l'épaississement tectonique et empêche ainsi un enfouissement important des séries sédimentaires. Le Main Boundary Thrust (MBT), montre une composante normale des mouvements récents sur une grande partie de sa longueur. Des données microstructurales échantillonnées le long d'un tronçon du MBT sont utilisées pour calibrer les paramètres mécaniques de la chaîne en la considérant comme un prisme de Coulomb. Ces paramètres sont utilisés dans le modèle numérique décrit précédemment afin de caractériser les séquences d'activation des failles dans le système chevauchant des Siwalik ainsi que la sédimentation syn-tectonique associée. La comparaison entre la distribution de la déformation dans l'avant-pays himalayen et dans le modèle numérique montre que le prisme himalayen est en régime permanent contrôlé par une convergence horizontale et par les phénomènes superficiels et se caractérise par une distribution spatiale et temporelle irrégulière des mouvements des failles dans l'ensemble du prisme. Un traitement par Modèle Numérique de Terrain est ensuite appliqué à deux zones de la chaîne des Siwalik au Népal occidental et permet de comparer les structures prédites avec celles proposées par l'analyse de ces MNT pour expliquer la localisation des virgations des structures et leur relation avec le plan de décollement sous-jacent. Finalement l'analyse de la sédimentation dans les bassins transportés et la comparaison des données au secteur de Nahan Dehra-Dun (Inde occidentale) permet d'apprécier le rôle joué par les paramètres dépendant du temps et permet de mieux cerner l'origine des fluctuations enregistrées dans les sédiments de la zone externe de la chaîne himalayenne. En termes de climatologie et de phénomènes superficiels les schémas d'évolutions proposés par les modèles numériques et appliqués à la chaîne himalayenne tendent à montrer qu'il existe une transition brutale vers -6,5 Ma. Les adaptations nécessaires au rééquilibrage par succession d'amincissements et d'épaississement crustaux de la chaîne himalayenne afin de conserver une évolution en régime permanent sont enregistrées dans les bassins sédimentaires périphériques proches ou distaux.
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Devillé, Julie. "Etude structurale des cassures d'hélices et son application à la modélisation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG)". Phd thesis, Université d'Angers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346950.
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Nos récepteurs d'intérêt, les récepteurs à l'angiotensine AT1 et AT2, appartiennent à la classe A de la grande famille des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Jusqu'à très récemment, la rhodopsine bovine était le seul RCPG dont la structure cristallographique était résolue. La structure de la rhodopsine est employée couramment comme modèle en modélisation par homologie des RCPG de classe A. La structure de la rhodopsine est constituée de sept hélices transmembranaires. La plupart de ces hélices ne sont pas droites, mais cassées ou incurvées. Pour comprendre quels sont les motifs structuraux possibles pour les cassures d'hélices, nous avons réalisé une étude exhaustive des motifs d'hélices cassées au niveau d'un seul résidu de jonction (motif HXH) grâce à une base de données de structures d'hélices cassées développée localement. Les résultats montrent que le résidu de jonction n'admet qu'un nombre limité de conformations conduisant à la classification de ces cassures en six motifs bien distincts. Un de ces motifs correspond à une cassure au niveau d'un renflement. Ce motif se retrouve dans l'hélice transmembranaire 2 (TMH2) de la rhodopsine où une cassure se fait au niveau d'un motif GG correspondant à un renflement p. Ce motif GG, situé aux positions 2.56-2.57, n'est pas conservé parmi les RCPG mais une proline est fréquemment observée aux positions 2.58, 2.59 ou 2.60. Nos récepteurs d'intérêt AT1 et AT2 possèdent une proline à la position 2.58. L'étude de l'évolution de l'hélice transmembranaire 2 au sein de la famille des RCPG suggère fortement que la position en 2.58 correspond à une délétion d'un résidu au niveau de la cassure. Ceci est confirmé par des analyses structurales de la Protein Data bank. Ces résultats indiquent que la structure de la rhodopsine peut être utilisée directement pour modéliser l'hélice 2 lorsque la proline est en position 2.59 ou 2.60 (renflement p)/ Lorsque la proline est en position 2.58, la rhodopsine peut aussi être utilisée comme modèle structural à condition de prendre en compte la délétion d'un résidu au niveau du renflement, pour obtenir une cassure proline en coude classique.
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Mariez, Olivier. "Modélisation de solides par synthèse de l'analyse d'images 3D et de modèles à base de surfaces non-variétées". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL034N.
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Construire un macro-modèle tridimensionnel du sous-sol à partir de coupes géologiques bidimensionnelles est un problème complexe auquel les géologues sont quotidiennement confrontés. Le modèle que nous voulons construire est un modèle B-Rep non-variété dont les régions qui représentent des entités géologiques (couches, chenaux, lentilles), sont délimitées par des surfaces triangulées. Cette thèse propose dans le cadre du projet GOCAD, une méthodologie basée sur l'intégration d'informations géologiques et topologiques permettant d'obtenir automatiquement des reconstructions 3D à partir de séries de coupes géologiques 2D parallèles. Dans un premier temps, les notions géologiques et informatiques nécessaires à la lecture de ce mémoire sont présentées : la notion de faille, la description du modèle topologique utilisé. Les problèmes à résoudre y sont également détaillés comme par exemple le calcul d'intersection entre les surfaces triangulées du modèle. Dans un second temps, la méthodologie proposée est décrite étape par étape en commençant par une méthode originale de recherche d'un réseau de failles basée sur la corrélation des rejets de failles. La méthode de reconstruction, quant a elle, repose sur l'utilisation de modèles B-Rep non-variétés 2D construits à partir des structures de données mises au point par k. Weiler. Ils permettent de représenter les coupes et d'en extraire le maximum d'informations topologiques. Ils permettent également de générer les surfaces en construisant pour chacune d'elles un squelette support de la triangulation. Enfin, plusieurs reconstructions basées sur des jeux de données réels ainsi que quelques applications sont présentées avant de conclure sur les perspectives de recherche futures.
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Coutinho, Artur Paiva. "Importance de l’hétérogénéité structurale de la zone non saturée pour la modélisation de l’écoulement à méso-échelle". Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSET012/document.
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La compréhension des écoulements préférentiels dans la zone non saturée en fond de bassins d’infiltration est une condition préalable à une gestion optimale de ces ouvrages. Le basin d’infiltration étudié repose sur un dépôt fluvioglaciaire hétérogène constitué d’un lithofaciès majoritaire contenant des lentilles de sable et de gravier. Une étude géophysique (radar) a permis de caractériser cette hétérogénéité sédimentologique le long de radar-grammes (sections de quelques mètres de profondeurs et de plusieurs dizaines de mètre de long). Les écoulements ont été modélisés pour toutes ces sections ainsi qu’une section fictive remplie uniquement du lithofaciès majoritaire (témoin) et pour divers évènements pluvieux type incluant une chronique météorologique complète. Les résultats montrent clairement que l'hétérogénéité lithologique a un effet significatif sur l’écoulement avec la mise en place d’écoulements hétérogènes du fait de phénomènes de barrière capillaire au niveau des lentilles de sable et de gravier en non-saturé. Cet effet se répercute sur les chemins de l’eau dans le dépôt et sur les flux en surface (infiltration et ruissellement). Les résultats montrent aussi que cet effet dépend fortement de la section considérée. La variabilité spatiale de l’hétérogénéité lithologique induit donc une variabilité spatiale des écoulements préférentiels. Certains paramètres architecturaux et géométriques relatifs à l’hétérogénéité lithologique ont été proposés pour expliquer l’effet de l’hétérogénéité lithologique sur les écoulements préférentiels, de sorte à proposer une première tentative de modélisation des écoulements à méso-échelleUnderstanding preferential flows in the vadose zone is a prerequisite for a proper management of infiltration basins. The studied infiltration basin lies on a strongly heterogeneous glaciofluvial deposit made of a predominant lithofacies that embeds lenses of sand and gravel. Geophysics (GPR) were used to characterize the lithological heterogeneity along radar-grammes (sections few meters deep and dozens of meters long). Flow was modelled for all these sections and compared to a synthetic section filled only with the predominant lithofacies (control). Numerical results show that, under unsaturated conditions, the lithological heterogeneity has a strong impact on flow with the establishment of preferential flows induced by capillary-barrier effects in the vicinity of lenses of sand and gravel. These effects have also consequences on water fluxes at surface (infiltration and runoff) and depend strongly on the section considered for numerical modelling. It can thus be concluded that the spatial variability of lithological heterogeneity induces a spatial variability of preferential flow. Geometrical and architectural parameters were defined to quantity lithological heterogeneity and link it to preferential flows, with the aim to propose a first step towards modelling flow in the basin at the meso-scale
O entendimento do fluxo na zona não saturada em formações heterogêneas é um prérequisito para uma gestão adequada de poluentes em bacias de infiltração inseridas nessas formações. Este estudo aborda o efeito da heterogeneidade litológica nos processo de escoamento numa bacia de infiltração com geologia inserida num depósito fluvioglacial. A bacia de infiltração é a Bacia Django Reinhardt, existente em Lyon. Esta bacia foi objeto de vários estudos que demonstraram algumas avaliações do impacto da heterogeneidade do solo. Os objetivos desses trabalhos foram todos baseados apenas no estudo sedimentológico de uma trincheira. Nenhum estudo abordou a potencial variabilidade espacial dos atributos do solo. Neste trabalho, foi modelizado o fluxo na zona vadosa através de três casos: drenagem interna, infiltração de água durante um evento de precipitação pluviométrica constante e solicitação hidrológica a partir de um fluxo variável escoamento superficial. Estes cálculos foram realizados para várias seções, que foram previamente caracterizadas quanto a sua heterogeneidade estrutural usando a técnica não destrutiva do GPR com uma frequência de 200MHz e 100MHz. O comportamento hidráulico dessas seções foi comparado com a de uma seção homogênea. Foi comparada o efeito da resolução da imagem nas estimativas das variáveis de fluxo. Alguns indicadores arquiteturais, geométricos e texturais foram propostos para esclarecer e avaliar a variabilidade espacial do efeito da heterogeneidade do solo sobre o fluxo em condições não saturadas. Os resultados mostram claramente que a heterogeneidade gera impactos nas variáveis de fluxo em condições não saturadas. Os impactos dependem da seção considerada.Os resultados mostram também que: a) a heterogeneidade estrutural do subsolo na meso-escala apresenta um efeito sobre a geração de escoamento preferencial e isso independe do tipo de solicitação aplicada na seção; b) O efeito da heterogeneidade se mostrou independentende das condições de contorno aplicadas na superfície; c) Nos períodos de ocorrência de chuvas intensas quem controla o comportamento das variáveis de fluxo é a intensidade de precipitação. No entanto, nos períodos em que ocorre ausência de precipitação, as variáveis de fluxo são controladas pela heterogeneidade da zona não saturada; d) A utilização de diferentes frequências influencia na estimativa das variáveis de fluxo. Isso é decorrente do impacto na quantificação da heterogeneidade decorrente do efeito da resolução de cada antena; e) Os indicadores não apresentaram relação direta com as variáveis de fluxo estudadas. Isso demonstra que o efeito da heterogeneidade não pode ser explicado por um único fator, mas por um conjunto de fatores
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Laurent, Aurore. "Modélisation géologique 3D du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais et de son substratum dévonien-carbonifère inférieur : vers une meilleure définition des réservoirs géothermiques profonds". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR058.
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Suite à l’adoption de la loi sur la transition énergétique votée par le gouvernement français en 2015, la région des Hauts-de-France s’est engagée à investir et développer considérablement la production d’énergies renouvelables d’ici à l’horizon 2050. Cet objectif requiert dès à présent le développement à l’échelle régionale de solutions alternatives aux énergies fossiles, notamment la géothermie basse énergie. Dans cette perspective, les travaux de thèse, présentés ici, visent à définir la géométrie des potentiels réservoirs géothermiques profonds dans la région du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais (BHNPC) : les calcaires bréchiques et karstiques du Dinantien (Carbonifère inférieur, 360-330 Ma) et les calcaires du Givétien-Frasnien (Dévonien moyen-supérieur, 388-372 Ma).Ces réservoirs font partie d’une vaste plateforme carbonatée développée sur la marge sud-avalonienne du Dévonien moyen au Carbonifère inférieur. La collision entre les continents Avalonia et Armorica-Gondwana lors de l’orogenèse varisque au Mississippien supérieur-Pennsylvanien moyen (330-305 Ma) est à l’origine de l’inversion de la marge avalonienne et du développement d’un système de chevauchement à vergence nord dont le front traverse le nord de la France. La plateforme dévono-carbonifère a été progressivement enfouie sous le bassin d’avant-pays molassique syn-orogénique du Nord-Pas-de-Calais (BHNPC) développé le long du Front Nord Varisque.Afin de caractériser la géométrie des réservoirs profonds au sein du substratum dévono-carbonifère du BHNPC, il est indispensable d’analyser la structure 3D et la dynamique du BHNPC et plus largement du Front Nord Varisque à l’échelle régionale. La géométrie 3D du Front Nord Varisque, du BHNPC et des réservoirs géothermiques est ainsi étudiée à partir (1) de l’interprétation de 532 km de profils de sismique réflexion retraités pour la thèse, et (2) de la construction d’un modèle structural numérique 3D intégrant une importante base de données (profils sismiques interprétés convertis en profondeur, forages, données minières réinterprétées, affleurements, synthèses géologiques existantes, cartes gravimétriques).L’interprétation des profils sismiques a permis de définir les traits structuraux caractéristiques de la marge sud-avalonienne et des différentes unités du Front Nord Varisque dans le nord de la France. La géométrie 3D du front de chaîne (rampes frontales et latérales, zone de transfert) est caractérisée, et l’influence des héritages structuraux dévonien et calédonien sur la dynamique du front de chaîne est discutée. La modélisation numérique permet de réinterpréter la géométrie 3D des différents ensembles sédimentaires et des discontinuités (failles, chevauchements) du Front Nord Varisque et de la partie orientale du BHNPC. Les cibles géothermiques sont imagées en 3D et leur extension, leur profondeur, leur épaisseur et leur structuration ont été précisées. Des délivrables opérationnels, tels que les cartes des isohypses du toit et de la base des séries et des cartes d’isopaque, ont été produits et analysés à l’issue de cette étude. La caractérisation géométrique 3D du sous-sol régional a finalement permis de discuter l’histoire de la déformation du front de chaîne varisque et de proposer un nouveau modèle d’évolution cinématique dans la région du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais. Ce travail démontre l’intérêt d’une double approche couplant les avancées de la connaissance scientifique (la dynamique du Front Nord Varisque) et le développement de connaissances appliquées (géométrie des réservoirs)Within the act on energy transition voted by the French government in 2015, the Hauts-de-France region is committed to invest and develop massively renewable energies by 2050. This objective requires the development of regional alternatives to fossil fuels, in particular low-temperature geothermal energy. In such a perspective, the present PhD study aims to define the geometry of the potential deep geothermal reservoirs in the Nord-Pas-de-Calais (NPC) coal basin district: the brecciated and karstic limestones of the Dinantian (Lower Carboniferous, 360-330 Ma) and the Givetian-Frasnian carbonates (Middle-Upper Devonian, 388-372 Ma).These reservoirs form part of a large-scale carbonate platform developed onto the southern Avalonian margin from the Middle Devonian to the Lower Carboniferous. During the Variscan orogeny in Late Mississippian-Middle Pennsylvanian (330-305 Ma) times, the collision between the continents Avalonia and Armorica-Gondwana led to the tectonic inversion of the Avalonian margin and the development of a north-verging thrust system whose front crosses northern France. The Devonian-Carboniferous platform was progressively buried under the syn-orogenic Nord-Pas-de-Calais molassic foreland basin developed along the Northern Variscan Front.In order to characterise the geometry of the deep reservoirs within the Devonian-Carboniferous substratum of the NPC coal basin, it is essential to analyse the 3D structure and dynamics of the coal basin and of the Northern Variscan Front at the regional scale. The 3D geometry of the Northern Variscan Front, the NPC coal basin and the geothermal reservoirs has been investigated based on (1) the interpretation of 532 km of seismic reflection profiles reprocessed in the frame of the thesis, and (2) the construction of a 3D numerical structural model integrating a large database (interpreted seismic profiles converted into depth, wells, reinterpreted mining data, outcrops, existing geological syntheses, gravimetric maps).Seismic interpretations point out the main structural features of the southern Avalonian margin and of the different units of the Northern Variscan Front in northern France. The 3D geometry of the thrust front (frontal and lateral ramps, transfer zone) is characterized and the influence of the Devonian and Caledonian structural inheritance on the dynamics of the thrust front is discussed. Numerical modelling allows for the reinterpretation of the 3D geometry of the different sedimentary units and discontinuities (faults, thrusts) of the Northern Variscan Front and of the eastern part of the NPC coal basin. Geothermal targets are imaged in 3D and their extension, depth, thickness and deformations are defined. Operational deliverables, such as isohypses and isopaque maps, were produced and analysed at the end of this study. The definition of the regional subsurface 3D geometry finally allowed to discuss the deformation history of the Variscan orogenic front and to propose a new kinematic evolution model in the Nord-Pas-de-Calais coal district area. This work demonstrates the interest of a dual approach combining advances in scientific knowledge (the dynamics of the Northern Variscan Front) and the development of applied knowledge (reservoir geometry)
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HUSSON, Eglantine. "Interaction géodynamique/karstification et modélisation géologique 3D des massifs carbonatés : Implication sur la distribution prévisionnelle de la karstification. Exemple des paléokarts crétacés à néogènes du Languedoc montpelliérain". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936257.
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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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Husson, Eglantine. "Interaction géodynamique/karstification et modélisation géologique 3D des massifs carbonatés : implication sur la distribution prévisionnelle de la karstification. Exemple des paléokarsts crétacés à néogènes du Languedoc montpelliérain". Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20212/document.
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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 » indiquent 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 aval. 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 MessinienThe 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
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Chaibi, Yasmina. "Adaptation des méthodes de reconstruction 3D rapides par stéréoradiographie : Modélisation du membre inférieur et calcul des indices cliniques en présence de déformation structurale". Paris, ENSAM, 2010. http://www.theses.fr/2010ENAM0013.
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Le soudage par friction malaxage FSW est un procédé de soudage à l'état solide, sans fusion du matériau. La soudure est réalisée par l'action d'un outil composé d'un épaulement et d'un pion positionné à l'interface des deux pièces à souder. L'outil a deux rôles : échauffement de la matière par frottement de l'épaulement, malaxage de la matière par l'intermédiaire du pion. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un partenariat entre Arts et Métiers ParisTech et l'Institut de Soudure. Son objectif est de développer un modèle de simulation du FSW afin de réduire le nombre d'essais expérimentaux nécessaire à l'optimisation du procédé. Ainsi, plusieurs points ont été abordés dans ce manuscrit. Une analyse expérimentale des cycles thermiques et des mouvements de matière dans le cas où les pions sont non filetés a été menée. Cette situation permet (1) de faciliter la comparaison avec la simulation numérique et (2) de se placer dans les conditions de pions usés. L'analyse des formulations (lagrangienne, eulérienne et ALE) en vue de choisir celle la plus appropriée pour représenter les écoulements de matière a permis de retenir une formulation eulérienne (mise en œuvre dans le logiciel FLUENT) pour estimer les champs thermiques et de vitesses à l'état stationnaire. La mise en place d'un modèle numérique dans le logiciel FLUENT est présentée. Nous avons en particulier étudier l'influence des paramètres numériques sur les résultats et mis en place une stratégie d'identification de certains paramètres non accessibles expérimentalement. Une comparaison fine entre nos résultats expérimentaux et ceux issus des simulations a été effectuée avec succès. L'étude de l'impact des paramètres process (vitesse d'avance, vitesse de rotation) et de la géométrie du pion sur les champs thermiques et de vitesses a permis de mettre en évidence le lien entre les champs de vitesse et la présence de défauts de type tunnelThe Friction Stir Welding (FSW) is a solid state welding process, without melting. The weld is fabricated thanks to the action of tool made of a shoulder and a pin, positioned at the interface of the two pieces to be welded. The tool as two roles : heating of the material by friction of the shoulder, mixing of the material due to the pin. This thesis work is made within the partnership between Arts et Métiers ParisTech and Institut de Soudure. Its goal is to develop a FSW simulation model in order to decrease experimental trials required to optimize the process. Therefore, some points have been treated in this manuscript. Experimental analysis of thermal cycles and material movements in the case of unthreaded tools has been carried out. This situation allows (1) to make the comparison with numerical simulation easier and (2) to be in the case of worn tools. Formulations (lagrangian, eulerian, ALE) analysis in order to choose the more appropriate to take material flow into account has allowed to select an eulerian formulation (implemented in the FLUENT software) to estimate thermal and kinematical fields in the steady state. The set up of the numerical model in the FLUENT software is presented. We have studied the influence of numerical parameters on the results and proposed an identification strategy for some parameters which are not reachable experimentally. A detailed comparison between our experimental results and the ones from our simulations have been performed with success. The study of the influence of the process parameters (feed rate, rotating speed) and of the pin geometry on the kinematical and thermal fields has highlighted the link between velocity field and the presence of tunnel type defects
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Najjar, Riham. "Etude structurale par RMN et modélisation moléculaire de peptides urotensinergiques, impliqués dans la régulation du système cardiovasculaire et la prolifération des cellules tumorales". Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR038.
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Ce travail de thèse a porté sur l’étude structurale de peptides urotensinergiques humains par DC, RMN etmodélisation moléculaire. L’hUII (11 aa) et son analogue l’URP (8 aa) sont considérés comme les peptides vasoactifs les plus puissants connus à ce jour et sont impliqués dans divers systèmes biologiques, notamment le système cardiovasculaire et la prolifération des cellules tumorales. Ces deux peptides sont des ligands endogènes d'un RCPG, l’UT. Ils peuvent exercer des actions physiologiques communes mais aussi divergentes. Afin d’apporter des éléments permettant une meilleure compréhension de leurs activités biologiques, nous avons, dans un premier temps, déterminé la structure 3D de trois agonistes (hUII4-11, URP,P5U) et d’un antagoniste (urantide) dans un milieu micellaire mimant les membranes des cellules eucaryotes, le DPC. Dans les quatre peptides, nous avons observé la présence de deux conformations majoritaires du pont disulfure, RHStaple et LHHook, qui sont connues pour être essentielles à l’activité biologique. Nous avons mis en évidence une différence de nature de coude entre les agonistes (coude β de type I) et l’antagoniste (coude β de type II’). Nos analyses ont également permis de montrer l’existence de variations d’orientation des chaînes latérales des résidus F6, Y9 et plus spécialement celle de W7 entre les agonistes etl’antagoniste. Le groupe indole du D-W7 présente ainsi une rotation de 180°. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence un impact de la concentration sur la conformation de l’hUII qui n’est pas observé pour l’URP. Ce phénomène d’auto-association pourrait avoir une influence sur l’interaction avec le récepteur et être à l’origine des divergences d’activités biologiques entre l’hUII et l’URPThis work aims to characterize the structure of human urotensinergic peptides by CD, NMR and molecular modelling. hUII (11 aa) and its analogue URP (8 aa) are considered as the most potent vasoactive peptides known so far and are involved in various biological systems, including the cardiovascular system and tumor cell proliferation. These two peptides are endogenous ligands of a GPCR, UT, and exert common but also divergent physiological actions. In order to gain a better understanding of their biological activities, we determined the structures of three agonists (hUII4-11, URP, P5U) and one antagonist (urantide), in DPC micelles, a cellular eukaryotic mimetic membrane. For all peptides, we observed the presence of two major forms of the disulfide bridge, RHStaple and LHHook, which are known to be essential for biological activity. We showed a difference in the turn nature between agonists (type I β turn) and the antagonist (type II’ β turn). Our analyses also revealed that, in agonists and antagonist, the side chain orientations of residues F6, Y9 and more specifically W7 were different. Indeed, the indole group of D-W7 exhibited a 180° rotation. Secondly, we showed that, contrary to URP, the conformation of hUII was dependent on concentration. This selfassembly phenomenon may impact the interaction with the receptor and be responsible for the differential biological activities of hUII and URP
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Perrouty, Stephane. "Évolution Structurale de la Ceinture Minéralisée d'Ashanti, SO Ghana". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00772832.
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La ceinture Paléoprotérozoïque d'Ashanti, au sud-ouest du Ghana, est l'hôte de nombreux gisements d'or, de classe mondiale, tels les gisements d'Obuasi (60 million d'onces) et de Tarkwa (40 millions d'onces). La caractérisation de l'évolution structurale et magmatique régionale permet d'éclaircir le contexte géotectonique de formation de ces gisements et ainsi fournir des pistes pour de futures explorations. Ainsi, au cours de ces travaux de thèse, ont été réalisés : (1) une nouvelle carte géologique et structurale de la région, en accord avec les observations de terrains et les données de géophysique aéroportée, (2) une étude détaillée du gisement d'or précoce de la mine de Wassa, (3) une étude de l'évolution du magmatisme au cours de l'Orogénèse Éburnéenne et (4) un modèle tridimensionnel de la ceinture d'Ashanti mettant en évidence un possible contrôle litho-structural sur la localisation des minéralisations.
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Assali, Pierre. "Modélisation géostructurale 3D de parois rocheuses en milieu ferroviaire : application aux ouvrages en terre". Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAD009.
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Ce travail de thèse vise une optimisation des méthodologies de modélisation géostructurale, permettant d'aboutir à une meilleure gestion des aléas rocheux affectant le système ferroviaire. La caractérisation géométrique des massifs rocheux est entreprise grâce à une classification des modèles en sous-ensembles correspondant aux principales familles de discontinuités. En parallèle de cette caractérisation automatisée, une seconde approche dite manuelle a été examinée. Cette approche combine données tridimensionnelles (nuages de points denses) et support photographique (images 2D). Les données sur les discontinuités planaires, traditionnellement acquises manuellement en certains points nécessairement accessibles du massif, résultent désormais de l'analyse des modèles couvrant l'ensemble de l'ouvrage. Ce projet a permis le développement d'un outil de modélisation améliorant la connaissance du patrimoine rocheux sans engager la sécurité du personnel, ni la capacité de la ligne ferroviaireThis project aims at an optimization of geostructural modeling methodolgies, leading to a better knowledge and a better management of the rock risk impacting the railway system. Acquired 3D models are exploited in order ton convert 3D point clouds into geostructural analysis. Hence, we have developed a semi-automatic process that allows 3D models to be combined with the results of field surveys in order to provide more precise analyses of rock faces, for example, by classifying rock discontinuities into subsets according to their orientation. A second approach is proposed, combining both 3D point clouds (from LiDAR or image matching) and 2D digital images. Combining these high-quality data with the proposed automatic and manual processing method greatly improves the geometrical analysis of rock faces, increases the reliability of structural interpretations, and enables reinforcement procedures to be optimized
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Gianfrotta, Coline. "Modélisation, analyse et classification de motifs structuraux d'ARN à partir de leur contexte, par des méthodes d'algorithmique de graphes". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASG056.
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Dans cette thèse, nous étudions le contexte structural de motifs structuraux d'ARN dans le but de progresser vers leur prédiction. En effet, certains motifs d'ARN, sous-structures apparaissant de façon récurrente dans les structures d'ARN, restent difficiles à prédire, en raison de la présence d'interactions non canoniques dans ces motifs, et en raison de la distance sur la séquence primaire séparant les différentes parties de ces motifs. Nous modélisons ainsi par des graphes le contexte structural topologique de ces motifs, et comparons les contextes des différentes occurrences en utilisant plusieurs algorithmes de graphes. Nous classifions ensuite les occurrences de motif selon leurs similarités de contexte topologique et selon leurs similarités de contexte 3D, à l'aide d'un algorithme de clustering recouvrant.Dans un premier temps, nous montrons sur un jeu de données de trois motifs structuraux que les similarités observées entre les contextes topologiques sont cohérentes avec les similarités entre les contextes 3D. Cela indique que le contexte topologique peut être suffisant pour déterminer le contexte 3D pour ces trois motifs.Dans un deuxième temps, nous étudions plusieurs classifications d'occurrences du motif A-minor, selon des similarités de contexte 3D. Nous y observons que des similarités de contexte 3D existent entre occurrences non homologues, ce qui pourrait être le signe d'un phénomène de convergence évolutive. De plus, nous observons que certaines parties du contexte 3D semblent mieux conservées que d'autres entre occurrences non homologues.Dans un troisième temps, nous étudions la capacité de prédiction du contexte topologique commun à des occurrences de motif A-minor, partageant des contextes 3D similaires, ainsi que la capacité de prédiction d'un signal de séquence sur ces mêmes occurrences. Pour cela, nous étudions la fréquence d'apparition de cette topologie et de ces séquences dans des structures d'ARN en l'absence de motifs A-minor. Nous en concluons que la topologie et la séquence associées représentent un bon signal pour la majorité des classes d'occurrences homologues étudiéesIn this thesis, we study the structural context of RNA structural motifs in order to make progress in their prediction. Indeed, some RNA motifs, which are substructures appearing recurrently in RNA structures, remain difficult to predict, because of the presence of non-canonical interactions in these motifs, and because of the distance on the primary sequence between the different parts of these motifs. We therefore model the topological structural context of these motifs by graphs, and compare the contexts of the different occurrences using several graph algorithms. We then classify the motif occurrences according to their topological context similarities and according to their 3D context similarities, using an overlapping clustering algorithm.First, we show on a dataset of three structural motifs that the observed similarities between the topological contexts are consistent with the similarities between the 3D contexts. This indicates that the topological context may be sufficient to determine the 3D context for these three motifs.In a second step, we study several classifications of occurrences of the A-minor motif, according to 3D context similarities. We observe that 3D context similarities exist between non-homologous occurrences, which could be a sign of an evolutionary convergence phenomenon. Moreover, we observe that some parts of the 3D context seem to be better conserved than others between non-homologous occurrences.In a third step, we study the predictive ability of the common topological context of A-minor motif occurrences, sharing similar 3D contexts, as well as the predictive ability of a sequence signal on these same occurrences. To this end, we study the occurrence of this topology and sequence in RNA structures in the absence of A-minor motifs. We conclude that the topology and the sequence represent a good signal for the majority of the studied classes
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Trellet, Mikael. "Exploration et analyse immersives de données moléculaires guidées par la tâche et la modélisation sémantique des contenus". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS262/document.
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En biologie structurale, l’étude théorique de structures moléculaires comporte quatre activités principales organisées selon le processus séquentiel suivant : la collecte de données expérimentales/théoriques, la visualisation des structures 3d, la simulation moléculaire, l’analyse et l’interprétation des résultats. Cet enchaînement permet à l’expert d’élaborer de nouvelles hypothèses, de les vérifier de manière expérimentale et de produire de nouvelles données comme point de départ d’un nouveau processus.L’explosion de la quantité de données à manipuler au sein de cette boucle pose désormais deux problèmes. Premièrement, les ressources et le temps relatifs aux tâches de transfert et de conversion de données entre chacune de ces activités augmentent considérablement. Deuxièmement, la complexité des données moléculaires générées par les nouvelles méthodologies expérimentales accroît fortement la difficulté pour correctement percevoir, visualiser et analyser ces données.Les environnements immersifs sont souvent proposés pour aborder le problème de la quantité et de la complexité croissante des phénomènes modélisés, en particulier durant l’activité de visualisation. En effet, la Réalité Virtuelle offre entre autre une perception stéréoscopique de haute qualité utile à une meilleure compréhension de données moléculaires intrinsèquement tridimensionnelles. Elle permet également d’afficher une quantité d’information importante grâce aux grandes surfaces d’affichage, mais aussi de compléter la sensation d’immersion par d’autres canaux sensorimoteurs.Cependant, deux facteurs majeurs freinent l’usage de la Réalité Virtuelle dans le domaine de la biologie structurale. D’une part, même s’il existe une littérature fournie sur la navigation dans les scènes virtuelles réalistes et écologiques, celle-ci est très peu étudiée sur la navigation sur des données scientifiques abstraites. La compréhension de phénomènes 3d complexes est pourtant particulièrement conditionnée par la capacité du sujet à se repérer dans l’espace. Le premier objectif de ce travail de doctorat a donc été de proposer des paradigmes navigation 3d adaptés aux structures moléculaires complexes. D’autre part, le contexte interactif des environnements immersif favorise l’interaction directe avec les objets d’intérêt. Or les activités de collecte et d’analyse des résultats supposent un contexte de travail en "ligne de commande" ou basé sur des scripts spécifiques aux outils d’analyse. Il en résulte que l’usage de la Réalité Virtuelle se limite souvent à l’activité d’exploration et de visualisation des structures moléculaires. C’est pourquoi le second objectif de thèse est de rapprocher ces différentes activités, jusqu’alors réalisées dans des contextes interactifs et applicatifs indépendants, au sein d’un contexte interactif homogène et unique. Outre le fait de minimiser le temps passé dans la gestion des données entre les différents contextes de travail, il s’agit également de présenter de manière conjointe et simultanée les structures moléculaires et leurs analyses et de permettre leur manipulation par des interactions directes.Notre contribution répond à ces objectifs en s’appuyant sur une approche guidée à la fois par le contenu et la tâche. Des paradigmes de navigation ont été conçus en tenant compte du contenu moléculaire, en particulier des propriétés géométriques, et des tâches de l’expert, afin de faciliter le repérage spatial et de rendre plus performante l’activité d’exploration. Par ailleurs, formaliser la nature des données moléculaires, leurs analyses et leurs représentations visuelles, permettent notamment de proposer à la demande et interactivement des analyses adaptées à la nature des données et de créer des liens entre les composants moléculaires et les analyses associées. Ces fonctionnalités passent par la construction d’une représentation sémantique unifiée et performante rendant possible l’intégration de ces activités dans un contexte interactif uniqueIn structural biology, the theoretical study of molecular structures has four main activities organized in the following scenario: collection of experimental and theoretical data, visualization of 3D structures, molecular simulation, analysis and interpretation of results. This pipeline allows the expert to develop new hypotheses, to verify them experimentally and to produce new data as a starting point for a new scenario.The explosion in the amount of data to handle in this loop has two problems. Firstly, the resources and time dedicated to the tasks of transfer and conversion of data between each of these four activities increases significantly. Secondly, the complexity of molecular data generated by new experimental methodologies greatly increases the difficulty to properly collect, visualize and analyze the data.Immersive environments are often proposed to address the quantity and the increasing complexity of the modeled phenomena, especially during the viewing activity. Indeed, virtual reality offers a high quality stereoscopic perception, useful for a better understanding of inherently three-dimensional molecular data. It also displays a large amount of information thanks to the large display surfaces, but also to complete the immersive feeling with other sensorimotor channels (3D audio, haptic feedbacks,...).However, two major factors hindering the use of virtual reality in the field of structural biology. On one hand, although there are literature on navigation and environmental realistic virtual scenes, navigating abstract science is still very little studied. The understanding of complex 3D phenomena is however particularly conditioned by the subject’s ability to identify themselves in a complex 3D phenomenon. The first objective of this thesis work is then to propose 3D navigation paradigms adapted to the molecular structures of increasing complexity. On the other hand, the interactive context of immersive environments encourages direct interaction with the objects of interest. But the activities of: results collection, simulation and analysis, assume a working environment based on command-line inputs or through specific scripts associated to the tools. Usually, the use of virtual reality is therefore restricted to molecular structures exploration and visualization. The second thesis objective is then to bring all these activities, previously carried out in independent and interactive application contexts, within a homogeneous and unique interactive context. In addition to minimizing the time spent in data management between different work contexts, the aim is also to present, in a joint and simultaneous way, molecular structures and analyses, and allow their manipulation through direct interaction.Our contribution meets these objectives by building on an approach guided by both the content and the task. More precisely, navigation paradigms have been designed taking into account the molecular content, especially geometric properties, and tasks of the expert, to facilitate spatial referencing in molecular complexes and make the exploration of these structures more efficient. In addition, formalizing the nature of molecular data, their analysis and their visual representations, allows to interactively propose analyzes adapted to the nature of the data and create links between the molecular components and associated analyzes. These features go through the construction of a unified and powerful semantic representation making possible the integration of these activities in a unique interactive context
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Oliva, Jean-Michel. "Reconstruction tridimensionnelle d'objets complexes a l'aide de diagrammes de Voronoi simplifiés : application a l'interpolation 3D de sections géologiques". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838782.
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Nous nous intéressons au problème de la reconstruction tridimensionnelle d'objets complexes à partir de coupes sériées. Le premier chapitre du mémoire s'attache à montrer l'intérêt de mettre à la disposition de la modélisation géologique 3D un ensemble d'outils variés et notamment des méthodes d'interpolation et de reconstruction adaptées. Le second chapitre pose la problématique générale de la reconstruction 3D et propose un état de l'art sur les méthodes existantes. Ces deux chapitres composent la première partie du manuscrit. Dans la deuxième partie du mémoire nous proposons une nouvelle méthode de reconstruction 3D qui permet de traiter de manière simple et automatique l'ensemble des problèmes de topologie (trous, branchements multiples, contours isolés). Elle s'appuie sur la construction adaptative de coupes intermédiaires par interpolation entre les sections initiales (chapitre 3). Ce processus utilise un diagramme de Voronoï généralisé simplifié, le réseau bissecteur, comme outil d'interpolation 2D. Nous fournissons une description géométrique complète du réseau bissecteur 2D et nous montrons que sa complexité algébrique est la même que celle des éléments qui permettent de le calculer (segments en 2D, portions de plans en 3D). Nous proposons ensuite deux algorithmes de construction des réseaux bissecteurs interne et externe de formes polygonales éventuellement trouées, dont la complexité en temps est respectivement en O(n2 log n) et O(n2), et la mémoire en O(n2) et O(n) respectivement (chapitre 4). La mise en correspondance des contours est abordée dans le chapitre 5 et nous suggérons quelques solutions pour traiter certains problèmes délicats. La construction du réseau bissecteur permet ensuite d'obte~ir une surface valide de l'objet en guidant de manière directe la triangulation entre les points des différentes sections. Il n'y a donc pas besoin de post-traitements. De plus, l'ajout automatique de portions de coupes intermédiaires dans les zones de changements de topologie ou de variations de morphologie permet une meilleure définition des surfaces générées (chapitre 6). Dans la dernière partie du mémoire nous discutons les résultats obtenus et nous les comparons avec ceux de deux méthodes existantes (chapitre 7).
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Machado, da Silva Gleides Verônica. "Etude pétrologique, géochimique et structurale du massif granitique de Jussiape-Abaira (Bahia, Brésil). Modélisation du développement de l'orientation préférentielle 3D. Application à l'interprétation de la fabrique des roches granitiques". Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0247.
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Le magma qui a donne naissance au granite de jussiape a fait intrusion dans le bloc du gaviao, comme en temoignent ses relations structurales et les nombreux xenolithes observes dans le granite. Les donnees sm/nd montrent que la segregation du magma s'est produite a 2. 6 g. A. A partir d'un protolithe separe du manteau a 3. 2 ga ; les caracteres petrographiques, mineralogiques et geochimiques du granite suggerent une origine crustale pour le magma granitique, sans contribution mantellique decelable. L'intrusion s'est produite sous la forme d'un corps allonge de section elliptique. L'essentiel des structures du granite resulte des deformations associees a la montee du magma, a une expansion du toit et a la deformation propre, avec une composante de cisaillement senestre le long des actuelles failles bordieres du massif. Ces failles ont ete fortement reactivees vers 1. 7 g. A. Et ont produit une remontee de l'ensemble du bloc du gaviao:granite de jussiape par rapport a l'encaissant. La modelisation numerique des rapports deformation-orientation preferentielle met en evidence l'importance de la forme des marqueurs dans la reponse du magma a la deformation et confirme l'existence d'une forte composante d'aplatissement dans les zones de toit de l'intrusion. La modelisation analogique revele une bonne correspondance entre les modeles theoriques de cisaillement et les resultats experimentaux et valide par la, les interpretations des fabriques du massif de jussiape basees sur les modeles theoriques de developpement de l'o. P.
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Dhondge, Hrishikesh. "Structural characterization of RNA binding to RNA recognition motif (RRM) domains using data integration, 3D modeling and molecular dynamic simulation". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0103.
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Cette thèse a été réalisée dans le cadre d'un projet Européen plus vaste (ITN RNAct) dans lequel des approches informatiques et biologiques étaient combinées pour progresser vers la synthèse de nouveaux domaines protéiques capables de se fixer sur des séquences spécifiques d'ARN. L'objectif spécifique de cette thèse était de concevoir et développer des outils informatiques pour mieux exploiter les connaissances existantes sur les domaines à Motif de Reconnaissance de l'ARN (RRM) lors de la modélisation 3D des complexes RRM-ARN. Les domaines RRMs représentent 50% de toutes les protéines fixant l'ARN et sont trouvées dans environ 2% de toutes les régions codantes du génome humain. Cependant, du fait de la grande diversité des domaines RRMs, il n'y a eu jusqu'à présent que très peu de succès rapportés dans la conception de nouveaux domaines RRMs. La contribution centrale de cette thèse est la construction d'une base de données relationnelle appelée (InteR3M) qui intègre des informations de séquence, de structure et de fonction sur les domaines RRMs. La base de données InteR3M (href{https://inter3mdb.loria.fr/}{https://inter3mdb.loria.fr/}) contient 400,892 instances de domaines RRM (dérivées d'entrées UniProt) et 1,456 structures 3D déterminées expérimentalement (dérivées d'entrées PDB), qui correspondent à seulement 303 instances distinctes de domaines RRM. De plus, InteR3M contient 459,859 interactions atomiques entre RRM et acides nucléiques, dérivées de 656 structures 3D dans lesquelles le domaine RRM forme un complexe avec un ARN ou un ADN. Au cours du processus de collecte de données, des incohérences ont été détectées dans la classification de plusieurs instances de domaines RRMs dans les bases de données de domaines protéiques populaires CATH et Pfam. Ceci m'a conduit à proposer une approche originale (CroMaSt) pour résoudre ce problème, à partir de la mise en correspondance des instances structurales de domaines RRMs entre ces deux bases de données et de l'alignement structural des domaines sans correspondance avec une structure prototype du domaine RRM. Le workflow CroMast est disponible sur le Workflow Hub Européen (href{https://workflowhub.eu/workflows/390}{https://workflowhub.eu/workflows/390}). Les informations de séquence et de structure intégrées dans la base de données InteR3M ont ensuite été utilisées pour aligner entre eux tous les domaines RRM et cartographier toutes les interactions RRM-ARN sur cet alignement en vue d'identifier les différents modes de liaison de l'ARN aux domaines RRM. Ceci a conduit au développement, avec nos partenaires RNAct de VUB (Vrije Universiteit Brussel), de l'outil `RRMScorer'. Cet outil contribue au déchiffrage du code de reconnaissance RRM-ARN en calculant les probabilités de liaison entre les nucléotides de l'ARN et les acides aminés des domaines RRM à certaines positions de l'alignement. Les contacts atomiques entre RRMs et ARN ont aussi été utilisés pour identifier des motifs d'ancrage, c'est-à-dire des prototypes des positions 3D atomiques (relatives au squelette protéique) d'un nucléotide interagissant par empilement (`stacking') avec un acide aminé aromatique conservé. Ces ancres peuvent être utilisées comme des contraintes dans un protocole d'amarrage ancré (`anchored docking'). Le pipeline `RRM-RNA dock' est présenté ici et il intègre à la fois les motifs d'ancrage extraits de la base de données InteR3M et les scores de liaison de RRMScorer. Finalement, la simulation en dynamique moléculaire (MD) est un autre outil informatique testé dans cette thèse pour contribuer à la modélisation 3D des complexes RRM-ARN. Des protocoles MD préliminaires mais prometteurs sont décrits au titre d'essais visant à distinguer entre les complexes RRM-ARN à liaison forte ou faibleThis thesis was carried out in the frame of a larger European project (ITN RNAct) in which computer science and biology approaches were combined to make progress towards the synthesis of new protein domains able to bind to specific RNA sequences. The specific goal of this thesis was to design and develop computational tools to better exploit existing knowledge on RNA Recognition Motif (RRM) domains using 3D modeling of RRM-RNA complexes. RRMs account for 50% of all RNA binding proteins and are present in about 2% of the protein-coding regions of the human genome. However, due to the large diversity of RRMs, there have been very few successful examples of new RRM design so far. A central achievement of this thesis is the construction of a relational database called `InteR3M' that integrates sequence, structural and functional information about RRM domains. InteR3M database (href{https://inter3mdb.loria.fr/}{https://inter3mdb.loria.fr/}) contains 400,892 RRM domain instances (derived from UniProt entries) and 1,456 experimentally solved 3D structure (derived from PDB entries) corresponding to only 303 distinct RRM instances. In addition, InteR3M stores 459,859 atom-atom interactions between RRM and nucleic acids, retrieved from 656 3D structures in which the RRM domain is complexed with RNA or DNA. During the data collection procedure, inconsistencies were detected in the classification of several RRM instances in the popular domain databases CATH and Pfam. This led me to propose an original approach (CroMaSt) to solve this issue, based on cross-mapping of structural instances of RRMs between these two domain databases and on the structural alignment of unmapped instances with an RRM structural prototype. The CroMaSt CWL workflow is available on the European Workflow hub at href{https://workflowhub.eu/workflows/390}{https://workflowhub.eu/workflows/390}. Sequence and structural information stored in InteR3M database was then used to align RRM domains and map all RRM-RNA interactions onto this alignment to identify the different binding modes of RNA to RRM domains. This led to the development, with RNAct partners at VUB (Vrije Universiteit Brussel), of the `RRMScorer' tool. This tool contributes to decipher the RRM-RNA code by computing binding probabilities between RNA nucleotides and RRM amino acids at certain positions of the alignment. Atomic contacts between RRMs and RNA were also used to identify anchoring patterns, i.e. prototypes of 3D atomic positions (relative to the protein backbone) of a nucleotide stacked on a conserved aromatic amino acid. These anchors can be used as constraints in anchored docking protocols. The `RRM-RNA dock' docking pipeline is presented here and integrates both anchoring patterns extracted from InteR3M and binding scores from RRMScorer. Finally, molecular dynamic (MD) simulation is another computational tool tested in this thesis to contribute to the 3D modeling of RRM-RNA complexes. Promising preliminary MD protocols are described as attempts to distinguish between strongly and weakly binding RRM-RNA complexes
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Amaya, Ramirez Diego. "Data science approach for the exploration of HLA antigenicity based on 3D structures and molecular dynamics". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0071.
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Cette thèse présente une approche de science des données pour explorer l'antigénicité des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (HLA) en se basant sur leurs structures 3D et des simulations de dynamique moléculaire (MD). L'objectif principal est de mieux comprendre les déterminants du rejet de greffe causé par les anticorps spécifiques du donneur (DSA en anglais) et d'améliorer l'évaluation de la compatibilité donneur-receveur, qui ne prend actuellement pas en compte la structure 3D des antigènes HLA. La thèse a produit et analysé les structures 3D et les simulations MD de 207 antigènes HLA. Diverses méthodes de science des données ont été employées pour transformer les données 3D brutes en descripteurs statiques et dynamiques, permettant finalement l'entraînement d'un prédicteur d'épitopes HLA hautement performant. La thèse explore les propriétés structurales des antigènes HLA en utilisant selon divers points de vue, examinant des caractéristiques telles que l'accessibilité au solvant, les propriétés physico-chimiques et la flexibilité des chaînes latérales des acides aminés (AA). L'étude de la flexibilité des AA pendant les simulations MD a révélé que la flexibilité était plus faible pour les AA présents dans les éplets confirmés par rapport aux non-éplets, ce qui est cohérent avec des résultats récents sur les épitopes en général. De plus, la thèse introduit l'utilisation des polynômes de Zernike pour représenter la surface 3D des molécules, facilitant des tâches telles que la comparaison et la classification des structures. L'hypothèse selon laquelle l'antigénicité des HLA dépend de la similarité structurelle entre les antigènes HLA du receveur et du donneur a été étudiée en utilisant la distance de Wasserstein pour comparer des nuages de points multidimensionnels représentant les trajectoires MD. L'utilisation des polynômes de Zernike pour l'identification des conformères de peptides le long de trajectoires MD a également été explorée. Les résultats ont montré une capacité prometteuse à identifier des conformères distinctifs en fonction de leur forme. Une contribution clé de la thèse est la construction d'un prédicteur d'épitopes HLA appelé HLA-EpiCheck. En utilisant des caractéristiques structurales statiques et dynamiques extraites des simulations MD, un jeu de données composé de 18 descripteurs calculés sur près de 7000 patchs de surface 3D dérivés de 207 antigènes HLA a été construit. Le prédicteur a été entraîné en utilisant des éplets confirmés de la base de données HLA Eplet Registry, puis employé pour prédire le statut des éplets non confirmés. Les résultats de prédiction ont montré une cohérence remarquable avec des résultats expérimentaux. De plus, une analyse de l'importance des descripteurs, effectuée sur HLA-EpiCheck, a révélé l’importance notable des descripteurs associés à la flexibilité des chaînes latérales, soulignant l’intérêt d’introduire des descripteurs dynamiques dans le processus d’apprentissage quand il s’agit de structures de protéines. En outre, la thèse a impliqué le développement d'une base de données pour les structures 3D des antigènes HLA et d'une interface graphique appelée HLA-3D-Diff. Cette interface permet aux utilisateurs de superposer des structures 3D d'antigènes HLA, de visualiser leurs trajectoires dans les simulations de DM et d'identifier les différences potentielles apparaissant de manière dynamique pendant les trajectoires. Elle sert d'outil pour explorer manuellement les paires d'antigènes HLA dans des situations cliniques d'immunisation complexes ou inattendues. Le travail inclus dans cette thèse vise à permettre la prise en compte de caractéristiques dynamiques dans l’étude des différences structurales et des prédictions d'épitopes HLA lors de l'appariement donneur-receveur pour l'attribution des greffons.Les travaux futurs pourraient impliquer des études cliniques rétrospectives de la contribution de ces nouveaux éléments au maintien ou au rejet de la greffeThis thesis presents a data science approach to explore the antigenicity of Human Leukocyte Antigen (HLA) molecules based on their three-dimensional (3D) structures and molecular dynamics (MD) simulations. The primary objective is to better understand the determinants of graft rejection caused by donor-specific antibodies (DSAs) and to improve donor-recipient compatibility assessment, which currently does not consider the 3D structure of HLA antigens. The thesis produced and analyzed the 3D structures and MD simulations of 207 HLA antigens. Various data science methods were employed to transform raw 3D data into manageable static and dynamic descriptors, ultimately enabling the training of a highly performant HLA epitope predictor on nearly 7,000 3D surface patches. The thesis explores the structural properties of HLA antigens from various points of vies, examining characteristics such as solvent accessibility, physico-chemical properties, and side-chain flexibility of amino acids. The study of amino acid flexibility during MD simulations revealed that flexibility was lower for amino acids present in confirmed eplets compared to non-eplets, consistent with recent reports about epitopes. Additionally, the thesis introduces the use of Zernike polynomials to represent the 3D surface of molecules, facilitating tasks such as structure comparison and classification. The hypothesis that HLA antigenicity depends on the structural similarity between the recipient's and donor's HLA antigens was investigated using the Wasserstein distance to compare multidimensional point clouds (i.e. 3D surface patches) representing MD simulation trajectories. The use of Zernike polynomials for the identification of peptide conformers along MD trajectories was also explored. The results showed a promising ability to identify distinctive conformers based on shape. A key contribution of the thesis is the construction of an epitope predictor for HLA antigens called HLA-EpiCheck. Using static and dynamic structural features extracted from MD simulations, a dataset consisting of 18 descriptors calculated on nearly 7,000 3D surface patches derived from 207 HLA antigens was built. The predictor was trained using confirmed eplets from the HLA Eplet Registry database and then employed to predict the status of non-confirmed eplets. The prediction results showed remarkable consistency with experimental results produced at the Immunology-Histocompatibility laboratory of Saint Louis Hospital. Furthermore, feature importance analysis performed on HLA-EpiCheck revealed a noteworthy importance of the descriptors associated with side-chain flexibility, underlining the importance of introducing dynamic descriptors in ML tasks related to protein structure. Furthermore, the thesis involved the development of a database for 3D structures of HLA antigens and a graphical interface called HLA-3D-Diff. This interface allows users to superimpose 3D structures of HLA antigens, visualize their trajectories in MD simulations, and identify or confirm potential differences appearing dynamically during trajectories. It serves as a tool for manually exploring pairs of HLA antigens in complex or unexpected clinical immunization situations. The work presented in this thesis aims to include dynamic features in the study of structural differences and HLA epitope predictions for a better donor-recipient matching in graft allocation. Future work could involve retrospective clinical studies to evaluate the contribution of these new elements to graft maintenance or rejection
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Abderamane, Hamit. "Étude du fonctionnement hydrogéochimique du système aquifère du Chari Baguirmi (République du Tchad)". Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2294/document.
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L'étude du système aquifère du Chari Baguirmi vise à améliorer sa connaissance en vue d'une gestion durable etprudente de la ressource en eaux souterraines. Dans la zone d'étude qui couvre 70000 Km2, des campagnes demesures et d'échantillonnages des eaux et de sédiments ont été réalisés. Les eaux échantillonnées ont fait l'objetd'analyses chimiques et isotopiques (O18 et 2H) afin de comprendre le comportement hydrogéochimique dusystème aquifère. La synthèse des données géologiques existantes et la mise en évidence de l'hétérogénéité litho-stratigraphiquepar l'étude granulométrique ont confirmé la complexité hydrogéologique de la zone d'étude. La minéralogie desargiles a montré que le dépôt des différents sédiments se fait de la périphérie vers le centre de la dépression. Cemode de sédimentation permet d'avancer l'hypothèse de l'existence d'une dépression vers laquelle les sédimentsseraient entrainés par l'agent de transport. Cette hypothèse de “ dépression structurale ” réfute l'hypothèseadmise jusqu'à présent d'une origine hydrogéologique (forte évaporation) de cette dépression piézométrique.L'étude basée sur la piézométrie et les données chimiques et isotopiques (O18 et 2H) des eaux a permis decomprendre les processus hydrogéochimiques qui gouvernent la minéralisation des eaux. En plus des isotopes(O18 et 2H), l'utilisation des ratios Br/Cl, Sr/Ca et l'indice d'échanges de bases a permis de mettre en évidenced'une part, l'origine de la salinité des eaux de la dépression piézométrique et d'autre part, les phénomènesd'échanges de bases liés au long temps de séjour des eaux au contact des roches encaissantes et les zones derecharge potentielles de la nappeThe study of the Chari Baguirmi aquifer system aims to improve the knowledge about this system forsustainable groundwater resource management. In the study area, which covers 70,000 km2, measurementcampaigns and sampling of water and sediments were undertaken. The waters have been sampled for chemicaland isotopic analyzes (18O and 2H) to understand the hydrogeochemical behavior of the aquifer system.The synthesis of existing geological data and highlighting the litho-stratigraphic heterogeneity through thegranulometric study confirmed the hydrogeological complexity of the study area. Clay mineralogy showed thatthe deposition of different sediments occurred from the periphery to the center of the depression. This mode ofsedimentation can hypothesize the existence of a depression into which sediments are trained by the transportagent. This assumption of "structural depression" refutes the hypothesis of a hitherto accepted hydrogeologicalorigin (high evaporation) of the piezometric depression. The study based on the piezometry and chemical and isotopic data (18O and 2H) of water enabled to understand the hydrogeochemical processes that govern the mineralization of the water. In addition to isotopes (2H and 18O), the use of ratios Br/Cl, Sr/Ca and base exchanges index has highlighted on the one hand, the origin of the salinity of waters in the piezometric depression and secondly, the phenomena of base exchanges related to longresidence time of water in contact with rocks and areas of potential groundwater recharge. Numerical modeling of the aquifer was performed in steady state and the results confirm the prevalence of the phenomenon of evaporation in the western p
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Pouderoux, Joachim. "Création semi-automatique de modèles numériques de terrains - Visualisation et interaction sur terminaux mobiles communicants". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354701.
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Les modèles numériques de terrains (MNT) permettent de représenter efficacement la topographie d'une zone géographique donnée. Ces MNT peuvent être issus d'une télé acquisition à l'aide de radars embarqués ou de levés manuels sur le terrain à l'aide d'un tachéomètre. Les MNT constituent le contexte thématique de cette thèse qui est composée en trois parties.Dans un premier temps, nous nous intéressons à la création de ces modèles à partir d'une source importante de données topographiques constituée par les cartes topographiques. Nous présentons une chaîne complète de traitements permettant de générer un MNT à partir d'une carte topographique numérisée. Nous détaillons particulièrement de nouvelles méthodes de reconstruction des courbes de niveaux et d'interpolation de ces courbes pour générer un MNT. Les différents travaux effectués dans cette thématique s'intègrent au sein de la plate-forme logicielle AutoDEM que nous avons développée durant cette thèse.
Puis, dans une deuxième partie, nous présentons une nouvelle technique permettant de visualiser des MNT en 3D sur une large gamme de dispositifs allant de stations de travail reliées à de grands écrans jusqu'à des terminaux mobiles (TM) à faibles capacités tels que les PDA ou les téléphones portables. L'intérêt majeur de la technique présentée, qui repose sur un mode connecté client-serveur, réside dans l'adaptation dynamique du modèle 3D aux capacités d'affichage du terminal. Nous nous intéressons également à des techniques de rendu à distance et présentons deux techniques permettant d'offrir d'une part une visualisation interactive temps réel et d'autre part un panorama virtuel à l'utilisateur.
Enfin, dans un troisième temps, nous décrivons des techniques nouvelles permettant à un utilisateur mobile disposant d'un TM de naviguer et d'interagir avec des données géographiques (cartes ou plans 2D et scènes 3D). La première est une technique d'interaction tangible et bi-manuelle reposant sur la détection par analyse du flux vidéo d'une cible décrivant un code couleur. La deuxième est une technique de sélection à deux niveaux adaptée aux TM ne disposant pas de dispositif de pointage continu.
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Lalancette, Sandra. "Dimensionnement des chantiers remblayés de la mine Niobec en utilisant la modélisation 3D". Thèse, 2018. http://constellation.uqac.ca/4492/1/Lalancette_uqac_0862N_10419.pdf.
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Niobec exploite une mine souterraine de niobium à Saint-Honoré dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. L’exploitation du gisement démarré dans les années 70 doit maintenant se faire plus en profondeur. Aussi, comme le massif rocheux de la mine est d’une bonne qualité, la mine veut évaluer la possibilité de défruiter une partie des piliers lorsque l’on remplit les chantiers avec du remblai en pâte pour aider à la stabilité des ouvrages. L’objectif de ce projet est d’évaluer la stabilité des chantiers primaires dans les niveaux plus profonds de la mine et de vérifier la stabilité des chantiers de la mine selon les nouvelles dimensions proposées et en présence de remblai dans les ouvrages. Cette étude s’est faite à l’aide de modélisation numérique 3D réalisée avec le logiciel FLAC3D. Dans une première étape, les paramètres géomécaniques du massif rocheux doivent être déterminés à partir des résultats des essais en laboratoire et de la classification géomécanique du massif rocheux. À partir des résultats des essais de laboratoire déjà réalisés sur des échantillons de roche provenant de la mine Niobec, les paramètres de la roche intacte, comme la résistance en compression uniaxiale et en tension, le module de Young et le coefficient de Poison, ont été déterminés selon chaque lithologie et selon la profondeur à laquelle les échantillons ont été prélevés. La variabilité des résultats selon le type de roche et la localisation n’est pas assez significative pour les traiter différemment. Une valeur moyenne de tous les résultats des essais valides a été considérée pour ces paramètres. Également, des essais au laboratoire ont été réalisés pour déterminer les paramètres mécaniques du remblai en pâte, comme la résistance en compression et les paramètres des critères de ruptures; deux gammes de résultats selon l’aspect du remblai ont été observées. En ce qui concerne les données des discontinuités présentes dans le massif rocheux, une famille de discontinuités sub-horizontales importante est présente à tous les niveaux étudiés pour la modélisation numérique, alors qu’une famille sub-verticale beaucoup moins importante orientée est-ouest est aussi présente sur ces niveaux. Une famille sub-verticale orientée nord-sud est observée dans les chantiers et galeries du bloc 4 (niveaux 1600 et 1850) et une forte concentration de discontinuité sub-verticales orientées NE-SO est observée sur tous les niveaux, mais la faible quantité de données structurales pour le niveau 2400 ne confirme actuellement pas la présence d’une famille distincte. La plupart des discontinuités ont été regroupées dans des familles selon leur orientation, mais près de la moitié d’entre elles sont considérées d’orientation aléatoire. Les paramètres géomécaniques du massif rocheux sont déterminés à l’aide des essais effectués sur les échantillons de roche intacte et en considérant la qualité structurale pour le massif rocheux. Le critère de rupture de Hoek et Brown est le plus approprié pour le massif rocheux, alors que c’est le critère de Mohr-Coulomb qui semble le mieux adapté au remblai en pâte. D’autres données d’entrée importantes pour la modélisation numérique sont les contraintes in situ. Pour cela, une analyse détaillée a été menée des résultats des essais déjà réalisés pour estimer ces contraintes. Trois différents scénarios pour l’estimation des contraintes en profondeur ont été analysés selon les données des campagnes de mesures de contraintes in situ ayant été fait dans le passé par Niobec. Les contraintes qui ont été utilisées lors de la modélisation sont celles qui ont été obtenues à partir du scénario 3. Ce scénario, fait à partir des courbes de régression selon les données de chaque niveau, donne des résultats qui se rapprochent le plus de la réalité selon les connaissances du massif rocheux. Afin d’évaluer la stabilité des chantiers de la mine, la modélisation numérique a été réalisée pour une partie de la mine où plusieurs chantiers seront exploités dans les blocs 4 à 6. Les résultats indiquent qu’avec les dimensions actuelles, les chantiers primaires du bloc 4 pourront être exploités sans problèmes, mais qu’il risque d’y avoir des instabilités dues à la tension dans les piliers entre les chantiers primaires des blocs 5 et 6. De plus, l’excavation des chantiers secondaires risque de ne pas être sécuritaire avec les dimensions qui sont actuellement proposés par Niobec. Des ruptures en tension risquent d’être problématiques dans certains piliers qui soutiennent les chantiers secondaires. Aussi, on peut dire que les piliers horizontaux laissés en place entre les chantiers des blocs 4 et 5 qui est de 36 mètres est d’une dimension correcte. L’épaisseur du pilier entre les blocs 4 et 5 est la même que celle entre les blocs 3 et 4 et entre les blocs 2 et 3.
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Caron, Olivier. "Synthèse et modèle cartographique 3D des formations quaternaires pour les bassins-versants des rivières Chaudière et Saint-François : géochronologie, stratigraphie et paléogéographie wisconsinienne du sud du Québec". Thèse, 2013. http://www.archipel.uqam.ca/5982/1/D2412.pdf.
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Le projet de recherche doctorale porte sur la cartographie, modélisation tridimensionnelle, stratigraphie et lithostratigraphie des sédiments de surface des bassins versants des rivières Saint-François et Chaudière. Ce projet s'inscrivait dans une série de projets initiés par le Ministère du Développement Durable, des Parcs et de l'Environnement du Québec dont l'objectif ultime était de mieux connaître et protéger les eaux souterraines des bassins versants des rivières Chaudière et Saint-François, de la frontière internationale à sa confluence avec le fleuve Saint-Laurent, dans la région de la capitale nationale. Ainsi, la présente recherche constitue un projet d'étude sur la dynamique quaternaire du Sud-Est du Québec qui permet de comprendre la nature et la distribution des sédiments et des séquences quaternaires. Dans ce contexte, un des intrants majeurs dans la détermination des propriétés géologiques régionales est la compréhension de la distribution et de l'architecture tridimensionnelle des sédiments de surface. La compilation et la cartographie des formations superficielles de ces deux bassins versants ont été des objectifs incontournables et requis pour l'analyse tridimensionnelle. Dans les bassins considérés, des dizaines de coupes naturelles ont été analysées et compilées ainsi qu'un grand nombre d'exploitations anthropiques dont les informations s'ajoutent à des milliers de forages de sources diverses. Leur intégration à la stratigraphie existante a permis l'élaboration des cartes d'épaisseurs de dépôts meubles et de la construction d'un modèle tridimensionnel des unités quaternaires pour l'ensemble des deux bassins versants. Le développement du cadre chronologique vient compléter la thèse. Un outil de corrélation stratigraphique basé sur l'âge des dépôts est proposé dans cette étude. Ce programme a pour but de corréler et de distinguer les différentes unités glaciolacustres des Appalaches. Cette nouvelle approche est fondée sur la valeur des rapports Ln/Tn, qui sont l'expression de la luminescence naturelle sur la luminescence induite après irradiation en laboratoire. Malgré une remise à zéro partielle des sédiments, les âges sur les varves de la fin du Sangamonien (85 ± 2 ka), du Wisconsinien moyen (56 ± 6 ka) et du Wisconsinien supérieur (< 24 ± 2 ka) ont permis de situer les séquences glaciolacustres à l'intérieur des cycles connus (stades, interstades et interglaciaires) qui sont eux-mêmes basés sur des axiomes (stratigraphie isotopique océanique et stratigraphie continentale). Un autre objectif principal de cette étude visait à définir les principaux événements de la paléogéographie de cette région. La complexité de la séquence stratigraphique reflète des conditions uniques d'englaciation et de déglaciation dans un secteur caractérisé par des retraits glaciaires à contre-pente, permettant le développement de lacs proglaciaires et la préservation d'un volume de sédiments quaternaires antérieurs à la dernière glaciation. Ces sédiments sont essentiellement associés à l'épisode glaciolacustre de la Formation de Gayhurst. Un travail de synthèse sur l'extension et la caractérisation des sédiments associés à ce lac proglaciaire (Wisconsinien moyen) est proposé afin d'évaluer son extension dans les deux bassins versants. L'âge de 45 ± 5 ka obtenus sur un faciès deltaïque, dans le cadre du programme de datation, indique que cette séquence s'est déposée lors du Wisconsinien Moyen.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cartographie, stratigraphique quaternaire des Appalaches, Basses-Terres du Saint-Laurent, Modélisation géologique 3D, Inlandsis laurentidien, séquences et faciès glaciolacustres, géochronologie.