Résumé
Bien que de nature différente, les aléas géologiques associés aux glissements de terrain et aux tremblements de terre partagent une dynamique commune : un glissement le long d’une surface de faiblesse. Caractériser la géométrie de ces surfaces est un prérequis indispensable pour estimer les taux de glissement et ainsi évaluer les aléas gravitaires et sismiques. Faciles à déployer, non destructrices et de faibles coûts, les méthodes géophysiques de proche surface permettent d’obtenir des images jusqu’à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Parmi ces méthodes, la tomographie de résistivité électrique (ERT) fournit des images du sous-sol apportant des informations sur sa structure, sa lithologie et son contenu en fluides. L’interprétation de ces images reste cependant délicate. En effet, la régularisation nécessaire pour résoudre le problème inverse associé à la méthode ERT génère une diminution de la résolution des images et limite leur capacité à bien rendre compte de forts contrastes de résistivité localisés, éléments indispensables pour définir la géométrie des surfaces de glissement.Dans le cadre de cette thèse, de nouveaux outils d’analyse et d’inversion ont été développés pour améliorer la « qualité » et l’interprétation des images du sous-sol. Dans le code post-inversion PyMERRY, la couverture des profils ERT est calculée à partir de la sensibilité et de la distance aux électrodes. Cette couverture permet de définir un masque cachant les zones non contraintes de l’image en tenant compte des hétérogénéités du sous-sol, limitant ainsi une surinterprétation. PyMERRY offre également la possibilité de calculer une incertitude sur la résistivité électrique de chaque maille du modèle obtenu. Le second développement est une inversion imbriquée des données de résistivité électrique qui permet l’incorporation progressive de données de profils ERT ayant un espacement inter-électrodes de plus en plus petit. Cette technique permet de localiser plus précisément de potentiels contours lithologiques et contacts anormaux. Enfin, une méthode conjointe par approche stochastique a étédéveloppée afin d’inverser simultanément des données ERT, sismiques, gravimétriques et topographiques. Cette approche préliminaire présente l’avantage de fournir une distribution de probabilité a posteriori des paramètres étudiés sans requérir au lissage de l’image.Ces développements ont été appliqués sur deux sites de contextes différents. Sur le glissement de terrain de Pégairolles-de-l’Escalette, le traitement des données de géophysique de proche surface 2D (ERT, gravimétrie) a permis de réaliser une première coupe interprétative est-ouest dans la direction du glissement. Cette coupe met principalement en évidence de fortes variations d’épaisseur d’une couche d’éboulis drapant le glissement qui sont compatibles avec une cinématique rotationnelle. Ces nouveaux précisent les dimensions et la localisation de blocs basculés le long de la surface de glissement. L’acquisition et le traitement de données géophysiques et géomorphologiques de part et d’autre de ce profil mettent en évidence de fortes variabilités latérales. La deuxième application concerne l’analyse de don-nées topographiques sur les terrasses alluviales déformées par l’activité du chevauchement frontal himalayen au sud du Bhoutan. La non planéité de ces objets géomorphologiques a été mise en évidence en révélant l’existence d’un bombement de 200 m de large et de 15 m d’amplitude en bordure sud des terrasses. L’inversion imbriquée des données électriques et l’inversion conjointe des données électriques, sismiques, gravimétriques et topographiques, permettent de proposer une géométrie de faille en plat-rampe-plat qui explique la surrection des terrasses et la formation de ce bombement. Basée sur cette géométrie, la vitesse de glissement Holocène a été ré-estimée à environ 20 mm/an, valeur cohérente avec le taux de raccourcissement lié à la collision Inde-Eurasie. Un excès de glissement depuis le milieu du XVIème siècle est également proposé.