Résumé
Bien que de nature différente, les aléas géologiques associés aux glissements de terrain et aux tremblements de terre partagent une dynamique commune due glissement le long d’une surface de faiblesse. Caractériser la géométrie de ces surfaces est un prérequis indispensable pour estimer le taux de glissement et ainsi évaluer les aléas gravitaires et sismiques. Faciles à déployer, non destructrices et de faible coût, les méthodes géophysiques permettent d’obtenir des images jusqu’à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Parmi ces méthodes, la tomographie de résistivité électrique (ERT) fourni des images du sous-sol apportant des informations sur la lithologie, le contenu en fluide et la structure. L’interprétation de ces images reste cependant délicate. En effet, la régularisation nécessaire pour résoudre le problème inverse génère une diminution de leur résolution et limite leur capacité à bien imager de forts contrastes 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 développé pour améliorer l’interprétation et la « qualité » 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’incorporations progressives de données de profils ayant un espacement inter électrode 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 été réalisée 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 de lissage.Ces développements ont été appliqués à deux 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 un glissement rotationnel. Ces nouveaux résultats permettent de préciser les dimensions et la localisation de blocs basculés le long de la surface de glissement. L’acquisition et le traitement de données géophysique et géomorphologiques de part et d’autre de ce profil mettent en évidence de fortes variabilités latérales. La deuxième application concerne l’analyse de données 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. Basé sur cette géométrie, la vitesse de glissement Holocène a été réestimée 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.