Applications de l'analyse d'image a l'etude quantitative des formations pyroclastiques

par KHADIJA EL MOUDNI

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean-Louis Bourdier.

Soutenue en 1996

à Orléans .

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  • Résumé

    Ce travail traite de l'utilisation de l'analyse d'image dans ses applications possibles a des problemes geologiques. Son objectif initial est de mettre en oeuvre l'analyse d'image comme outil quantitatif pouvant aider a la description texturale et sedimentologique de formations pyroclastiques. A travers ce type de formation particulier, on a en realite aborde deux problemes generaux en sedimentologie, d'une part celui de la definition de la granulometrie et de la fabrique des depots tres grossiers (riches en blocs), d'autre part la granulometrie des formations consolidees. Hors de la mise en oeuvre du traitement d'image et de son adaptation aux objets a etudier, il n'est pas dans le but de ce travail de developper l'analyse d'image dans ses aspects theoriques ou methodologiques. Apres un rappel des methodes et techniques de l'analyse d'image, suivi d'une discussion concernant les definitions et les methodes de mesure de la forme et de la taille des particules en 2d et en 3d ainsi que les reconstitutions de la taille 3d a partir de mesures effectuees dans 2d, le traitement d'image est applique a deux types de formations pyroclastiques. Les deux applications traitees sont differentes au niveau : du materiel utilise (logiciel de traitement d'image en particulier) ; du support analyse : photographies d'affleurement dans un cas, echantillons de roche dans l'autre ; du mode d'extraction des particules, essentiellement manuel dans un cas et entierement automatique dans l'autre ; des possibilites offertes ou non selon le cas d'une reconstruction stereologique des informations 2d a des donnees 3d. La premiere application concerne l'etude des depots de coulees pyroclastiques a cendre et blocs de 1984 au merapi (java, indonesie). Le but principal de l'etude est une caracterisation quantitative de la fraction grossiere du depot (> 64 mm), non accessible par la methode de tamisage. Le probleme pose ici est en fait le probleme general de la mesure de la distribution des tailles trop grosses pour etre manipulables par la methode usuelle du tamisage. L'analyse d'image permet de mesurer des parametres varies dans les memes particules et traiter un nombre important d'objets. Nous avons obtenu une distribution des tailles apparentes des blocs, demontrant l'existence d'un mode bien defini a 128 mm (-7 phi) ou 180 mm (-7,5 phi) selon le critere de taille choisi (diametre du disque equivalent ou grand segment). La granulometrie globale du depot est fortement bimodale, le second mode etant localise dans la fraction cendreuse tamisee. Nous avons caracterise la distribution de la forme apparente des blocs (rapports d'axes) ainsi que leur orientation. Il apparait une orientation preferentielle bien marquee des blocs quelque soit leur taille. Cette fabrique subhorizontale est attribuee a une compaction post-depot caracteristique des coulees pyroclastiques. La seconde application a porte sur des echantillons consolides de breche volcanique avec comme but d'obtenir des donnees de granulometrie plane la ou le caractere consolide de la roche empeche une granulometrie classique par tamisage. Le choix s'est porte sur des echantillons de peperite de limagne (puy de crouel), constitues de granules de basaltes dans une matrice claire essentiellement marno-calcaire. Ce facies offre un contraste a priori favorable entre particules (ici les grains de basalte) et matrice, ce qui nous a permis de tester une procedure d'extraction automatique des particules. Les mesures de taille ont donc ete faites sur des tranches d'echantillons (donc en vraie 2d). Une distribution 3d a ete reconstituee par reconstructions stereologiques.


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Informations

  • Détails : 161 P.
  • Annexes : 122 REF.

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  • Bibliothèque : Institut des sciences de la Terre d'Orléans.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : I 13 - 0097
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