Les travaux de recherche de cette thèse s'inscrivent dans le cadre
général de l'expertise des projets de stockage de déchets radioactifs en
couche argileuse. La présence de failles dans ces roches peut modifier
ses propriétés de perméabilité ; la détection des failles constitue donc
un enjeu majeur. Depuis de nombreuses années, l'IRSN mène des travaux
de recherche dans la station expérimentale de Tournemire où des failles à
faible décalage vertical sont interceptées dans le milieu argileux
depuis des ouvrages souterrains. Les travaux précédents ont montré la
difficulté de détecter ces failles depuis des acquisitions de surface
que cela soit en sismique réflexion, réfraction ou en électrique. Dans
le cadre de cette thèse, nous avons proposé une nouvelle géométrie
d'acquisition sismique en transmission (sources en surface-récepteurs
dans les ouvrages souterrains). Pour traiter ces données, un code de
tomographie a été développé afin de maîtriser parfaitement les
paramètres d'inversion et aussi d'introduire de l'information a priori.
De nombreux tests synthétiques ont ensuite été menés dans le souci
d'analyser de manière fiable les résultats obtenus, notamment en termes
de résolution et de pertinence de l'image. L'application de ce code de
tomographie aux données en transmission nouvellement acquises permet de
mettre en évidence pour la première fois une discontinuité des vitesses
sismiques dans les calcaires et argilites de la Station Expérimentale de
Tournemire. Cette anomalie de vitesse est localisée à l'aplomb de la
zone de faille visible depuis les ouvrages souterrains et est aussi en
accord avec les observations de surface.