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Cette thèse présente une étude géophysique du Bouclier canadien à l'aide de données gravimétriques et magnétiques. La première partie concerne les méthodes utilisées. Les outils classiques sont introduits ainsi que des méthodes de traitement de données à l'aide de la transformée en ondelettes. Une méthode de caractérisation des sources responsables des anomalies du champ est exposée ainsi qu'une méthode de calcul de l'épaisseur élastique de la lithosphère. La seconde partie de la thèse concerne les applications.\ud\udL'étude du prolongement des structures géologiques Protérozoïques de l'orogène Trans-Hudson et Archéennes de la province du Supérieur sous le couvert sédimentaire du bassin de Williston fait l'objet d'un chapitre. Nous avons produit des cartes des champs gravimétrique et magnétique afin d'effectuer une interprétation visuelle des structures géologiques. Les détails ont été rehaussés à l'aide de dérivées horizontales des champs. Nous avons étudié les champs à différentes échelles grâce à la transformée en ondellettes. Une carte de la profondeur du socle magnétique a été produite en utilisant la déconvolution d'Euler. Grâce à cette étude, nous avons montré que certaines structures géologiques qui composent l'orogène transhudonien dans le nord du Manitoba et du Saskatchewan se prolongent au moins jusqu'à la frontière américaine et que les sous-provinces du Supérieur se prolongent vers l'ouest sous les sédiments dans le Manitoba. Nous nous sommes intéressé à deux structures tectoniques: une zone de contact entre deux provinces géologiques et une faille majeure. Nous avons déterminé leurs positions et avons caractérisé leurs extensions verticales et leurs pendages.\ud\udLe chapitre suivant traite du calcul de l'épaisseur élastique dans l'est du Bouclier canadien. Nous avons calculé cette épaisseur avec une méthode traditionnelle. Nous avons montré que la lithosphère au Québec et au Labrador est très rigide. Nous avons développé une méthode utilisant la transformée en ondellettes afin d'étudier l'anisotropie de ce paramètre. Cette méthode a montré que la rigidité est très anisotrope dans la province du Supérieur et beaucoup plus isotrope dans la province de Grenville.\ud\udDans le dernier chapitre, nous présentons l'étude des champs de gravité et magnétique dans la Baie d'Ungava. Ce travail s'inscrit dans le cadre du programme LITHOPROBE ECSOOT (Eastern Canadian Shield Onshore-Offshore Transect). Nous avons établi des cartes de champs de potentiel en compilant des données de différentes origines: données de terrain et satellitaires pour le champ gravimétrique, données aéroportées et marines pour le champ magnétique. L'interprétation de ces cartes nous a permit de conclure qu'une petite partie de la province du Supérieur se trouvait à l'est de l'orogène du Nouveau-Québec au Labrador et que certaines structures géologiques présentes au Labrador traversent la Baie d'Ungava jusqu'à la Terre de Baffin. Ce chapitre a fait l'objet d'un article publié dans le volume de synthèse du projet ECSOOT dans le Journal Canadien des Sciences de la Terre.\u

Analysis of gravity and magnetic fields in the Canadian Shield using standard and wavelet-based methods