Projet de fusion du LHyGeS et de l'IPGS : lancement de huit projets de recherche communs

03 avril 2019

Dans le cadre du projet de fusion des deux unités de recherche rattachées à l'EOST (LHyGeS et IPGS), les deux conseils de laboratoire de l’IPGS et du LHyGeS et la Commission Recherche de l’EOST ont mis en place d’un appel à projets commun pour des travaux scientifiques s’intégrant dans au moins l’un des 5 axes thématiques définis pour la nouvelle unité à savoir : Dynamique des surfaces continentales, Ressources en eau et transferts associé, Systèmes géologiques et géoréservoirs, Déformations et aléas, Structure et dynamique de la Terre.

Huit projets ont été déposés en réponse à cet appel à projets lancé le 19 février 2019. Après examen, ces huit projets ont été retenus et se partagent la dotation totale 60 K€.

DATATION DES GISEMENTS PALÉONTOLOGIQUES QUATERNAIRES PAR LA MESURE DES DÉSÉQUILIBRES RADIOACTIFS 238U- 234U- 230TH DANS DES DÉPÔTS SÉDIMENTAIRES POLYPHASÉS DE CALCITE ET PHOSPHATE DE MANGANÈSE : APPLICATION À LA GROTTE DE PAC DAY AU VIETNAM

Porteurs : Eric Pelt (LHyGeS), Philippe Duringer (IPGS),
Participants : Jean Luc Ponche (LIVE), François Chabaux (LHyGeS), Gilles Morvan (LHyGES), Anne-Marie Bacon (UPR 2147 dynamique de l'évolution humaine).

Le projet déposé à l'appel d'offre commun LHyGeS-IPGS 2019 propose de poursuivre les efforts nécessaires pour améliorer les méthodes de datation uranium-thorium au LHyGeS dans le cas des concrétions calcaires et phosphatées trouvées dans les gisements préhistoriques et paléontologiques et d’appliquer ces méthodes aux gisements des grottes calcaires d'Asie du sud-est étudiés depuis de nombreuses années par Philippe Duringer et Jean-Luc Ponche de l’IPGS et du LIVE.

INFLUENCE DE LA SATURATION PARTIELLE SUR LE DECLENCHEMENT DE COULEES DE BOUES ET LES DEGAZAGES DE SEDIMENTS

Participants : R. Toussaint,  Shahar Ben Zeev (IPGS), Marwan Fahs (LHYGES)

La stabilité des sols sous contrainte gravitaire constitue un problème d’hydro-mécanique important dans le contexte de la gestion des risques naturels. Ainsi, sur les flancs de montagne, la pluie peut déclencher des coulées de boues et de débris, alors qu’en environnement lacustre ou sous-marin, les avalanches peuvent déclencher des tsunamis. Les dégazages de méthane associés peuvent également jouer un rôle important dans les bilans globaux de gaz à effets de serre. La prise en compte des forces de capillarité associées à la présence de deux phases fluides piégées, un liquide et un gaz, dans un milieu poreux déformable, place la formulation de ce problème dans le champ de la rhéologie des fluides complexes, pour lequel aucune loi rhéologique macroscopique générale n’a encore été formulée. D’un point de vue mécanique, le problème se conçoit comme un écoulement tri-phasique, avec une phase solide, une phase gazeuse et une phase liquide immiscibles. Le présent projet propose d’associer les formulations à l’échelle mésoscopiques à des techniques de résolution de mécanique des fluides numériques, unissant des expertises du LHYGES et de l’IPGS sur cette problématique.

DEVELOPPEMENTS D’OUTILS ISOTOPIQUES POUR TRACER LES MOLECULES ORGANIQUES EMERGEANTES MENAÇANT LA RESSOURCE EN EAU 

Participants : Jérémy Masbou (MCf ENGEES/LHYGES), Sylvain Payraudeau (Pr ENGEES/LHYGES), Mathieu Schuster (CR CNRS/IPGS) 

Dans le cadre de la fusion entre l’IPGS et le LHYGES et la création d’une thématique commune sur la « Ressource en eau », ce projet vise à développer des outils de diagnostic novateurs de la mobilité et de la persistance des molécules organiques émergentes reposant sur leur signature isotopique. 

MISE EN PLACE ET EVOLUTION DU REGOLITHE DANS LES BASSINS VERSANTS MONTAGNEUX (VOSGES - ALPES) : APPORT DE L’ANALYSE COUPLEE DU 10BE IN SITU COSMOGENIQUE ET DES DESEQUILIBRES RADIOACTIFS 238U- 234U- 230TH LE LONG DE PROFILS D’ALTERATION.

Participants : François Chabaux (LHyGeS) - Jérome van der Woerd (IPGS) - Frédérick Delay (LHyGeS) - Eric Pelt (LHyGeS) - Jean-Philippe Malet (IPGS).

L’objectif du projet est de franchir une nouvelle étape dans l’application de l’étude couplée des approches chronométriques 10Be cosmogénique in situ et déséquilibres radioactifs 238U-234U-230Th-226Ra sur profil d’altération pour reconstruire l’histoire de mise en place et d’évolution des régolithes dans les bassins versants montagneux. Il cherche à évaluer comment l’application de cette approche couplée dans différents profils collectés le long de la ligne de plus grande pente d’un bassin versant permet de retrouver l’histoire de mise en place du régolithe le long de sa pente et de son évolution long-terme, incluant la détermination de la mobilité latérale de la partie superficielle du régolithe (dite régolithe mobile).

DEMANDE DE FINANCEMENT POUR LA MISE A NIVEAU DES REACTEURS TUBULAIRES PARR POUR EXPERIMENTATION HYDROTHERMALE

Participants : Marc Ulrich (GéOLS, IPGS) et Damien Lemarchand (BISE, LHyGeS) Thèse en cours impliquée dans la demande : Flora Hochscheid (IPGS)

Le projet vise la mise à niveau des deux réacteurs expérimentaux disponibles au LHyGeS pour permettre la réalisation d’expériences d’interaction eau-roche jusqu’à 300°C et une pression inférieure à 180 bars. Ces dispositifs ont été prévus pour réaliser des expériences en flux ouvert n’excédant pas 200°C afin de développer des traceurs isotopiques pour étudier les réactions de dissolution/précipitation d’andésite en contexte géothermique (thèse M. Mombru). Il s’agit de dispositifs très spécifiques et complets constitués de deux réacteurs en titane, d’une pompe haute pression et de connectiques capables de supporter des solutions corrosives (chimie, température et pression). Pour être pertinente, l’application aux questions de transfert de matière liées aux processus de serpentinisation requiert à minima de couvrir des températures comprises entre 200 et 300°C, ce que l’actuel dispositif n’est pas en mesure de faire. L’amélioration des dispositifs expérimentaux vise à couvrir les conditions pression-température (PT) représentatives des systèmes hydrothermaux qu’il s’agisse d’un milieu continental comme océanique. Cette acquisition s’inscrit dans un projet plus large de caractérisation et compréhension des interactions fluide-roche et leurs conséquences chimiques et minéralogiques.

ETUDE EXPERIMENTALE DE LA REACTIVITE SOUS CONTRAINTE DE LA CALCITE. PARTIE I : DEMONSTRATION DE FAISABILITE

Participants : O. Lengliné (sismologie, IPGS) ; D. Daval (BISE, LHyGeS) ; M. Heap (géophysique expérimentale, IPGS) en collaboration avec C. Noiriel (GET, Toulouse) pour la XMT.

Ce projet interdisciplinaire porté par des membres de trois équipes différentes des UMR actuelles explore un aspect particulier des interactions eau-roche dans une optique de mécanique des failles, à savoir les processus couplés de dissolution sous contrainte / transport / précipitation en zone faiblement contrainte. Celui-ci est motivé par l’importance des phénomènes de cicatrisation au niveau des failles qui contrôlent leur évolution mécanique et la récurrence des séismes. Pour ce faire, nous proposons ici de développer une approche permettant de relier la vitesse de dissolution/précipitation d’un minéral modèle, la calcite, aux différents paramètres qui la contrôlent (temps, température, contrainte). Ces expériences seront complétées par des mesures de la résistance mécanique de l’interface entre deux cristaux de calcite sous contrainte. Nous mesurerons également la vitesse des ondes sismiques dans ces milieux en faisant varier ces mêmes paramètres, afin d’aboutir à un lien original entre cinétique chimique et caractérisations géophysiques. Ce travail représentera une première étape pour la compréhension des mesures grandes échelles réalisées au niveau des failles actives. 

CARACTERISATION DES PROCESSUS DE LA ZONE VADOSE DANS DIFFERENTS TYPES DE SOLS : DU SUIVI D’EXPERIENCES ARTIFICIELLES EN MILIEU CONTROLE A LA COMPREHENSION DES PHENOMENES EN MILIEU NATUREL

N Lesparre, B Belfort, F Lehmann, O Razakarisoa, S Cotel, S Weill, JF Girard, M Bano, PD Matthey-Henry

A Legchenko (Université Grenoble Alpes), A Saintenoy (Université Paris Sud)

Le projet s’inscrit dans l’axe thématique « Ressources en eau et transferts associés » et associe notamment des chercheurs de l’IPGS et du LHYGES afin de caractériser l’humidité du sol en milieu non saturé à l’aide d’approches complémentaires. Il s’agit d’observer et de modéliser des événements d’infiltration dans la zone vadose, pour différents types de sol (sable, sol sous épicéa, sol sous hêtraie), via des mesures indirectes ponctuelles des variations de la teneur en eau (réalisées au moyen de sondes TDR implantées dans le sol) associées à des mesures géophysiques en surface (RMP et GPR). Ces études seront d’abord menées au cours d’expériences d’infiltration en milieu contrôlé, avant d’être étendues au suivi des processus naturels.

Objectifs :

  1. Associer efficacement différentes techniques de mesures de teneur en eau du sous-sol utilisées par nos laboratoires (partage d’expériences).
  2. Définir la géométrie et la dynamique des écoulements lors des phénomènes d’infiltration dans la zone vadose.
  3. Caractériser les processus de recharge et d’évaporation de la zone vadose.
  4. Comprendre comment ces processus sont affectés par le type de sol couvrant la zone vadose. 

MODELLING SOIL MOISTURE DYNAMICS ALONG A CLAY-SHALE CATENA: APPLICATION TO THE DRAIX SLOPE IN A MEDITERRANEAN ENVIRONMENT

Participants :

IPGS / J.-P. Malet, K. Susanto (PhD candidate) LHYGES / P. Ackerer, F. Delay

External collaborator: TU Delft (NL) / T.A. Bogaard

Soil moisture dynamics is crucial for understanding hydrological (runoff generation, soil erosion) and ecological (plant responses to water stresses, hydrological control of nutrient cycles) processes. We propose to develop an energy and water exchange model able to simulate soil moisture dynamics along a profile (2D) at an hourly timescale in order to be able to simulate the effects of heavy rains. The model will be applied to the soil moisture and soil temperature datasets currently being acquired at the Draix experimental site (Alpes-de-Haute-Provence) in the Critex project. The project is linked to the PhD Thesis of K. Susanto at IPGS, to the on-going development of several hydrological models at LHyGeS, and has an international component with a collaboration with the Water Resources Section of the Technological University of Delft (Netherlands).