La crise environnementale que nous traversons pousse tous les secteurs économiques à chercher des alternatives aux industries polluantes et coûteuses en ressources naturelles non renouvelables. L’énergie ne fait pas exception à ce phénomène et la transition vers des modes de production plus durables et une consommation plus raisonnable est au cœur des enjeux sociaux et scientifiques contemporains. Dans ce contexte, l’extraction minière renvoie l’image d’une pratique polluante, dangereuse, presque obsolète. Pourtant, les matières premières nécessaires à la fabrication des éoliennes, batteries électriques, et autres panneaux solaires sont bel et bien extraites de la terre.
Que nous disent les géosciences de l’avenir de nos énergies vertes ? Nos sous-sols renferment-ils suffisamment de matériau pour une révolution énergétique ? Peut-on rendre l’extraction minière moins polluante ? L’économie circulaire pourrait-elle permettre de fermer les mines ?
L’Université de Montpellier et ses partenaires convient deux experts pour répondre à toutes ces questions ainsi que toutes celles du public. L’occasion pour chacune et chacun d’approfondir un sujet dont les complexités sont parfois difficiles à saisir et qui pourtant nous concerne au quotidien.
• Bénédicte Cenki (Géosciences Montpellier), est maîtresse de conférences en géologie. Elle étudie la formation des métaux critiques dans la croûte terrestre et la recherche des minéraux essentiels aux technologies durables
• Clément Bonnet (Art-DEV), est maître de conférences en sciences économiques. Ses travaux portent sur la transition énergétique et l’évaluation des moteurs et des freins à l’avancée de celle-ci.
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Throughout its life the ocean crust is a key boundary between Earth’s interior and the oceans/atmosphere. Hydrothermal circulation of seawater-derived fluids through the cooling and aging crust results in chemical exchange between Earth’s interior and oceans and atmosphere, playing an important role in long-term biogeochemical cycles.
I will present an overview of how scientific ocean drilling experiments across ridge flanks contribute to our understanding of the processes that control ridge flank hydrothermal exchanges, the role these exchanges play in global geochemical cycles, and the extent to which they record and respond to wider changes in the Earth system.
The South Atlantic Transect (IODP Expeditions 390C/395E/390/393) was designed to recover the upper crust and overlying sediments across the western flank of the slow-spreading Mid-Atlantic Ridge to investigate hydrothermal aging and microbiological evolution of the ocean crust, and the paleoceanographic evolution of the overlying South Atlantic. I will focus on how the recovered crustal cores have revealed that the extent and duration of ridge flank hydrothermal carbonate precipitation are influenced by crustal architecture, which is strongly influenced by spreading rate. Consequently, ridge flank hydrothermal contributions to the long-term planetary carbon cycle depend on the global length of slow-, intermediate-, and fast-spreading ridges and the age distribution of the ridge flanks, which have varied significantly throughout the Phanerozoic.
Dr Rosalind COGGON is Royal Society University Research Fellow. Her research focuses on the role of fluids in the formation and evolution of the ocean crust, with a particular emphasis on quantifying the thermally driven chemical exchanges between the aging ocean crust and the overlying oceans and their influence on global geochemical cycles.
She is heavily involved in scientific ocean drilling, serving as co-lead editor of the 2050 Science Framework: Exploring Earth by Scientific Ocean Drilling.
Illustration © SGF – Anne Delplanque Géosciences Montpellier
Les réservoirs karstiques résultent de la dissolution d’un volume de roche carbonatée sous l’effet de circulations de fluides acides et constituent des espaces de stockage considérables pour les ressources souterraines. Les hétérogénéités des systèmes karstiques et de leur structure interne constituent un obstacle à l’élaboration de modèles hydrologiques fiables.
L’objectif de cette thèse CIFRE est double :
1 – Créer un outil d’analyse des réservoirs karstiques. L’outil numérique développé permet l’acquisition, la centralisation, la visualisation et l’archivage de données pertinentes pour l’analyse des karsts. Ce véritable SIG en 3D constitue une solution d’analyse, d’interprétation et de communication sur les réservoirs karstiques.
2 – Contribuer à la compréhension de la nature, la géométrie et l’organisation des réservoirs karstiques dans un massif carbonaté, à partir de l’exemple du Larzac sud. La construction d’un modèle géologique 3D de l’intervalle du Jurassique permet de définir l’enveloppe dans laquelle se développe le réservoir karstique. Le squelette du réservoir karstique est constitué par des couloirs d’altération qui résultent d’un processus de « fantômisation ». Leur identification et cartographie, en surface et en profondeur permet de caractériser la structure et la texture du réservoir géologique. Trois étapes successives de débourrage des couloirs d’altération sont mises en évidence, en lien avec les modifications connues des conditions hydrodynamiques, contrôlées par l’évolution tectonique et morphologique du Larzac sud. La compréhension de ces étapes d’organisation des réseaux de couloirs d’altération permet d’apporter des éléments de réponses à l’organisation des chemins de drainages d’eaux souterraines actuels.
Cette thèse apporte i) une nouvelle compréhension de la structure et de la texture d’un réservoir karstique, et ii) un outil, adapté à l’étude du karst, qui permettent de répondre de manière pratique et cohérente aux questions posées par les collectivités, les décideurs et les industriels, quant à la nature du sous-sol en domaine karstique.
Jury :
Laurent BRUXELLES, Directeur de recherche, CNRS – TRACES, Toulouse. Rapporteur
Pauline COLLON, Professeure des universités, Université de Lorraine. Rapportrice
Philippe AUDRA, Professeur des universités, Université Côte d’Azur. Examinateur
Églantine HUSSON, Ingénieure chercheuse, BRGM, Orléans. Examinatrice
Hubert CAMUS, Docteur, Responsable scientifique Cenote. Co-encadrant
Michel SÉRANNE, Directeur de recherche, CNRS – Géosciences Montpellier. Directeur (invité)
Séverin PISTRE, Professeur des universités, Université de Montpellier. Invité
En novembre 2019, le séisme du Teil (Ardèche) a été l’un des plus destructeurs en France métropolitaine depuis plusieurs décennies. Soulevant bon nombre d’interrogations, cet évènement a entre autres remis en question notre connaissance des failles actives dans une région où les infrastructures à risque sont nombreuses.
Ce travail de thèse s’articule autour d’une question principale : Les failles du système Nord-Cévenol étaient-elles actives au Quaternaire ?
Pour répondre à cette question, deux approches complémentaires sont mises en œuvre. D’une part, des terrasses alluviales de la vallée de l’Escoutay (un tributaire du Rhône sécant au système de failles) ont été datées à l’aide des méthodes 14C et 3He cosmogénique. Ces premières datations ont permis d’estimer des taux d’incision et de soulèvement à l’échelle du système du failles sur les derniers ~100 ka. D’autre part, une étude paléosismologique a été menée sur deux failles du système. Sur la faille de Saint-Montan (investigations les plus abouties), cette approche a permis de mettre en lumière au moins deux paléoséismes au cours des derniers 30 000 ans.
Bien que des incertitudes demeurent, notamment concernant la géochronologie, ces données contribuent à une meilleure compréhension de l’activité du système Nord- Cévenol au quaternaire. Ces premiers résultats constituent également un apport important à la question de l’évaluation de l’aléa sismique en moyenne vallée du Rhône.
Jury :
Laurence AUDIN, Directrice de Recherche à l’IRD, Université Grenoble Alpes. Rapportrice.
Jérôme VAN DER WOERD, Directeur de Recherche, Institut Terre et Environnement Strasbourg. Rapporteur.
Maria ORTUÑO, Professeure, Université de Barcelone. Examinatrice.
Kris VANNESTE, Professeur, Observatoire Royal de Belgique. Examinateur.
Pierre ANTOINE, Directeur de Recherche, Laboratoire de Géographie Physique. Examinateur.
Jean-François RITZ, Directeur de Recherche, Géosciences Montpellier. Directeur de thèse.
Stéphane BAIZE, Directeur de Recherche, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire. Co-directeur de thèse.
Romain LE ROUX-MALLOUF, Sismotectonicien, Électricité de France (EDF). Invité.
La compréhension de l’hydrodynamique des récifs coralliens d’eau chaude et de leurs lagons est cruciale pour les écosystèmes et les populations côtières dans le contexte du changement global. Cependant, établir les trajectoires long terme de l’hydrodynamique de ces systèmes (courants, vagues, niveaux moyens, etc.) reste difficile.
En outre, l’existence de perturbations brutales des trajectoires hydrodynamiques (cyclones, épisodes de blanchiment des coraux) remet en question la légitimité des études basées sur des scénarios excluant tout accident. Alternativement, depuis les années 1970, la résilience est définie par Holling (1973) comme la capacité d’un système à absorber les perturbations sans changer définitivement de régime de fonctionnement. Si ce concept est devenu une clé de lecture importante pour représenter les futurs possibles de systèmes naturels perturbés, il n’a jamais été mis en œuvre en hydrodynamique côtière, en particulier pour traiter la question des trajectoires hydrodynamiques des systèmes récifs-lagon (dont les atolls).
Cette thèse se pose donc la question suivante : « Dans quelle mesure la notion de résilience est-elle exploitable en hydrodynamique pour discuter l’avenir des atolls ? »
Pour répondre, ce travail se concentre sur un type de système récifal encore peu étudié, représentatif de petits systèmes récifs-lagon quasi-circulaires et microtidaux, observables aux Fidji, à l’intérieur de la Grande Barrière de Corail ou dans l’archipel des Tuamotu.
Un atoll simplifié type est défini à la manière d’un banc de test en canal en utilisant une quinzaine de paramètres descriptifs. Le comportement hydrodynamique de ce système simplifié est ensuite étudié via un grand nombre de simulations réalisées avec un modèle couplé vagues-courants. L’analyse des simulations hydrodynamiques permet de discuter les comportements hydrodynamiques de ces atolls, notamment des régimes d’ouverture aux échanges avec les eaux océaniques. Une liste de paramètres responsables des changements hydrodynamiques majeurs est ensuite isolée.
L’utilisation de ces paramètres dans la définition de trajectoires long terme d’atolls existants met en évidence des changements hydrodynamiques importants qui peuvent perturber les écosystèmes ou les populations locales.
Enfin, l’exploration massive de cet espace de paramètres met en évidence un premier lien entre l’hydrodynamique récifale et la notion de « paysage de la résilience », au cœur de la définition originale du concept.
Jury :
Xavier CAPET, Directeur de recherche, CNRS, Sorbonne Université, LOCEAN-IPSL – Rapporteur
Christophe MENKES, Directeur de recherche, IRD, UMR ENTROPIE – Rapporteur
Swen JULLIEN, Chargée de recherche, IFREMER, LOPS – Examinatrice
Héloïse MICHAUD, Chargée de recherche, SHOM – Examinatrice
Frédéric BOUCHETTE, Professeur, Université de Montpellier, GM – Directeur de thèse
Damien SOUS, Maître de conférence, HDR, UPPA, SIAME – Directeur de thèse
Les solutions traditionnelles de protection du littoral, comme les digues, sont aujourd’hui reconnues pour avoir un impact globalement négatif sur l’environnement et une faible longévité face au changement global.
Face à cette constatation, les solutions douces ont émergé.
Les solutions douces désignent entre autres les solutions hybrides (qui allient structures traditionnelles et naturelles), les habitats naturels (coraux, herbiers, mangroves) ou encore les solutions dites biomimétiques. Les solutions douces ont pour ambition d’intégrer l’aspect écologique dès leur développement, mais ont aussi pour ambition de s’adapter dans le temps. La conception et le déploiement de ces nouvelles solutions reposent sur la compréhension fine de leur contrôle sur l’hydrodynamisme local.
L’objectif de cette thèse est d’étudier l’impact de différentes solutions douces sur la dissipation de l’énergie de la houle et de proposer un nouveau formalisme qui améliore la représentation de ces solutions dans les modèles traditionnels.
Historiquement, la théorie de la dissipation des vagues suppose que la structure peut être approximée par un cylindre rigide. L’application de cette théorie nécessite de connaître les valeurs du coefficient de traînée pour être appliquée, notamment pour paramétrer les solutions de protection dans les modèles traditionnels.
Trois déploiements en conditions réelles ont alors été réalisés sur trois solutions de protection douces différentes pour quantifier la dissipation. En conditions réelles, la diversité des forçages météo-marins augmentent l’étalement des valeurs du coefficient de traînée que les lois empiriques peinent à représenter. À l’issue de ces déploiements, une approche plus conceptuelle est appliquée afin de définir de nouvelles lois du coefficient de traînée.
Jury :
Frédéric MOULIN, Professeur, HDR, IMFT, Université de Toulouse – Rapporteur
Damien SOUS, Maître de conférence, HDR, Université de Toulon – Rapporteur
Cristele CHEVALIER, Maître de conférence, IRD, MIO, Université de Toulon – Examinatrice
Alexandre GANACHAUD, Directeur de recherche, IRD, LEGOS, Université de Toulouse – Examinateur
Christel TIBERI, Directrice de recherche, GM, CNRS Montpellier – Examinatrice
Frédéric BOUCHETTE, Professeur, GM, Université de Montpellier – Directeur de thèse
Raphaël CERTAIN, Maître de conférence, HDR, CEFREM, Université de Perpignan Via Domitia – Invité (Co-directeur)
Samuel MEULÉ, Maître de conférence, CEREGE, Université de Aix-Marseille – Invité (Encadrant)
Participer à la conférence en ligne (ID de réunion : 975 3830 3154)
Freshwater scarcity, a pressing consequence of climate change, threatens human populations and ecosystems. With glaciers melting at alarming rates, rainfall becoming erratic and water evaporating faster, the stress on water resources reaches critical levels. As water demand intensifies, it becomes crucial to harness multiple observations of the rapidly changing water resources and enable evidence-based decision making to ensure sustainable water management. Modern geodesy, the study of the evolving shape of our planet, emerges as a new tool to monitor dynamic hydrological processes from space, at unprecedented spatio-temporal scales, guiding the development of theories and models to predict their course. Recent developments in hydrogeodesy now reveal variations in the gravity field and surface deformation of the Earth caused by the redistribution of water masses over timescales ranging from seasons to several decades. These signals are key to exploring the complex mechanical interactions between hydrology and the solid Earth.
Kristel CHANARD received a PhD in Geophysics from ENS in 2015, followed by a postdoc at the University of Lausanne. She has been a research scientist at IPGP and IGN since 2017. She studies Earth’s deformation driven by climate processes using satellite geodesy and physics-based modeling.
Géosciences Montpellier
Université de Montpellier
Campus triolet cc060
Place eugène bataillon
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