Conférence GM & ED Gaïa

Géophysique et changement d’échelle : explorer la zone Critique

Par Julien THIESSON (TETIS, Paris)

à 14h amphi 23.01
campus Triolet, Université de Montpellier

Participer à la conférence en ligne (ID de réunion : 952 2338 4896)

La zone critique est intrinsèquement un objet qui englobe de multiples échelles. Que ce soit en termes d’espace (taille des pores, placette expérimentale, bassin versant) ou de temps (cycle diurne, saisons, temps géologiques), elle constitue un objet privilégié pour aborder les changements d’échelle. Pour l’imager, les méthodes géophysiques proposent une panoplie d’outils et de concepts pertinents.

Cette présentation abordera donc la zone critique par le biais des questions qu’elle pose à la géophysique appliquée. En utilisant le prisme des travaux et collaborations des géophysiciens de l’UMR METIS, elle tentera d’illustrer comment les différentes échelles sont abordables à l’aide de l’imagerie géophysique. Elle évoquera en particulier le questionnement sur les pratiques de la géophysique appliquée en exposant les problèmes rencontrés lors de la transposition des résultats du laboratoire au terrain et inversement.

 

Julien THIESSON est Maître de conférences des universités au sein de l’UMR METIS. Géophysicien, il a consacré sa thèse de doctorat au développement d’appareils de mesure des propriétés électromagnétique sur le terrain. L’objet d’application privilégié de ces méhtodes est celui des sols anthropisés allant des sites archéologique aux sols péri-urbains en passant par les sols agricoles.

 

 

 

 

Soutenance de thèse de Camille Thomasset

Cadre structural et cinématique de la terminaison Nord-Est du faisceau de failles des Cévennes et analyse paléosismologique des failles de Marsanne et de Grangette

À la suite du séisme du Teil (Mw 4,9) survenu le 11 novembre 2019 en Ardèche, de nombreuses questions demeurent sans réponse : le système de faille Nord-Cévenol, à l’origine de cet événement, a-t-il déjà généré des séismes par le passé ? Quelle est sa géométrie et quelle est sa cinématique actuelle ?

Cette thèse vise à répondre à certaines de ces interrogations en fournissant de nouvelles données sur ce système de faille, notamment sur les failles de Marsanne et de Grangette. Grâce à l’analyse de profils sismiques profonds et de subsurface, nous avons démontré que les principales structures correspondent à des failles normales listriques, actives principalement entre le Crétacé inférieur (135 Ma) et l’Oligocène (30 Ma), dans un contexte extensif et décrochant sénestre. Le modèle de faille, issu de l’interprétation de ces profils, a permis de mieux contraindre la morphologie des zones de failles étudiées ainsi que celle des dépôts quaternaires qui les jalonnent. En adoptant une approche de paléosismologie, nous avons identifié au moins un paléoséisme sur la faille de Marsanne, avec un mouvement inverse daté entre 320 ± 24 ka et 271 ± 39 ka, et une magnitude minimale estimée à Mw 5,9. Un second indice de rupture de surface a été relevé sur la faille de Grangette, sous la forme de fissures dans des alluvions situées dans la zone de faille. Les datations préliminaires situent cette déformation entre 2 Ma et 0,6 Ma.

Ainsi, la compilation des données recueillies au cours de cette thèse permet une mise à jour de la cartographie du système de failles des Cévennes, améliore la compréhension de la dynamique
tectonique actuelle du bassin du Sud-Est, et apporte des éléments importants sur
l’aléa de rupture de surface
dans la vallée du Rhône.

 

 

Jury :

Magali RIZZA, Professeur des universités, Université du Québec, Montréal – Rapportrice
Thibault CAVAILHES, Maître de Conférences, Université de Bordeaux – Rapporteur
Carole PETIT, Professeur des universités, Université Côte d’Azur, Nice – Examinatrice
Michel SÉRANNE, Chargé de Recherche, Géosciences Montpellier – Examinateur
Jean-François RITZ, Directeur de Recherche, Géosciences Montpellier – Directeur de thèse
Kévin MANCHUEL, Ingénieur scientifique, Électricité de France, Aix-en-Provence – Co-encadrant de thèse
Romain LE-ROUX-MALLOUF, Ingénieur scientifique, Électricité de France, Aix-en-Provence – Invité
Stéphane BAIZE, Directeur de recherche en Géosciences, IRSN, Fontenay-aux-Roses – Invité

Soutenance de thèse de Marialine Chardelin

Localisation progressive de la déformation pendant l’exhumation du manteau au cours du rifting continental
Les massifs de Zabargad (Mer Rouge) et de Turon de la Técouère (Pyrénées)

La déformation terrestre, concentrée surtout aux limites des plaques tectoniques, résulte de processus physico-chimiques influencés par des facteurs locaux. Ces processus, qui se déroulent souvent plus rapidement que les mouvements des grandes structures géologiques, interagissent entre eux et avec les microstructures produites.

Les recherches menées dans les massifs de l’île de Zabargad, Turon de la Técouère et Sapat ont mis en évidence des mécanismes de déformation en lien avec des fluides et des magmas. Ces études ont révélé que les zones de cisaillement à Zabargad et à Turon de la Técouère, formées dans un contexte de rift continental, se caractérisent par un fluage de dislocation (déformation plastique) et une recristallisation dynamique de l’olivine. Ces processus sont marqués par une dissolution précipitation croissante et la formation de néoblastes, indiquant une réactivité accrue avec des fluides aqueux. À Zabargad, la déformation est facilitée par une chenalisation progressive des fluides et atteint localement un équilibre thermodynamique, contrairement à Turon de la Técouère, où les conditions de déformation sont plus sèches et moins graduelles.

Le massif de Sapat montre une déformation influencée par des fluides magmatiques, observée à travers une percolation de magma orientée E-W. Cette interaction crée des zones dunitiques évoluant en webstérite et gabbro, parallèles aux bandes d’olivine déformées à l’état solide. Le fluage de dislocation et la recristallisation sont marqués par des orientations cristallographiques parallèles aux structures. Une fois la cristallisation totale du magma achevée, la déformation s’arrête, laissant des grains sinueux qui témoignent de l’influence des fluides sur ces processus.

 

Jury :

M. Philippe GONCALVES, Université de Franche Comté – Rapporteur
Mme Sylvie DEMOUCHY, Université Clermont-Auvergne – Rapporteure
M. Benoît ILDEFONSE, Université de Montpellier – Examinateur
Mme Andréa TOMMASI, Université de Montpellier – Directrice de thèse

Soutenance de thèse de Gaétan Boissonneau

Caractérisation expérimentale des processus de recristallisation dynamique par essais de traction avec acquisition EBSD in-situ dans l’alliage de magnésium AZ31

Cette thèse explore les processus de recristallisation dynamique (DRX) dans les polycristaux, en utilisant l’alliage de magnésium AZ31 comme matériau modèle pour des matériaux à forte anisotropie plastique. Un protocole expérimental innovant a été développé, permettant le suivi en 2D des microstructures au cours de la déformation, par des essais de traction associés à l’acquisition in-situ de cartographies EBSD sur une large plage de déformations finies (jusqu’à 67% de déformation ingénieure). L’évolution de la microstructure a été étudiée dans différentes conditions de température et de vitesse de déformation (20, 150, 250 et 300° C; 10−3 et 10−4 s−1. La grande quantité de donnée EBSD obtenue permet d’étudier le comportement mécanique global de l’échantillon à la perspective des évolutions microstructurales quantitative d’un point de vue statistique, ainsi que des caractérisations, discrètes et qualitatives, de processus locaux au cours de la déformation. Les résultats montrent qu’à 250° C et 10−3 s−1 la DRX est induite par la rotation des sous-grains et le phénomène de bulging, contribuant à l’adoucissement du matériau par la réduction du durcissement géométrique (induit par l’évolution de la texture) et la réorganisation du réseau de dislocations (polygonisation). La formation de necklace, poches de grains recristallisés de petite taille à l’interface entre deux grains de plus grande taille, est identifée et caractérisée par l’observation des évolutions locales progressive dans les régions concernées. Ces résultats ont permis d’identifier l’impact de l’évolution du joint de grains initialement à l’interface entre les deux grains parents. Des essais complémentaires à différentes températures ont permis d’observer des variations dans l’impact de la DRX sur la déformation. Malgré certaines limitations expérimentales, ce travail ouvre des perspectives pour l’étude de la DRX dans d’autres matériaux cristallins anisotropes, tels que la glace ou les minéraux.

 

Jury :

Olivier CASTELNAU, Directeur de recherche, CNRS, PIMM Paris – Rapporteur.
Romain QUEY, Chargé de recherche, CNRS, Mines St Etienne – Rapporteur.
Frédéric GUEYDAN, Professeur des universités, UM, Géosciences Montpellier – Examinateur.
Brigitte BACROIX, Directrice de recherche émerite, CNRS, LSPM Villetanneuse – Examinatrice.
Mme Andréa TOMMASI, Directrice de recherche, CNRS, Géosciences Montpellier – Directrice de thèse.
Maurine MONTAGNAT RENTIER, Directrice de recherche, CNRS, IGE Grenoble – Directrice de thèse.
Marco Antonio LOPEZ-SANCHEZ, Research associate, University of Oviedo – Invité

 

Conférence GM & ED Gaïa

An introduction to Deep Learning for Remote Sensing Earth Observations analysis with applications on land cover mapping

By Dino IENCO (INRAE, INRIA, Montpellier)

à 14h amphi 23.01
campus Triolet, Université de Montpellier

Participer à la conférence en ligne (ID de réunion : 939 6070 1102)

The talk will cover a gentle introduction to deep learning approach for the analysis of remote sensing data. Firstly, I will present the current landscape in terms of remote sensing data, then I will discuss the difference between standard machine learning methodologies and deep learning methods. After that, a panorama of the main concepts behind neural network will be provided. Finally, more of the time will be dedicated to provide examples of applications of deep learning approaches in the context of remote sensing data analysis with applications spanning from satellite image time series analysis for land cover characterization to multi-source remote sensing data exploitation for glacial moraine mapping.

 

Dino IENCO received the M.Sc. and Ph.D. degrees in computer science both from the University of Torino, Torino, Italy, in 2006 and 2010, respectively. He joined the TETIS Laboratory, IRSTEA, Montpellier, France, in 2011 as a Junior Researcher. His main research interests include machine learning, data science, graph databases, social media analysis, information retrieval and spatio-temporal data analysis with a particular emphasis on remote sensing data and Earth Observation data fusion. Dr. Ienco served in the program committee of many international conferences on data mining, machine learning, and database including IEEE ICDM, ECML PKDD, ACML, IJCAI as well as served as a Reviewer for many international journal in the general field of data science and remote sensing.

 

 

 

 

 

Conférence GM & ED Gaïa :

Changement climatique, fonte des glaces, réchauffement de l’océan et hausse de la mer; Quels impacts et comment s’adapter ?

par Anny CAZENAVE (LEGOS, CNES, Toulouse)

à 14h amphi 23.01 campus Triolet – Université de Montpellier

Participer à la conférence en ligne (ID de réunion : 986 3455 1372)

Il est à présent bien établi que le système Terre se réchauffe, avec plusieurs conséquences déjà bien visibles, en particulier le réchauffement de l’océan, la fonte des glaces continentales et la hausse du niveau des océans. Dans cette présentation, on montrera les résultats les plus récents sur la hausse de la mer observée en routine depuis 30 ans depuis l’espace, ainsi que sur les causes de cette élévation (expansion thermique de l’océan, fonte des glaciers de montagne et des calottes polaires) que l’on peut aujourd’hui quantifier précisément à l’aide de différents systèmes d’observations spatiaux et in situ. On montrera que la hausse de la mer n’est pas uniforme, certaines régions océaniques étant plus impactées que d’autres. On discutera enfin les projections futures de la hausse de la mer pour différents scénarios de réchauffement ainsi que les impacts attendus dans les régions côtières et les différentes stratégies d’adaptation.

 

Anny Cazenave est chercheur émérite au LEGOS (Toulouse). Elle étudie la planète Terre (géodésie et géophysique, océanographie, hydrologie et climat) à l’aide des techniques spatiales d’observation. Ses travaux actuels portent sur la hausse actuelle du niveau des mers, sur les causes climatiques (réchauffement de l’océan et fonte des glaces continentales) et sur les impacts associés dans les régions côtières.

 

 

 

 

Soutenance de thèse de Maxime GAUTIER

Imagerie géophysique de proche surface et aléas naturels : nouveaux développements méthodologiques appliqués à l’imagerie des glissements de terrain et des failles actives.

Notre compréhension des risques naturels est primordiale dans le contexte du changement climatique et de la densification des populations. Ces travaux de thèse se concentrent sur les risques associés aux glissements de terrain et aux séismes, qui sont caractérisés par un déplacement, dans le sol, le long d’une zone de faiblesse. Les méthodes géophysiques fournissent des images de ces zones de rupture dans les sous-sols qui sont ensuite analysées par des géologues. Malheureusement, ces images sont souvent imparfaites et leur interprétation peut être difficile. Ainsi, le développement de nouveaux outils aidant à cette étape est essentiel. Suivant cet objectif, cette thèse propose pour la première fois un outil de calcul d’incertitudes dans les images de résistivité électrique. Afin de préciser la localisation des surfaces de rupture, deux méthodes ont été développées : la première combine plusieurs jeux de données électriques et la seconde combine des jeux de données de différentes natures (électriques, sismiques, gravimétriques, topographiques). Ces nouvelles approches ont permis une meilleure description de la structure interne d’un glissement de terrain dans le sud de la France et une réévaluation de l’aléa sismique au Bhoutan.

 

Jury :

Ludovic BODET, Maitre de conférences HDR, Sorbonne Université, Rapporteur.

Marc PESSEL, Maitre de conférences HDR, Université Paris-Saclay, Rapporteur.

Catherine BERTRAND, Professeur HDR, Université de Franche Comté, Examinatrice.

Jean-François GIRARD, Professeur HDR, Institut Terre et Environnement de Strasbourg, Examinateur.

Roger SOLIVA, Professeur HDR, Université de Montpellier, Examinateur.

Alexandrine GESRET, Maitre de conférences, Mines Paris Tech. Examinatrice

Myriam SCHMUTZ, Professeur HDR, Institut Polytechnique de Bordeaux, Invitée.

Stéphanie GAUTIER-RAUX, Maitre de conférences HDR, Université de Montpellier, Directrice.

Rodolphe CATTIN, Professeur, Université de Montpellier, Co-encadrant.

 

Conférence GM & ED Gaïa :
‘Bottom-up’ gas hydrate dynamics and seafloor fluid venting in collapsing deep-sea fans. Examples from the Amazon and Nile

par Daniel PRAEG

Géoazur, Nice.

à 14h amphi 23.01 campus Triolet – Université de Montpellier

Participer à la conférence Zoom (ID de réunion : 93757873200)

Gas hydrates frozen within deep-sea sediments form the largest reserve of carbon (mainly methane) on Earth. Their stability over time is sensitive to pressure and temperature changes, with strong implications for global methane cycling and continental slope stability. Submarine gas hydrate dynamics are usually seen in relation to ‘top-down’ changes in water column properties (sea level, temperatures), driven from above by climate. However, gas hydrate stability is also influenced from below by fluid migration within sedimentary successions. The Amazon and Nile deep-sea fans are rapidly-deposited depocentres that contain tectonic structures recording their gravitational collapse, as well as gas hydrate provinces associated with seafloor fluid vents. ‘Bottom-up’ changes in fluid expulsion and gas hydrate stability linked to tectonic movements may account for the giant landslides that characterize these and other deep-sea fans. Results are presented from French-Brazilian collaborations involving Géoazur, including initial results from the AMARYLLIS-AMAGAS campaign to the Amazon deep-sea fan in May-June 2023.

 

Daniel PRAEG is a marine geoscientist with interests in sedimentary and tectonic processes on continental margins in relation to geofluids. Originally a glacial geologist (meltwater drainage), his current focus is on the submarine cryosphere (gas hydrates). He is from Canada, and has lived and worked in the USA, Scotland (PhD 1997), Ireland, Italy, Brazil and France.

 

 

Affiche conférence GM Ed GAIA : Daniel Praeg 08 décembre 2023.

Soutenance de thèse de Isabelle ROCAMORA

Analyse géomorphologique par apprentissage profond et imagerie satellitaire multi-source

Les analyses géomorphologiques bénéficient aujourd’hui des avancées technologiques, notamment grâce aux images satellitaires à haute et très haute résolution, permettant de caractériser avec précision les formes de reliefs.
Par ailleurs, les méthodes de deep learning et de machine learning offrent de nouvelles possibilités pour exploiter pleinement la richesse de ces images et pour réaliser des analyses géomorphologiques à grande échelle.
Ma thèse se concentre sur la caractérisation des moraines glaciaires situées dans la partie sud du Rift du Yadong-Gulu dans l’Himalaya, lesquelles sont recoupées par la faille normale du Yadong. Ces moraines constituent de précieuses archives de la déformation causée par l’activité de cette faille. Elles offrent ainsi l’opportunité d’étudier en détail la distribution du déplacement co-sismique de la faille et d’identifier les différents évènements sismiques passés.
Ainsi, mon travail s’est d’abord focalisé sur l’automatisation de la cartographie des moraines glaciaires avec le développement d’un modèle de deep learning qui utilise différentes sources de données satellitaires (topographique, radar et multispectrale).
Par la suite, l’analyse des caractéristiques morphologiques des moraines a permis d’estimer leurs âges et ainsi de mener une étude sur la paléosismicité de la faille normale du Yadong.

 

Jury :

Lucilla BENEDETTI CEREGE Rapportrice

Alexandre BENOIT LISTIC, Université Savoie Mont Blanc Rapporteur

Sophie GIFFARD-ROISIN ISTerre Examinatrice

Christel TIBERI Géosciences Montpellier, CNRS Examinatrice

Matthieu FERRY Géosciences Montpellier, UM Directeur

Dino IENCO UMR TETIS, INRAE Co-directeur

Soutenance de thèse de Ronan Dupont

Couplage vagues-morphodynamique du littoral par principe de minimisation

Les modèles morphodynamiques dans les eaux côtières peu profondes sont souvent très complexes, en particulier lorsqu’il s’agit de reproduire des phénomènes physiques tels que la création de barres sédimentaires. Les modèles classiques sont généralement hautement paramétrés ; ils résolvent séparément les équations physiques de l’hydrodynamique et de la morphodynamique à une très petite échelle de l’ordre de la seconde dans le temps et du mètre dans l’espace.
Durant cette thèse, nous avons développé un modèle numérique proposant une approche plus globale de la morphodynamique côtière, basée sur un principe d’optimisation.

La théorie de l’optimisation est l’étude de l’évolution d’un système en recherchant systématiquement le minimum d’une fonction dérivée de certaines de ses propriétés physiques. En utilisant la théorie de l’optimisation mathématique, nous avons conçu un modèle qui décrit l’évolution de l’élévation du fond marin en tenant compte du couplage entre les processus morphodynamiques et hydrodynamiques. Notre modèle est basé sur l’hypothèse que le fond marin s’adapte pour minimiser l’énergie des vagues. Le choix de cette fonction détermine la force motrice de l’évolution morphologique du fond marin.

Les modèles basés sur le principe de minimisation reposent sur le calcul de certaines dérivées. Ce calcul peut être effectué par des méthodes lourdes (différentiation automatique) ou plus légères (solution analytique), mais elles présentent toutes des inconvénients.
En utilisant la dérivée à la manière d’Hadamard, nous avons élaboré une stratégie pour calculer le gradient de toute fonction de coût par rapport à la forme, ce qui nous permet de résoudre le problème d’optimisation au cœur du modèle. Cette stratégie nous a permis de créer un modèle morphodynamique générique qui peut être utilisé avec n’importe quel outil hydrodynamique. Ainsi, notre modèle a pu être validé numériquement (convergences, …) mais également expérimentalement à travers des cas d’expériences en canal.

Grâce à ces développements, le code est opérationnel en 1D et en 2D et est disposé à résoudre des problèmes d’optimisation liés à l’ingénierie côtière, visant à optimiser les positions et les formes d’ouvrages de protection du littoral.

 

  • Jury :
    Marissa YATES Chargée de Recherche, HDR École des Ponts, LHSV Rapporteuse
    Emma Imen TURKI Maîtresse de conférences, HDR Université de Rouen Normandie Rapporteuse
    Patrick MARCHESIELLO Directeur de recherche IRD, LEGOS Examinateur
    Catherine CHOQUET Professeure Université de La Rochelle Examinatrice
    Mehmet ERSOY Professeur Université de Toulon Examinateur
    Frédéric BOUCHETTE Professeur Université de Montpellier Directeur de thèse
    Bijan MOHAMMADI Professeur Université de Montpellier Directeur de thèse