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Les projets financés par l’INSU en 2021

6 projets déposés par des membres de GM dans le cadre du programme Terre Solide TelluS ont été retenus pour un montant total de 68 380 €, ainsi qu’un projet déposé par Denis Didier Rousseau dans le cadre du programme Océan-Atmosphère Lefe, qui sera financé à hauteur de 45 730 € sur 3 ans (dont 13 730 € en 2021).


Programme TelluS, action ALEAS (Aléas, risques et catastrophes telluriques)


- Suivi sismologique dense du glissement de terrain de Pégairolles de l’Escalette (SNO OMIV) (Stéphanie Gautier)
Le glissement de Lodève est un site de l’observatoire national INSU OMIV, où nous cherchons à comprendre les relations entre précipitations, circulations d’eau et déformation au sein du versant pour mieux appréhender la dynamique de ce système. Une étude préliminaire menée dans le cadre de la thèse de M. Lajaunie (EOST 2020, ANR HydroSlide) a montré la pertinence des mesures géophysiques de résistivité électrique (polarisation provoquée en domaine temporel - TDIP) pour imager la structure d’un glissement argileux et détecter des variations temporelles du contenu en eau dans le versant instable. L’objectif du projet « Time-Slide » est de mettre en œuvre une acquisition mensuelle des mesures TDIP combinée à une imagerie en vitesse de la structure du glissement jusqu’à des profondeurs d’une centaine de mètres. Ces nouvelles données permettront tout d’abord une meilleure connaissance de la structure 3D du glissement et un suivi, sur une année, des conditions hydrodynamiques dans le versant.
- Failles, ruptures et mouvements forts : quelles conséquences pour l’aléa sismique dans la région du Teil (FREMTEIL) (Jean-François Ritz)
Projet FREMTEIL (INSU-Tellus) : « Failles, ruptures et mouvements forts dans la région du Teil (Ardèche) : Quelles conséquences pour l’aléa sismique sur le faisceau NE cévenol ». (PI J-F Ritz)
Il s’agit d’un projet collaboratif d’une durée de 3 ans (2021- 2023) rassemblant 40 chercheurs répartis sur 4 laboratoires académiques (Géosciences Montpellier, Isterre Grenoble, Geoazur Sophie-Antipolis, Cerege Aix-en-Provence) et 4 organismes (IRSN, CEA, EDF, CEREMA), dont l’objectif est de caractériser l’activité du système de failles des Cévennes au niveau de sa terminaison NE. C’est là que s’est produit le 11 novembre 2019, le tremblement de terre du Teil le (Mw 4.9), séisme superficiel (≈1km de profondeur) qui a généré une rupture de surface et de très fortes accélérations du sol. Ce projet devrait fournir des données importantes pour le calcul de l’aléa sismique dans une région à forte densité de population et où se trouvent deux centrales nucléaires (Cruas et Tricastin).


Programme TelluS, action CESSUR (Connaissance et technologie du sous-sol pour son exploitation et usage durable)


- La datation des argiles : un outil pour l’étude des systèmes géothermiques - Geothermillite (Philippe Münch)
Ce projet propose de dater avec la méthode 40Ar/39Ar des échantillons d’illite ou interstratifiés illite/smectite (I/S) provenant de sites géothermaux d’intérêt économique. Ce type d’approche est intéressante pour établir la chronologie des circulations de fluide basse température (<200°C) où seules les illites et I/S sont datables. La comparaison des âges 40Ar/39Ar avec ces âges K-Ar et EPR permettra de tester la robustesse de la méthode 40Ar/39Ar et de mieux appréhender l’évolution temporelle des différents sites. Les sites choisis couvrent des gammes de temps large pour tester l’intérêt de la méthode sur les champs actifs afin de déterminer leur durée de vie et la vitesse de colmatage des drains.


Programme TelluS, action SYSTER (Système Terre : processus et couplages)


- Évolution du supercontinent Columbia : Apports des témoins de Guyane française (Delphine Bosch)
La compréhension des mécanismes qui gouvernent le cycle de formation des supercontinents est complexe et sujette à de vifs débats au niveau international. En effet, la chronologie des cycles des supercontinents ainsi que le rôle exact de la tectonique des plaques (i.e. rôle des processus de subduction-collision versus l’action de plume mantellique) dans la formation, l’évolution et la fragmentation de ces superstructures restent encore mal compris et très controversés selon les proxies considérés. Ce projet se focalise sur le Columbia, un des plus anciens supercontinents identifiés, qui a évolué au cours du Paléo- et Méso-Protérozoïque. Les roches étudiées proviennent des formations géologiques de la Guyane française, témoins du Columbia. L’approche analytique mise en œuvre consiste en une démarche couplée associant observations de terrain, cartographie et déformation, thermo-barométrie, caractérisation et quantification pétro-géochimique, pétrochronologie, permettant ainsi d’accèder à l’identification des sources impliquées dans la genèse des magmas, la caractérisation fine des processus, le rôle et la nature des fluides mis en jeu… L’ensemble sera intégré dans un schéma évolutif des différentes étapes d’accrétion et de fragmentation du supercontinent.
- Mouvements verticaux extrêmes dans les avants‐arcs : l’exemple du Dodécanèse (Grèce) (Jean-Jacques Cornée)
Le projet Tellus-MOVE a pour objectif de comprendre l’origine de mouvements verticaux extrêmes dans les avants-arcs en cours d’étirement lors de l’accentuation de la courbure d’une zone de subduction. L’exemple choisi est l’avant-arc Hellénique oriental (Dodécanèse) depuis 5 Ma, particulièrement les îles de Kassos, Karpathos et Crête orientale, où des terrasses d’abrasion marine étagées peuvent se retrouver à 600 m d’altitude. Le projet consistera en une cartographie de ces terrasses dans des secteurs clés, l’étude de leurs dépôts et leur datation (biostratigraphie, U/Th et U/Pb sur fossiles), couplées à l’analyse du régime de la déformation responsable des mouvements verticaux. Les résultats seront validés dans un premier temps par les corrélations avec les dépôts datés dans les bassins adjacents aux terrasses ; et dans un deuxième temps par la déconvolution du signal eustatique par tranche d’âge. Il sera alors possible de reconstituer les modalités de la déformation à l’échelle de tout l’avant-arc, et de les comparer avec celles de l’avant-arc courbe des Petites Antilles. Ce travail est mené avec la collaboration des Universités d’Athènes, Lyon, et Kiel.
- Deformation and mineral defects in olivine : impact on upper mantle ductility - DoMinO (Sylvie Demouchy)
Jusqu’à récemment, la déformation des roches du manteau s’évaluait par des équations de fluage expérimentales semi-empiriques (fluage dislocation/diffusion) impliquant seulement deux types de défauts dans les minéraux. Le manteau terrestre supérieur n’étant pas un monocristal géant d’olivine, le rôle des joints de grains doit être pris en compte. Le projet DoMinO vise à (1) identifier les nouveaux agents de déformation ductile (e.g., dislocation, disclination, disconnection) dans des roches polycristallines déformées expérimentalement à haute pression et hautes temperature (Presse Paterson, Multi-enclumes), avec une combinaison unique de techniques de microscopie (SEM-EBSD, TEM, ATEX) ; (2) établir les variations des abondances des agents de la déformation en fonction de paramètres expérimentaux clés (P, T, contrainte appliquée, taille du grain, type de joints de grains) à partir de cartes EBSD de haute qualité (haute résolution spatiale et angulaire). Ces nouvelles données permettront de redéfinir le rôle des joints de grains lors de la déformation ductile des roches du manteau supérieur et de réévaluer la physique en jeu derrière la tectonique des plaques.


Programme Lefe


- Caractérisation des paléosols dans les loess de Kessalt (Belgique) durant le pénultième cycle climatique (DOKESS) (Denis Didier Rousseau)
Le projet DOKESS consiste à caractériser les épisodes de réchauffements abrupts, identiques à ceux observés au Groenland et dans les carottes marines durant les derniers 130 000 ans (dernier cycle climatique), mais pour l’avant-dernier cycle climatique, c’est à dire entre 243 et 130 ka (stade isotopiques 7 et 6) pour lequel il n’existe pas d’enregistrement pour le Groenland. Nous avons récemment publié l’analyse à haute résolution et multiproxy de la succession paléoenvironnementale dans l’intervalle correspondant au stade isotopique marin 6 (MIS6 : 192-130 ka) exceptionnellement bien développé à Harletz en Bulgarie (Antoine et al. 2019, Lomax et al. 2019, Rousseau et al. 2020). Il existe toutefois actuellement très peu d’enregistrements loessiques du MIS6 susceptibles de fournir un enregistrement détaillé des alternances paléosols-loess, similaires à celles décrites dans la séquence bulgare d’Harletz mais aussi durant le dernier cycle climatique. Il s’avère donc nécessaire et fondamental d’analyser une autre séquence loessique européenne de l’avant dernier cycle climatique, distante géographiquement et cette fois-ci dans la zone préférentielle de l’enregistrement des événements de DO sous la forme de paléosols, c’est-à-dire en Europe occidentale à environ 50°N. La séquence belge de Kesselt a été choisie à cet effet et devrait être carottée dans la carrière Nelissen en 2021 et les analyses suivront en 2022 et 2023, également avec financement LEFE, avec notamment un passage au scanner XRF.


Le bulletin du laboratoire Géosciences Montpellier n°24 - janvier/février/mars/avril/mai 2021