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Ressources naturelles : des bassins aux domaines orogéniques

Grâce à ses recherches sur les bassins sédimentaires et leurs applications sur les ressources d’énergie fossile, l’équipe "Bassins" a toujours entretenu des liens privilégiés avec les compagnies pétrolières. Progressivement, ses thématiques scientifiques se sont élargies aux interactions entre fluides, failles et roches, à chaque étape de l’enfouissement des sédiments jusqu’à atteindre des conditions P et T du métamorphisme. Les applications aux domaines des ressources minérales et les collaborations avec les entreprises minières sont alors devenues évidentes !
C’est tout naturellement que l’équipe Bassins s’est récemment renommée G2R pour "Géologie des Réservoirs et Ressources". Les exemples qui vont suivre illustrent parfaitement ces différentes collaborations.

Michel Lopez étudie les processus de précipitation biochimique du fer et du manganèse dans les bassins sédimentaires de la Terre Primitive (Paléoprotérozoïque, -2,1 Ga) en lien avec l’apparition de la vie et l’oxygénation de l’atmosphère. En collaboration avec ERAMET, leader mondial des métaux d’alliages, il travaille actuellement sur deux chantiers : le "Kalahary Manganese Field" 1 en Afrique du Sud et dans le célèbre bassin du Francevillien au Gabon, avec ERAMET et sa filiale gabonaise COMILOG2.
Par ailleurs, pour des périodes moins anciennes, il s’intéresse à ces mêmes processus biogéochimiques pendant la "Snowball Earth" (Néoprotérozoïque), toujours avec ERAMET et l’Université Fédérale du Parana au Brésil (UFPR).

Michel Séranne et Gilles Merzeraud s’intéressent aux contrôles géologiques sur les accumulations de phosphates au Maroc - les plus grandes réserves mondiales - en partenariat avec la Faculté des Sciences Semlalia de l’Université Cadi Ayyad de Marrakech3.
Grâce à un contrat de collaboration avec l’OCP (Office Chérifien des Phosphates), les équipes G2R et Manteau & Interfaces de GM travaillent conjointement sur ce chantier. En effet, les géochimistes de MI étudient dans les dépôts phosphatés la répartition des lanthanides, des actinides, de la plupart des métaux de transition et de certains métalloïdes et halogènes à toutes les échelles. Ces derniers sont considérés soit comme un obstacle dans le processus de valorisation, soit comme une ressource potentielle. La distributions de ces éléments dans les séries phosphatées est discutée avec les géologues de G2R pour contraindre les processus d’accumulations de phosphates dans les bassins : proxies paléo-environnementaux ? Traceurs de sources sédimentaires ou de processus diagénétiques ?

L’accumulation et l’enfouissement pluri-kilométrique des sédiments dans les bassins produisent des circulations de fluides et des minéralisations. En Argentine, Michel Lopez encadre un doctorant4 sur l’analyse des conditions de piégeages des fluides minéralisateurs (Ag, Cu) sur les zones de failles bordières du bassin de Salta.
Par ailleurs, TOTAL a soutenu un projet de thèse5 sur l’analyse et la modélisation des circulations de fluides minéralisateurs (Ba-Cu-Pb-Ag) en relation avec la compaction et la lithification des sédiments, elles-mêmes liées au système pétrolier. Cette étude s’est basée sur les données de sub-surface du North Viking Graben et des analogues affleurant dans le bassin de Lodève.

Alain Chauvet travaille plus fréquemment sur les ressources associées au magmatisme en contexte orogénique et à toutes concentrations minérales liées aux fonctionnements des failles. Ses chantiers l’amènent au Maroc, dans les Andes, en Afrique du Sud, au Brésil, en Nouvelle-Calédonie mais aussi dans la chaîne hercynienne française. Au Brésil, par exemple, en association avec l’Université Fédérale du Parana (UFPR) et avec l’appui de compagnies minières (Tabipora et El Dorado Gold), il étudie les minéralisations aurifères6 et plus particulièrement les relations entre concentrations aurifères, magmatisme et tectonique. Au Maroc, le domaine Néoprotérozoïque de l’Anti-Atlas constitue le prochain défi avec un projet de doctorat en collaboration avec la compagnie MANAGEM sur l’étude des circulations de fluides autour de grandes failles crustales, comme dans les secteurs miniers d’Imiter et de Bou Azzer.

Une thématique similaire est abordée par Roger Soliva sur les processus de circulations hydrothermales aux abords de la faille de la Têt (Pyrénées orientales, France)7. Sur plusieurs chantiers (France, USA, Écosse, Allemagne, Taïwan), il analyse la déformation cataclastique des grès poreux et l’impact sur les circulations fluides. Ces études8 soutenues par AREVA et TOTAL analysent la distribution des hétérogénéites de perméabilité des grès. Elles permettent ainsi de mieux appréhender la localisation des minéralisations uranifères et d’optimiser la production de réservoirs gréseux par injection-récupération et lixiviation.

Ainsi, l’étude de la concentration des minéraux métalliques en lien avec la tectonique et /ou l’enfouissement des sédiments est devenue une spécialité des "géologues miniers" montpelliérains.

L’évolution des thématiques de recherche de l’équipe G2R a favorisé la création de nouvelles collaborations avec des universités étrangères et des partenariats avec des sociétés d’exploitation de ressources minérales permettant ainsi la formation de jeunes géologues de l’exploration. Les liens entre le laboratoire de recherche, la formation des Masters et des Docteurs et les entreprises sont favorisées par le cluster TERINOV et se matérialisent par des contrats, des stages et des emplois.

Il est à noter que les multiples collaborations de GM avec les universitaires du Maghreb actifs dans le domaine des géo-ressources sont facilitées par le programme MEDYNA qui permet la mobilité de nombreux chercheurs et doctorants. Ces travaux seront présentés lors du prochain Workshop TERINOV - MEDYNA "Resources and Innovative Geology" RIG2016, en avril prochain à Montpellier. L’occasion de venir découvrir un volet important de l’activité scientifique de Géosciences Montpellier !


1 master de Jérémie Venelle (2013)
2 master puis thèse de Manon Dubois (2014-17) COMILOG/ERAMET/université Bretagne Ouest
3 Stage M1 de Julie Michaud, master d’Emilie Marchand, master puis thèse de S.E. El Morsli (2015-18)
4 travaux de thèse de Santiago Rioja (2014-17) en co-tutelle avec l’université de Buenos-Aires
5 thèse de Dimitri Laurent soutenue en 2015 (co-directeurs : Michel Lopez et Alain Chauvet)
6 travaux de thèse de Ariadne Borgo (2014-17) et Barbara Dressel (2015-18) avec l’UFPR de Curitiba et les compagnies minières Tabipora et El Dorado Gold
7thèse d’Audrey Taillefer (2014-17) soutenue par le programme RGF (co-directeurs : Roger Soliva et Laurent Guillou-Frottier)
8 thèse et post-doc de Gregory Ballas (2011-14) soutenus par AREVA ; thèse en cours de Sven Philip (2014-17) soutenue par TOTAL et l’Université de Montpellier