Soutenance de thèse de Massimo Bellucci

Relationship between crustal segmentation, thermicity and salt tectonics in the Western Mediterranean Sea

 

La Méditerranée occidentale en font un cas unique pour l’étude de la tectonique salifère et de sa relation avec la nature de la croûte. En utilisant un vaste ensemble de données sismiques, une description régionale et une catégorisation des structures sont présentées dans cette thèse. Les structures ont été différenciées principalement sur la base de leur géométrie, les mécanismes de formation n’étant pas abordés dans un premier temps. En comparant leur distribution spatiale avec la segmentation crustale, une correspondance singulière a été observée: les structures salifères changent de morphologie à la limite entre différentes natures crustales. La compilation de la segmentation crustale et des morphologies du sel dans différentes marges passives, telles que les marges de Santos (Brésil), d’Angola, du Golfe du Mexique et du Maroc-Nouvelle-Écosse, semble confirmer cette correspondance. Pour en comprendre la raison, nous avons étudié les causes de la tectonique salifère régionale en Méditerranée occidentale. Les morphologies varient perpendiculairement à la pente et entre les sous-bassins, mettant en évidence de fortes différences entre les bassins du Liguro-Provençal, de l’est et de l’ouest Algérien en particulier. L’épaisseur initiale considérée comme constante du sel, sa base horizontale dans le bassin profond, une épaisse couverture sédimentaire au-dessus du socle, la déformation précoce dans le bassin profond et une faible couverture sédimentaire dans la pente (à l’exception du Golfe du Lion), sont autant d’éléments qui semblent remettre en cause les mécanismes classiques de la tectonique salifère. Ces mécanismes expliquent difficilement la correspondance observée. Nous avons alors proposé d’évaluer une hypothèse thermique qui pourrait être liée à la segmentation crustale et ainsi avoir une influence qui varie sur les régions délimitées par des morphologies salifères différentes. Le régime thermique a été étudié en analysant et en interprétant les données de flux thermique (HF) récemment acquises lors des campagnes WestMedFlux1-2 (2016-2018) en complément des mesures précédemment disponibles. Les anomalies de flux de chaleur de faible longueur d’onde, la couverture sédimentaire mince, le socle presque affleurant, les structures de type pockmarks, l’activité volcanique récente, les phénomènes de déshydratation du gypse et les signatures sismiques suggèrent une circulation active des fluides dans la marge sud des Baléares (domaines crustaux continentaux et OCT). Cependant, partout dans le bassin profond, la circulation des fluides semble être inhibée par l’épaisse couverture sédimentaire qui sépare le socle de la surface. Les variations de plus grande longueur d’onde pourront exprimer ici des processus de niveaux profonds. À l’aide d’un modèle thermo-cinématique et de l’analyse des HF de surface, il a été tenté d’étudier la relation entre la segmentation crustale et le régime thermique. Bien que certains processus décisifs influençant le régime thermique soient encore mal compris, ce travail montre comment une segmentation thermique peut être soulignée en Méditerranée occidentale. Son influence possible sur les morphologies du sel reste cependant mal comprise. Les mesures peuvent être facilement biaisées par des phénomènes locaux voire très locaux : une étude approfondie de la relation entre la nature crustale et le régime thermique nécessiterait un maillage de mesures de flux de chaleur plus résolu. Cette thèse montre comment l’hypothèse thermique sur l’influence de la tectonique salifère devrait être considérée avec plus d’intérêt par la communauté scientifique. Tout comme le rôle de l’évolution thermique dans la formation des marges passives est incontesté, elle pourrait par conséquent jouer un rôle essentiel dans la déformation du sel.

Jury

M. Aslanian Daniel, cadre de recherche (IFREMER)
M. Callot Jean-Paul (Professeur, Université de Pau)
Mme Del Ben Anna (Chercheuse, Université de Triestre, Italie)
M Iacopini David (Professeur associé, Univ. de Naple, Italie)
Mme Moulin Maryline (cadre de recherche, IFREMER)
Mme Rabineau Marina (Directrice de recherche, Univ. de Bretagne Occidentale)
M. Vendeville Bruno (Professeur, Université de Lille)

Invités
M. Pellen Romain (Docteur, UBO)
M. Jeffrey Poort (Ingénieur de recherche, Sorbonne Université)
M. Viana Adriano (Manager, Petrobras, Rio de janeiro, Brésil)

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Date 08/06/2021
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Webinaire LGO/GM de Yoann COPARD (M2C, Université de Caen)

La matière organique comme traceur de l’érosion continentale

https://join.skype.com/iN4GeL45MphO

 

Conceptual view of various particulate organic carbon (POC) sources in a catchment (from the Bleone river system, upstream Digne les Bains, Alpes de Haute Provence, France). POCa: aquatic POC as the autochthonous POC for the river system. POCp (petrogenic POC), POCs (soil POC), POCrw (reworked POC), both considered as allochtonous and
respectively originating from: outcropping rocks, soils, superficial formations. The two colour codes for POCrwcorrespond to POC older (grey) and younger (sepia) than 60 ky BP. Red  circle corresponds to a theoretical coring site and POC is the sedimentary POC. From Copard et al., submitted (picture from Goolge earth).

 

Soutenance de thèse de Judith Flamme

Nouvelle approche de l’étude du sous-sol marin :

application conjointe de l’électromagnétisme, de la sismique multitrace

et de la géotechnique

https://bbb-soutenance.univ-brest.fr/b/fla-zeh-9j

 

Résumé

L’étude de la géologie du sous-sol marin est une phase fondamentale dès que l’on a besoin de connaître les propriétés physiques ou mécaniques du sous-sol. Les méthodes géophysiques réalisent d’abord des mesures à distance avec des systèmes tractés derrière le navire, et se caractérisent par une couverture rapide et peu coûteuse du site étudié, et des données fournies au mieux à l’échelle métrique. Les essais géotechniques donnent ensuite des mesures ponctuelles à l’échelle centimétrique, directement sur le sous-sol marin, in situ ou en laboratoire sur échantillons. Ces approches sont complémentaires mais différentes et leur utilisation conjointe est donc complexe. Nous cherchons à améliorer la mise en commun de ces données de nature et d’échelle différentes afin d’optimiser l’information géologique finale. Cette thèse utilise deux méthodes d’imagerie géophysique : la sismique multitrace très haute résolution, mesurant l’amplitude acoustique et la vitesse des ondes P ; et la tomographie marine de résistivité électrique (MERT). Un traitement optimisé leur est appliqué pour améliorer la résolution et la qualité des modèles. Une approche conjointe est développée entre la sismique et la MERT via l’inversion contrainte 1D. Les modèles géophysiques sont ensuite confrontés aux données géotechniques disponibles en utilisant le proxy de la porosité. La méthodologie est testée en Baie de Concarneau, site comportant du gaz dans les sédiments, et au large de Saint-Nazaire, sur un plateau rocheux karstique. Elle a montré son efficacité en apportant une information supplémentaire sur la géologie (e.g., caractéristiques pétrophysiques du sédiment gazeux, niveau d’hétérogénéité du calcaire) tout en contournant les limites physiques intrinsèques aux techniques considérées individuellement.

Jury

Sarah BAZIN, Physicienne-adjointe, UBO

Stephan KER, Chercheur, IFREMER

Isorna ROCIO, Chercheure détachée, Brest

Pascal TARITS, Professeur des universités, UBO

Luc THOREL, Directeur de recherche, Université Gustave Eiffel

Maarten VENNESTE, Senior researcher, Norwegian Geotechnical Institute

Webinaire GM/LGO de Zhiteng YU (Géosciences Marines, Ifremer, Brest)

Semibrittle seismic deformation in high-temperature mantle
mylonite shear zone along the Romanche transform fault

https://join.skype.com/iN4GeL45MphO

 

Oceanic transform faults represent the first-order discontinuities along mid-ocean ridges, host large earthquakes, and induce extreme thermal gradients in lithosphere. However, the thermal structure along transform faults and its effects on earthquake generation are poorly understood. In this study, we report the presence of a 10-15-km-thick in-depth band of microseismicity in 10-34 km depth range associated with a high-temperature (700-900°C) mantle below the brittle lithosphere along the Romanche mega-transform fault in the equatorial Atlantic Ocean. The occurrence of the shallow 2016 Mw 7.1 super-shear rupture earthquake and these deep microearthquakes indicate that although large earthquakes along transform faults occur in the upper brittle lithosphere, a significant amount of deformation is accommodated in the semi-brittle mylonitic mantle that resides at depths below the 600°C isotherm. We also observe a rapid westward deepening of this band of seismicity indicating a strong heterogeneity along the transform fault

Soutenance HDR de France Floc’h

Morphodynamique des plages sableuses

et quantification du transport sédimentaire

La prévision des impacts du changement global sur les environnements côtiers est un sujet de recherche essentiel en raison des difficultés à observer, comprendre et modéliser les processus physiques importants à diverses échelles spatiales et temporelles. La connaissance des modifications du littoral et des risques d’inondation et d’érosion côtière qui y sont associés revêt une importance sociétale particulière pour les pays ayant un littoral étendu et ces risques devraient s’accroître avec le changement climatique futur. La grande question qui a motivé mes recherches jusqu’à aujourd’hui est la prédiction de la variabilité des littoraux. Différentes échelles de temps et d’espace ont été abordées au travers de mes travaux : de l’échelle du grain à l’échelle d’une plage, sur des échelles temporelles allant du passage d’une vague à plusieurs années. Différents environnements ont été étudiés : des plages macrotidales aux récifs frangeants. En 8 années, les thèmes d’expertise que j’ai développés sont donc l’influence du type de fond sur les processus hydrodynamiques et le transport, l’influence du niveau d’eau en zone méso à macrotidale et l’apport des mesures acoustiques pour la quantification du transport sédimentaire. Le premier axe traité porte sur l’évolution des plages sableuses à des échelles pluriannuelles et la prédiction de leur évolution future. Nos recherches ont permis d’adapter les modèles basés sur les profils d’équilibre de plage à des environnements en zone méso à macrotidale et d’améliorer la prédiction de la variabilité saisonnière de plage. Ces modèles sont dits empiriques et se basent sur les données issues des Services Nationaux d’Observation, auxquels nous participons activement. Alors que le processus d’érosion semble bien modélisé, l’accrétion (le retour du sable sur la plage) semble toujours mal quantifiée, et difficile à appréhender. Les forçages hydrodynamiques à l’oeuvre sont variés, et sont le sujet du second thème abordé. Les niveaux d’eaux à la côte, la propagation et la transformation de la houle en zone littorale sont observés et étudiés sur des plages macrotidales et un récif frangeant. La pente locale et la rugosité du fond sont montrées être des paramètres essentiels à considérer. La dynamique sédimentaire qui va en résulter reste mal comprise de nos jours faute de quantification suffisamment précise et résolue. L’originalité des travaux, présentés dans un troisième axe, réside alors dans l’amélioration des méthodes de traitement de données acoustiques conduisant à la quantification et la caractérisation de sédiments en suspension. Le charriage est également abordé dans des environnements soumis à des courants tidaux extrêmes. L’accrétion des plages sera enfin au coeur d’un projet à venir, décrit dans le dernier chapitre, basé sur la compréhension du transport sous les vagues et appliquant nos avancées en observation, alliée à la compréhension de processus hydrodynamiques fine échelle utilisant une modélisation principalement basée sur le processus. Mes travaux futurs porteront également sur l’influence de la morphodynamique de plages sur le rejet de polluants ou de silicium dissous dans l’océan.