Géologie - Sédimentologie

Dans la course actuelle à la production d'un hydrogène vert et bon marché, celui qui se trouve naturellement présent dans le sous-sol terrestre soulève un intérêt grandissant dans le cadre d’un nouveau mix énergétique. Au Mali, le champ de Bourakebougou est aujourd’hui la référence emblématique de ce type d’accumulations naturelles d'hydrogène dans le sous-sol : 25 forages exploratoires y ont démontré sa présence à forte concentration (98 mol%), à la fois dans un réservoir géologique situé à une centaine de mètres de profondeur et dans d’autres réservoirs plus profonds. Pour mieux caractériser ces réservoirs et les processus de rétention et de préservation de l'hydrogène, un travail de thèse a été mené à IFPEN, en lien avec la société Hydroma qui exploite ce gisement...

Depuis une dizaine d’années, l’hydrogène naturel (H2) émis au cœur des continents, les « cratons », est source de fascination pour de nombreux géologues. Si sa présence en subsurface a été caractérisée à de nombreux endroits de la planète, on ignore encore si l’utilisation de cette source d’énergie décarbonée est susceptible d’être économiquement viable. Afin de pouvoir répondre à cette question et d’identifier ensuite les sites de forage présentant le meilleur potentiel, la quantification à large échelle de cette ressource passe par des modélisations (...) Ce travail de thèse s’est attaqué à la question avec comme objet d’étude le rift médio-continental Nord-Américain (MRS) composé de roches très anciennes (plus d’1 milliard d’années) s’étendant sur plusieurs milliers de km...

Les systèmes côtiers sont vulnérables face à la montée du niveau marin et aux phénomènes d'érosion. C’est par exemple le cas des deltas dont la stabilité dépend aussi des apports sédimentaires produits dans le bassin versant en amont. Ce dernier est lui-même fortement impacté par des facteurs climatiques et anthropiques, dont les variations et la pression croissante induisent par ailleurs des problèmes de gestion des ressources (aquifères) et d’aménagement du territoire (instabilité des berges, gestion des crues, etc.). Afin de prédire l'impact des différents scénarios de changement environnementaux et ainsi permettre la mise en place de politiques locales adaptées, il est essentiel de disposer d'outils capables d’intégrer les différents paramètres hydroclimatiques et anthropiques, ainsi que leurs trajectoires temporelles...

Le transport de polluants dans les sols est directement tributaire de l'hétérogénéité du milieu présent (topologie, structure, etc.), lequel est par ailleurs fortement impacté par certaines activités humaines comme l’agriculture, l’activité industrielle ou encore les mines. La description précise de ce phénomène, à toutes les échelles de temps, peut ainsi paraître complexe. Cependant elle est importante pour répondre à des enjeux majeurs, comme le traitement efficace des eaux usées, ou l’accès du plus grand nombre à de l’eau potable de bonne qualité. Dans ce contexte, les chercheurs IFPEN ont travaillé sur des méthodes pour mieux comprendre comment les polluants sont transportés dans le sous-sol.

La modélisation des réservoirs souterrains est incontournable pour beaucoup d’applications : gestion des aquifères, stockage de composés ou d’énergie dans le sous-sol, récupération de ressources minérales ou énergétiques comme en géothermie. La modélisation permet de mettre en place une gestion optimale de la ressource tout en minimisant les risques sociétaux et environnementaux. Pour être efficace, cette modélisation doit néanmoins être multi-échelle, aussi les recherches des équipes d’IFPEN sont-elles guidées par cette contrainte.

Les tourbières n’occupent que 3 % de la surface terrestre mais abritent plus de 25 % du carbone organique stocké dans les couches superficielles du sous-sol. Les débris végétaux s’y accumulent lentement et y subissent une décomposition ralentie sous l’effet d’un environnement saturé en eau et appauvri en oxygène. Les tourbes y sont donc encore décomposables et particulièrement vulnérables aux changements environnementaux...

Les systèmes sédimentaires côtiers évoluent sous l’effet des interactions entre d’une part les processus hydroclimatiques qui se produisent au niveau des bassins versants, et d’autre part les processus marins côtiers qui remodèlent le trait de côte. L’évolution de ces environnements est naturellement contrôlée par le climat, à différentes échelles de temps (de la dizaine d’années au millénaire), à travers les variations de flux sédimentaires et l’érosion, qui modifient le relief...

Apparues dans les années 1990, les notions de géopatrimoine et de géodiversité reçoivent une attention grandissante de la part des communautés académiques, des organisations internationales et des pouvoirs publics (...). C’est dans ce contexte qu’IFPEN a signé en 2020 un accord de partenariat avec l’UNESCO, dont l’un des objectifs est le partage d’outils numériques facilitant la promotion du géopatrimoine et de la géodiversité auprès du grand public...

Afin de répondre aux enjeux de la transition énergétique, le sous-sol a un rôle à jouer, à la fois pour fournir des ressources et pour offrir des solutions de stockage (...). Les modèles numériques peuvent aider à mieux comprendre le sous-sol pour le gérer durablement et l’utiliser de manière optimale. Développés depuis de nombreuses années à IFPEN, initialement pour l’industrie pétrolière, de tels modèles couvrent des échelles qui s’étendent du bassin sédimentaire au réservoir...