Géologie - Sédimentologie

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...

L’impact du changement climatique et des activités anthropiques sur l’évolution des paysages et des ressources en eau constitue aujourd’hui un enjeu majeur. Sa prévision nécessite de disposer d’outils dédiés capables d’évaluer à un horizon de 100 ans les conséquences de différents scénarios sur les bassins versants et les eaux souterraines. IFPEN développe à cette fin des approches de modélisation des phénomènes d’érosion-transport-dépôt couplés aux écoulements de surface et de subsurface...

Au cours de la dernière décennie, l’apprentissage profond (deep learning) appliqué à l’analyse d’images a connu un réel essor et une extension dans de nombreux domaines. Cependant, son potentiel reste encore sous-exploité en géologie, bien que cette discipline implique beaucoup d’interprétation visuelle. Pour contribuer à la transformation numérique des industries liées au sous-sol, les chercheurs IFPEN ont mis en œuvre l'apprentissage profond dans trois « contextes métier », impliquant chacun un type différent d’images géologiques.

L’imagerie sismique reste encore un outil important dans la caractérisation des réservoirs géologiques. Dans le cas des réservoirs carbonatés, l’origine biologique des sédiments, ainsi que leur transformation au cours du temps lors de la diagenèse , apporte de nombreuses hétérogénéités de structure.