Géosciences Rennes

Géosciences Rennes est une unité mixte de recherche du CNRS et de l’université de Rennes 1.

Plusieurs thèmes de recherche sont développés qui se rapportent au projet RISC-E :
- l’imagerie des systèmes géologiques,
- l’érosion, le transport sédimentaire, et la formation des reliefs
- les transferts d’eau et d’éléments dans les nappes souterraines
- l’hydrologie des bassins versants
- la fracturation
- la déformation continentale et beaucoup d’autres décrits sur le site web du laboratoire

4 équipes de recherche sont membre du réseau RISC-E :
- EAU « Transferts d’eau et de matière dans les milieux hétérogènes complexes »
- EDF « Érosion et dynamiques fluviatiles »
- BIPE « Biodiversité : interactions, préservation, évolution »
- IGC « Imageries géophysiques des systèmes complexes »

Transferts d’eau et de matière dans les milieux hétérogènes complexes

Notre thématique porte sur le transfert d’eau et de matière dans les milieux hétérogènes complexes. L’essentiel de nos activités est centrée autour de l’hydrogéologie et des transferts de fluides et de solutés dans les milieux poreux ou fracturés. Les enjeux sociétaux comprennent la ressource en eau, le stockage de CO2, ou l’enfouissement de déchets radioactifs, domaines dans lesquels il y a une très forte demande de prédiction des évolutions futures tant en terme de quantité qu’en terme de qualité et de protection de la ressource.

Les questions de recherche sur lesquelles nous travaillons sont i) la caractérisation de l’hétérogénéité géologique à différentes échelles et sa prise en compte dans des modèles prédictifs de flux et de transport, ii) le développement de méthodes d’imagerie des flux dans les milieux hétérogènes, iii) l’étude et la modélisation des couplages hydromécaniques dans le sol et le sous-sol, iv) les échanges de flux, de solutés ainsi que les échanges thermiques entre les différents compartiments du milieu, v) l’identification et la caractérisation de processus géochimiques catalysés ou non par la biologie, vi) le développement de méthodes permettant de résoudre le problème inverse dans des milieux complexes.

Dans les milieux géologiques souterrains, les flux ne sont en général ni localisés dans une structure particulière ou distribués dans un réservoir homogène, mais plutôt ramifiés à toutes les échelles. Cette complexité pose à la fois des problèmes de mesure et de modélisation, surtout compte-tenu de la difficulté d’imager les propriétés du milieu dans le sous-sol. Face à cette complexité un des points forts de l’équipe est de combiner des développements théoriques, de la modélisation numérique, des expériences en laboratoire ou sur site ainsi que des mesures in situ (géométrie du milieu, vitesses de circulation, concentrations chimiques, âge de l’eau, …). L’originalité de notre équipe est en particulier d’approfondir chacun des domaines « données » et « modèles » et de travailler conjointement à leur intégration. L’approfondissement de chacun des domaines se traduit pratiquement par l’animation du service national d’observations H+ et le développement d’une plateforme de simulation H2OLAB avec l’INRIA.

Pour plus de renseignements sur l’équipe EAU veuillez vous référez à son site web et contacter son responsable Olivier Bour.

Érosion et dynamiques fluviatiles

Le contour de l’équipe concerne l’observation, la mesure et la modélisation des processus élémentaires d’érosion et de transport, ainsi que des dynamiques géomorphologiques induites.

La Géomorphologie est considérée aux courtes et moyennes échelles de temps :
- de l’événement unitaire (e. g. crue) aux échelles de temps (1-10 ka) de nombreux forçages morphogéniques (e. g. D climat)
- dynamiques très riches (recoupement d’un méandre, formation des terrasses, captures fluviatiles, etc.)
- favorables aux observations et mesures

mais également aux échelles de temps géologiques (> Ma) :
- intégration à long-terme des processus élémentaires
- au cœur des recherches sur les couplages entre climat, érosion et tectonique

Les fondamentaux de l’équipes reposent sur la modélisation en laboratoire des reliefs, de l’incision fluviatile, et des chenaux d’écoulements ; sur la modélisation numérique simulant l’érosion et le transport ; et sur le terrain par des mesures de flux, de turbidité, d’érosion, et des prélèvements de sédiments afin de valider ces modèles.

Pour plus de renseignements sur l’équipe EDF veuillez vous référez à son site web et contacter son responsable Stéphane Bonnet.

Biodiversité : interactions, préservation, évolution

Les grands thèmes de recherche BIPE concernent :
- l’évolution des ammonites, des échinides, des insectes et des trilobites.
-  Les reconstitutions des paléoenvironnements marins du Paléozoîque inférieur, du Jurassique, du Crétacé et du Néogène, et des paléoenvironnements forestiers du Crétacé.

Ces recherches sont menées à partir de sites à préservation exceptionnelle (Lagerstäten) et tout particulièrement les gisements d’ambres fossilifères.

Via les recherches menées sur l’ambre crétacé de France, et plus généralement sur les gisements à préservation exceptionnelle du Crétacé de l’Ouest de la France, des découvertes fondamentales sur l’évolution des écosystèmes et des organismes forestiers anciens ont été réalisées. Les plus remarquables sont :
- la mise en évidence d’un stade de l’évolution des plumes jusqu’alors inédit et démontrant le passage graduel du duvet filamenteux de dinosaures théropodes basaux à des plumes munies d’un axe longitudinal et de barbes latérales chez des dinosaures aviens plus dérivés ;
- la découverte de champignons divers, dont des formes carnivores, et plus largement de la microcénose d’un sol forestier crétacé ;
- la mise en évidence pour la première fois du piégeage de plancton marin dans de la résine fossile, plancton comprenant des diatomées inédites qui ont restructuré la phylogénie de ces algues et confirmé l’implantation littorale des forêt ambrifères de l’Ouest de la France ;
- la découverte du plus ancien mammifère marsupial d’Europe, remettant en cause l’origine asiatique ou américaine de ces mammifères, et des plus anciens poils de mammifères préservés en 3D, déjà modernes au Crétacé moyen ;
- à la base des résultats précédents il y a la découverte de plusieurs gisements d’ambre fossilifère crétacé.

Pour plus de renseignements sur l’équipe BIPE veuillez vous référez à son site web et contacter son responsable Didier Neraudeau.

Imagerie Géophysique des systèmes complexes

Les recherches menées dans l’équipe IGC portent sur le développement de méthodes physiques, principalement acoustiques et électriques et plus récemment par détection de muons, dédiées à l’auscultation de milieux géologiques fortement hétérogènes et évoluant dans le temps. Les objectifs visés sont l’exploitation de nouveaux observables, la modélisation des processus physiques, la mise au point d’algorithmes d’inversion et la conception de prototypes expérimentaux permettant de valider les méthodes. Un aller-retour permanent est assuré entre les travaux théoriques et les études expérimentales effectuées en laboratoire et sur le terrain. Les milieux naturels étudiés relèvent des domaines de la volcanologie (imagerie de systèmes hydrothermaux), de la géomécanique (suivi de l’endommagement de parois de galeries) et de la géoacoustique sous-marine (caractérisation des fonds sédimentaires).

Pour plus de renseignements sur l’équipe IGC veuillez vous référez à son site web et contacter sa responsable Florence Nicollin.

Mis en ligne le vendredi 4 septembre 2009