# Origine et évolution de structures hydrodynamiques géantes en comète le long de la North Atlantic Deep Water - approche pluridisciplinaire

Paul Blin<fnref n="1" />, Lies Loncke<fnref n="1" />, Sébastien Zaragosi<fnref n="2" />, Xavier Durrieu De Madron<fnref n="1" />, Pauline Dupont<fnref n="3" />, Swanne Gontharet<fnref n="4" />, Kelly Fauquembergue<fnref n="2" />, Ivane Pairaud<fnref n="3" />, Pierre Giresse<fnref n="1" />, Maria-Angela Bassetti<fnref n="1" />, Sandrine Caquineau<fnref n="4" />, Bruno Charrière<fnref n="1" />, Christophe Basile<fnref n="5" />

Contact : lies.loncke@univ-perp.fr

Le plateau de Demerara en Atlantique équatorial est un plateau marginal transformant (TMP). La structure héritée de cette marge contraint la circulation des eaux profondes nord-atlantiques (NADW : North Atlantic Deep Water) entre 1300 et 3500 m. Ce courant profond est capable de façonner d'imposantes structures sédimentaires, appelées "comètes", qui s'étendent sur plusieurs kilomètres, et sont alignées parallèlement à la direction du courant. Ces structures ont été examinées en détail lors de la campagne DIADEM (N/O Pourquoi Pas?, janvier-février 2023, https://doi.org/10.17600/18000672). Ces données comprennent : des mesures issues de plongées AUV (ADCP, SDS, SMF), de mouillages océanographiques, de carottes d'interfaces et Calypsos, et de plongées Nautile. Une couverture sismique et sismique haute résolution de la zone a également été réalisée durant la campagne IGUANES (N/O L'Atalante, Avril-Mai 2013, https://doi.org/10.17600/13010030).

L'analyse des données sismiques et bathymétriques de ces campagnes suggère que les comètes sédimentaires sont associées à des mass transport deposits (MTDs), acoustiquement sourds. Les levés bathymétriques à haute résolution ont mis en évidence la présence de nombreux relief en têtes de comètes en relief, accompagnées de zones d'érosion sur le pourtour et en aval, dans le sens du courant. Les queues de comètes présentent un remplissage polyphasé en lentilles successives, suggérant des variations dans la séquence d'érosion.

Les plongées du Nautile ont révélé que les têtes de comètes sont constituées de blocs carbonatés indurés, fréquemment formés de dalles basculées et fracturées, et de queues de comètes à sédimentation fine. Les analyses pétrographique, minéralogique et géochimique confirment l'origine biogène des carbonates. La répartition chaotique des orientations mesurées grâce à la photogrammétrie confirme la nature en masses glissées des têtes de comètes. Une biodiversité importante a été observée, incluant une espèce d'échinoderme typique des sorties de fluides (Chiridota Heheva).

Les données hydrodynamiques acquises par AUV sur la comète et au niveau du mouillage soulignent la forte variabilité journalière, liée à la marée semi-diurne, et saisonnière des courants de fond. Elles révèlent aussi un contraste marqué entre les courants intenses au niveau des têtes de comètes et les courants faibles dans les queues de comètes. Ces derniers sont incompatibles avec des processus d'érosion et indiquent un processus actuel de remplissage sédimentaire plutôt que d'érosion dans les queues de comètes. Les premières observations sédimentologiques (granulométrie et glauconie) indiquent un vannage plus important dans le passé. Ces observations soulignent le rôle crucial des processus hydrodynamiques dans la dynamique actuelle des comètes sédimentaires.

En conclusion, les données bathymétriques permettent de différencier les têtes et les queues de comètes. Les têtes de comètes observées sont associées à des masses glissées et remaniées d'anciens carbonates. A partir des observations Nautile, des sorties de fluides ascendants sont suspectées dans ces formations. Les observations hydrodynamiques et sédimentologiques démontrent que l'intensification des courants de fond causée par le relief des têtes de comètes est susceptible d'induire une érosion des sédiments périphériques. L'ensemble des observations indiquent que les queues de comètes forment actuellement des zones de dépôt, et suggèrent que ces formations ont été structurées et érodées de manière plus intense durant le dernier maximum glaciaire, lorsque les courants de fond étaient plus intenses. L'hypothèse du caractère hérité de ces structures en comète est appuyée par diverses analyses et observations sédimentologiques.

<footnote n="1">¹ CEFREM – UMR 5119 CNRS, Université de Perpignan – France</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC – Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ IFREMER Géosciences Marines, Plouzané</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7159 LOCEAN, Université Paris-Sorbonne, CNRS, IRD, MNHN</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>
# Evaluation des capacités de stockage géologique de CO₂ dans le bassin de Paris – Projet EVASTOCO2

Aurélien Bordenave<fnref n="1" />, Thomas Le Guénan<fnref n="2" />, André Burnol<fnref n="2" />

Contact : a.bordenave@brgm.fr

Une évaluation du potentiel de stockage géologique du CO₂ en France métropolitaine a été commanditée par la Direction Générale de l'Énergie et du Climat (DGEC) et financée par l'ADEME. Cette étude EVASTOCO2 constitue le premier inventaire harmonisé des "ressources" de stockage de CO2 et servira de référence pour la recherche de sites de stockage potentiels en France hexagonale. Les données fournies permettent une quantification harmonisée des potentiels théoriques de stockage, basée uniquement sur l'analyse des connaissances et données existantes. L'étude recense deux typologies d'unités de stockage, en réservoirs déplétés et en aquifères salins. Concernant les aquifères salins, le BRGM a été chargé de mener une analyse des capacités de stockage dans le Bassin de Paris. Cinq principaux réservoirs cibles ont été identifiés, répondant aux critères harmonisés de l'étude : les Calcaires du Dogger (Jurassique moyen) et quatre réservoirs gréseux du Trias supérieur, les Grès continentaux et marins du Rhétien, les Grès de Chaunoy et de Donnemarie. Des critères de profondeur (> 900m), d'épaisseur (> 30m), de salinité (> 1g/L) et de distance aux failles (> 2 km) ont permis d'identifier 37 unités de stockage : dix dans les Calcaires du Dogger, sept dans les Grès continentaux du Rhétien, quatre dans les Grès marins du Rhétien, sept dans les Grès de Chaunoy et neuf dans les Grès de Donnemarie.

Des corrélations lithostratigraphiques ont été réalisées pour chaque réservoir sur la base de plus d'une centaine de puits pétroliers. Les intervalles producteurs ont été analysés en détail, et des propriétés clés, telles que le "Net-To-Gross" et la porosité effective sont calculées sur l'ensemble des réservoirs. Couplées aux cartes de profondeur, de température, ces données ont permis d'estimer le volume net disponible ainsi que les capacités de stockage théorique en tonnes de CO₂. L'étude apporte également des informations complémentaires et générales sur la distribution des réservoirs, enrichissant ainsi la compréhension globale de ces unités de stockage.

Deux méthodes de type volumétrique M1 et M2 ont été utilisées pour estimer ces valeurs de capacités de stockage (Q50) et une méthode de type Monte-Carlo a été utilisée pour estimer la fourchette d'incertitude associée (Q10 et Q90). La méthode M1, basée sur des coefficients d'efficacité, a permis des comparaisons internationales par rapport à des études antérieures. La méthode M2, plus physiquement pertinente, repose sur l'évaluation d'une surpression admissible estimée à 20%. Les résultats de M2 ont été retenus et fournissent une capacité totale de 1,38 gigatonnes Gt (Q50) dans l'ensemble des aquifères salins du Bassin de Paris (1,23 Gt pour Q10 et 1,53 Gt pour Q90). Les Calcaires du Dogger et les Grès de Donnemarie représentent à eux seuls plus de la moitié de cette capacité estimée.

Cette étude est considérée à l'échelle du bassin sédimentaire et offre une première vision large de la répartition des zones de stockage potentiels dans la Bassin de Paris. D'autres ressources de stockage sont présentes et ont été estimées dans EVASTOCO2, comme celle dans les réservoirs déplétés ainsi que celle dans les aquifères salins du Bassin Est (Carbonifère-Permien). Les estimations représentées dans EVASTOCO2 sont indicatives, et comportent encore des incertitudes importantes quant à la répartition fine des propriétés réservoirs et d'autres paramètres limitants (failles, profondeur du réservoir...). Une comparaison avec des estimations issues de modèles réservoirs statiques existants (ex. projet H2020 PilotSTRATEGY en cours) sera effectuée afin d'améliorer les méthodes proposées aujourd'hui. Des travaux complémentaires seront donc nécessaires à l'avenir pour acquérir de nouvelles données et les interpréter (notamment dans de nouvelles études dynamiques), ce qui permettra ainsi d'affiner ces capacités, et de passer du statut de "ressources" à "réserves".

<footnote n="1">¹ BRGM, DBR-GBS, Orléans</footnote>

<footnote n="2">² BRGM, DRP-SPU, Orléans</footnote>
# Etude de la variabilité de la Faroe Bank Channel overflow par ses dépôts contouritiques

Aurianne Bosquier<fnref n="1" />, Sébastien Zaragosi<fnref n="1" />, Elodie Marchès<fnref n="2" />, Frédérique Eynaud<fnref n="1" />, Marjolaine Sabine-Lamoureux<fnref n="1" />

Contact : bosquieraurianne@gmail.com

Dans un contexte de changement climatique, l'étude de la *North Atlantic Deep Water* (NADW) revêt un intérêt scientifique majeur. En effet, certaines projections climatiques indiquent un ralentissement, voire un effondrement de la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC ; Bellomo et al., 2021). Les deux principaux lieux de passage des eaux froides en provenance des mers nordiques sont le détroit du Danemark et le *Faroe Bank Channel Overflow* (FBCO) situé au sud-est des Îles Féroé (Huang et al., 2020).

Le long de ce dernier, et à la faveur de la mission océanographique CARAPASS 2019 réalisée par le SHOM sur le N.O. Pourquoi Pas ?, six carottages longs Calypso, un levé sondeur multi-faisceau et sondeur de sédiment ont été réalisés. L'objectif était de caractériser les dépôts contouritiques et les figures d'érosion liés au passage de la FBCO.

Les carottages ont été étudiés dans l'objectif de retracer les périodes d'accélération et de ralentissement de la circulation profonde. Des analyses par XRF (quantification des éléments majeurs et de quelques mineurs), granulométriques ainsi qu'un essai de calage stratigraphique par comparaison avec la carotte ENAM33 localisée à proximité (Kuijpers et al., 1998) ont été réalisés. Les données obtenues ont permis de mettre en relation les phases d'accélération et de décélération de la FBCO avec l'alternance des périodes glaciaires et interglaciaires. En attente d'une validation stratigraphique, il semble, au vu des premiers résultats, que les conditions interglaciaires soient caractérisées par un courant de fond plus fort associé à des apports biogènes importants ; et que les conditions glaciaires soient marquées par des phases de décélération associées à davantage d'apports terrigènes. Enfin, les variations abruptes de la vitesse de courant de fond identifiées dans les sédiments semblent correspondre aux phases de transitions entre périodes glaciaires et interglaciaires.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² SHOM, DOPS/STM/SEDIM, Brest</footnote>
# Geological characterisation and exploration of carboniferous limestones for geothermal energy potential in the Hauts-de-France region

Claire Bossennec<fnref n="1" />, Fabien Graveleau<fnref n="1" />, Olivier Averbuch<fnref n="1" />

Contact : claire.bossennec@univ-lille.fr

The Hauts-de-France region, historically known for its coal mining legacy, also possesses significant untapped geothermal potential, particularly within its Carboniferous limestone formations. These deep, fractured limestones present a promising renewable energy source, aligning with the region's energy transition objectives. A key emphasis of current geological exploration is the detailed characterisation of outcrops within these lithologies, which is crucial for understanding the complex subsurface conditions. The fractured and karstified nature of the Carboniferous limestones offers favourable conditions for hydrothermal systems, particularly in areas where natural fault systems create productive zones for heat extraction.

However, the heterogeneity of these formations and their limited geological characterisation have necessitated the adoption of more advanced exploration techniques. Recent advancements in seismic reprocessing and reservoir modelling (e.g., INTERREG DGE Rollout 2019-2022) have provided essential new insights, allowing for refined geological models and the identification of potential reservoirs. Detailed studies of fractured zones and karstified units are crucial for locating areas with significant geothermal productivity, which will play a central role in regional energy planning.

The geological exploration workflow is focused on enhancing the understanding of reservoir geometry, improving drilling techniques, and identifying productive zones at various depths. Geological characterisation through field studies, seismic data analysis, and hydrodynamic modelling is vital in addressing these challenges. Areas such as Lille Métropole, Douai, and Valenciennes, which are undergoing a transition to sustainable energy, stand to gain significantly from geothermal energy integration, especially for industrial heating and district heating applications.

Ongoing geothermal projects, including a pilot at the Université de Lille, aim to further explore these Carboniferous limestones. The project involves geological studies and the installation of geothermal probes to demonstrate the integration of geothermal energy into the university's energy systems. Furthermore, the platform will act as a hub for geoscientific research, incorporating piezometers and other instruments to compare real-world data with hydrodynamic models. This multidisciplinary approach to geological characterisation will deepen understanding of subsurface properties, validate models, and optimise geothermal resource development within the region.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>
# Architecture des lobes turbiditiques distaux :
des géométries et hétérogénéités plus
complexes révélées par la sismique 3D ultra
haute résolution

<u>Julien Bourget</u><fnref n="1" />, Cheikh Benan<fnref n="1" />, David Hodgson<fnref n="1" />

Contact : julien.bourget@totalenergies.com

Au cours de ces dernière années les réservoirs gréseux de lobes turbiditiques sont (re)devenus le focus de l'industrie énergétique, à la fois du fait de leur grand potentiel de stockage de CO2 en eau profonde (en Mer du Nord notamment), mais aussi en raison de découvertes d'hydrocarbures majeures dans ces objets (Afrique de l'Ouest en particulier). Des avancées significatives sur notre compréhension de leur formation et de leur architecture ont été réalisées au cours des deux décennies précédentes, notamment grâce à l'apport de projets portés par la sédimentologie Française (lobes du Golo, lobes du Congo, lobes de l'Amazone, Grès d'Annot...) ainsi que les travaux sur les affleurements de lobes du Karoo en Afrique du Sud. Néanmoins de nombreux points restent peu contraints par les données analogues, en particulier :

* La variabilité architecturale des lobes distaux (dimensions, distribution des épaisseurs) et leur degré de chenalisation en particulier (partitionnement sable/argile)

* Les géométries et faciès des zones de transition chenal/lobe (CLTZ)

* Les changements de processus hydrodynamiques dans les parties distales des lobes, et les transitions de phases entre écoulements turbulents et cohésifs en particulier

L'acquisition de données sismiques 3D ultra haute résolution au large du Nord-Ouest de l'Afrique nous permet de revisiter l'architecture de détail de ces corps gréseux à une résolution qui n'est normalement atteinte que par les données bathymétriques multifaisceaux (12.5 m de résolution spatiale). De nombreux complexes de lobes d'âge Miocène à Pléistocène ont ainsi été cartographiés, à des profondeurs d'eau actuelle de 3000-3500 m et à 300 km du trait de côte actuel.

Les résultats montrent que deux types (" end-members ") de complexes de lobes se distinguent géométriquement : les lobes de Type 1 - très chenalisés (constitués de très nombreux distributaires formés par avulsions successives), et les lobes de Type 2 - peu chenalisés, d'épandage. La distribution des épaisseurs sédimentaires, et vraisemblablement des sables, dans ces deux types de lobes est fondamentalement différente. Leur " aspect ratio " est également différent.

Les géométries de CLTZs sont exprimées dans les lobes peu chenalisés et le grand nombre d'horizons sismiques disponibles dans le volume 3D permet de visualiser leurs géomorphologies (scours, chenaux érosifs " sans tête ") ainsi que leur migration (progradation) au cours du temps. Les CLTZs ne sont donc pas uniquement des subenvironnements sédimentaires transitoires : elles se préservent dans l'enregistrement stratigraphique.

Enfin, les parties distales des lobes de Type 2 semblent en fait constituées d'amalgamation latérale d'unités élémentaires allongées (filaments sableux de quelques centaines de mètres à 1-2 km de largeur, et des dizaines de kilomètres de longueur). Ces géomorphologies, jamais observées en subsurface auparavant du fait de manque de résolution, pourraient correspondre aux "lobes élémentaires" (sensu Prélat et al., 2009), qui n'ont donc pas une morphologie lobée mais allongée.

En conclusion l'analyse de données sismiques 3D ultra haute résolution suggère que les lobes turbiditiques ont une architecture interne variable, et plus complexe qu'envisagée jusqu'ici.

<footnote n="1">¹ TotalEnergies, CSTJF, France</footnote>
# Of mud and sand: environmental and anthropic changes recorded in an estuarine point bar in Bordeaux (Gironde estuary, Southwest France)

Raphaël Bourillot<fnref n="1" />, Adrien Henry-Larroze<fnref n="1" />, Vincent Bascoul<fnref n="1" />, Hugues Féniès<fnref n="2" />, Éric Portier<fnref n="2" />, Vincent Hanquiez<fnref n="1" />, Thibault Duteil<fnref n="1" />, Maxime Virolle<fnref n="3" />, Benjamin Brigaud<fnref n="3" />, Alain Fort<fnref n="3" />

Contact: raphael.bourillot@bordeaux-inp.fr

Estuarine point bars are deposited in high energy meandering environments dominated by river and/or tidal currents. Such hydrodynamic conditions result in a complex sedimentary architecture, composed of meter-thick sand and mud units deposited during the lateral migration of the meanders. Their sedimentation is generally considered as highly discontinuous and very few studies have explored their potential to record high resolution hydroclimatic changes.

The Bordeaux Nord point bar is a 4 km long and ca. 10-meter-thick point bar located within the Garonne estuarine channel north of Bordeaux City. In this study, we combine (i) historic bathymetric surveys of the Grand Port Maritime de Bordeaux with (ii) four, 4- to 6-meter- long sedimentary cores drilled during the ClayCoat project, to reconstruct the morphologic and bathymetric evolution of the point bar over time. Maps were digitized, and their bathymetry reconstructed using ArcGIS. Cores were analyzed for sedimentary structures, grain size (laser granulometry) and major elements using a X-Ray Fluorescence Core Scanner. One core was also dated using the Cs-Pb technique. The combination of core successions and bathymetric evolution allows to reconstruct the evolution of the point bar surface and volume, and also date phases of lateral accretion as well as channel bank aggradation.

Our results show that the Bordeaux Nord point bar sedimentation is influenced by hydroclimatic changes, but also constrained spatially by hydraulic engineering potentially since the mid-19th century. Enrichments in some heavy metal species (here Zn and Pb) seem to be contemporaneous to mining activity upstream the Garonne river. More generally, we postulate that estuarine point bar could be used for high-resolution paleoenvironmental reconstructions providing a knowledge of their sedimentary dynamics.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² CVA Engineering France</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS</footnote>
# Distribution des cônes sans racine issus d'interactions eau-lave à Hagi dans la vallée d'Adaldalur (Islande)

Émeline Bourrier<fnref n="1" />, Gaëlle Mathieu<fnref n="1" />, Réjanne Le Bivic<fnref n="1" />, Hervé Leyrit<fnref n="1" />, Elsa Ottavi-Pupier<fnref n="1" />, Maxime Denis<fnref n="1" />, Arnaud Dujany<fnref n="1" />, Julien Duquennoy<fnref n="1" />

Contact: emeline.bourrier@gmail.com

La région située entre le lac Mývatn et la vallée d'Aðaldalur, en Islande, est connue pour sa forte concentration de cônes sans racine. Ces reliefs sont le résultat d'explosions locales engendrées lors de l'interaction d'une coulée de lave avec une étendue d'eau peu profonde (Thorarinsson, 1951) ou des sédiments saturés en eau (Fagents et Thordarson, 2007). Ce ne sont pas des volcans sensu stricto, car ils ne sont pas directement alimentés par une chambre magmatique. La Younger Laxá Lava, à l'origine de ces cônes, est une lave basaltique à surface chaotique " aa ", qui s'est écoulée depuis la fissure éruptive de Prengslaborgir-Lúdentarborgir vers le lac préhistorique de Mývatn, puis a suivi la vallée de Laxá jusqu'à la baie de Skjálfandi au nord de l'Islande, soit une distance totale de 52 km et une superficie totale d'environ 170 km2 (thorarinsson, 1951). Une classification de la morphologie des cônes à cratère a été proposée pour le secteur proximal autour du lac Mývatn (Noguchi et al., 2016) puis modifiée et appliquée à l'ensemble de la vallée (Boreham et al., 2018).

L'objectif de cette étude est d'identifier les processus primaires et secondaires de formation des reliefs volcaniques dans la vallée d'Aðaldalur (Islande), une ancienne vallée glaciaire située à environ 45 km de la fissure éruptive. Les processus primaires regroupent la fragmentation de la lave par interaction avec l'eau, ainsi que les mécanismes de transport et dépôt sédimentaires des retombées à l'origine des reliefs. Les processus secondaires regroupent la remobilisation syn- à post dépôt des retombées. Pour cela, une zone d'étude de 1,1 km2 riche en reliefs volcaniques a été délimitée près de la guesthouse de Hagi dans la vallée d'Aðaldalur. L'étude utilise un modèle numérique de terrain à haute résolution issus de photographies drone, et des observations de terrain pour analyser le matériel, mesurer et classer les types de cônes et reliefs sans racine et cartographier leur distribution spatiale.

Une nouvelle typologie des reliefs est proposée, basée sur leur composition, leur morphologie, leur angle de pente et la présence ou non d'un cratère. Une " butte " de scorie est définie comme un amoncellement d'éjectas volcaniques sans cratère. La présence de sédiments parmi les retombées de certains cônes confirme leur participation au régime explosif. La présence de stratifications dans quelques cônes, mis en évidence par la variation granulométrique des dépôts, est attribuée aux variations d'apport en eau contribuant au régime explosif.

Selon notre cartographie, la plateforme de scories recouverte de cônes scoriacés et de spatter cônes s'est formée lors d'une intense activité explosive dès l'arrivée de la lave sur une zone humide. Puis, suite à l'asséchement, le flux continu de lave a partiellement recouvert ce nouveau relief au sud avant d'être détourné de part et d'autre pour poursuivre son écoulement vers le nord de la vallée. La plus grande fréquence des buttes scoriacées sur les bordures en contact avec le flux de lave tardif démontre qu'elles proviennent d'une érosion et déformation des premiers cônes par l'écoulement continu du flux de lave basaltique.

À terme, l'objectif sera d'étudier d'autres zones de cônes sans racine tout au long du parcours de la Laxa. De plus, la recherche d'analogues martiens pourrait permettre de distinguer un scenario d'épuisement de la source d'eau ou de glace lors de la mise en place des vastes coulées basaltiques.

<footnote n="1">¹ U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne</footnote>
# Evolution hydro-climatique holocène dans la dépression Afar en république Djiboutienne et impact sur les environnements lacustres

Florian Bretonnière¹, Marie Revel¹, Guillemette Menot²,³, Fabien Arnaud⁴, Eric Chaumillon⁵, Jérémy Jacob⁶, Emmanuel Malet⁴, Bernard Fanget⁴, Pierre Sabatier⁴, Océane Vitse¹, Nicolas Thouveny⁷, Flavio Anselmettli⁸, Alice Molard⁴, Carlo Mologni¹,⁹, Medhi Messous¹

¹ UMR 7329 GEOAZUR, University of Nice Sophia Antipolis, CNRS, IRD

² LMI DYCOFAC, IRD, Université de Yaoundé 1, IRGM

³ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS

⁴ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD

⁵ UMR 7266 LIENS, Université de La Rochelle, CNRS

⁶ UMR 8212 LSCE, CNRS, CEA, Université de Versailles Saint-Quentin

⁷ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France

⁸ Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)

⁹ UMR 7264 CEPAM, Université Côte d'Azur, CNRS

Contact: [florian.bretonniere@geoazur.unice.fr](mailto:florian.bretonniere@geoazur.unice.fr)

Au cours du Quaternaire, la Corne de l'Afrique a connu des changements significatifs du régime des précipitations en réponse aux variations des paramètres orbitaux. La dernière période humide africaine AHP (15-5 ka BP) est caractérisée par une intensification de la mousson conduisant à la mise en place d'une végétation dense et de grands lacs dont beaucoup de lacs actuels ne sont que des reliques (Tchad, Abhé, notamment). Cependant, l'AHP est ponctuée par des épisodes d'hyperaridités qui s'installent en quelques centaines d'années. Les modalités de l'installation des épisodes d'hyperaridités ainsi que leurs impacts sur les environnements lacustres sont encore débattus et pourraient être un analogue à la pression exercée actuellement par le changement climatique sur ces environnements. Notre étude porte sur la carotte sédimentaire ABH23 prélevée dans le lac Abhé, à la frontière entre Djibouti et l'Ethiopie, lors de la mission DESIREE en mars 2023. Le bassin du lac Abhé dans la région de l'Afar central est le réceptacle endoréique de l'eau douce provenant des hauts plateaux éthiopiens et représente un système hydro-sédimentaire sensible aux changements de précipitations de cette région. Les variations de taille de ce lac reflètent donc les fluctuations du climat à la fois sur les hauts plateaux éthiopiens et dans la corne de l'Afrique. Sa surface était ainsi de 6 000 km2 au début de l'Holocène avec une végétation arborée, tandis qu'aujourd'hui sa superficie est réduite à environ 300 km2 dans un environnement aride (Gasse, 1975 ; Mologni et al. 2021). L'aridification qui s'installe dans la Corne de l'Afrique à l'Holocène tardif a radicalement changé les paysages et les modes de vie. L'objectif de cette présentation est de décrire et d'estimer l'impact des variations hydro-climatiques et tectoniques sur la dynamique sédimentaire du lac Abhé afin de mieux documenter les modalités de l'installation de la terminaison de l'AHP. Le modèle d'âge, préliminaire, basé sur l'étude du paléomagnétisme indique que les 15,44m de long de la carotte ABH23 couvriraient les derniers 6.5 ka BP. Mesures géophysiques (MSCL), granulométriques et géochimiques (XRF et Rock-eval ©) de la carotte ABH23 ont permis de mettre en évidence des séquences sédimentaires caractéristiques de conditions paléo-environnementales distinctes. Cet enregistrement sédimentaire est marqué par deux particularités lithologiques : une séquence laminée et un faciès biogène. Une séquence laminée de 6 mètres de lamines inframillimétriques et millimétriques de couleurs variées allant du vert au gris en passant par le rouge/orange qui suggèrent des dépôts terrigènes saisonniers. Un faciès dit " biogène ", marqué par une abondance majeure en frustules de diatomées planctoniques, indique un haut niveau lacustre synonyme de mousson intense. Ainsi, les 7 séquences sédimentaires de la carotte ABH23 permettent de mettre en lumière un modèle sédimentologique en tenant compte de la migration spatiale des dépocentres à l'échelle de cette cuvette lacustre.

## Références

* Gasse, 1975, "L'évolution des lacs de l'Afar Central (Ethiopie et T.F.A.I.) du Plio-Pléistocène à l'Actuel. Recostitution des paléomilieux lacustres à partir de l'étude des Diatomées"

* Mologni et al., 2021 The Role of Hydro-Climatic Changes on Paleolandscape Evolution and on Prehistoric Settlement During the Last Humid-Arid Cycle in the Horn of Africa".
# Deciphering the origins of Bajocian coral ridges in the Paris Basin: Integrated 3D-seismic reflection, near surface geophysics, and sedimentology

Benjamin Brigaud<fnref n="1" />, Benoit Vincent<fnref n="2" />, Marc Pessel<fnref n="1" />, Albane Saintenoy<fnref n="1" />, Hermann Zeyen<fnref n="1" />, Christophe Durlet<fnref n="3" />, Jessica Saiag<fnref n="1" />, Michel Hayet<fnref n="4" />

Contact : benjamin.brigaud@universite-paris-saclay.fr

Enigmatic N120° ridges have been identified from 3D seismic reflection imaging of the Bajocian limestones of the eastern Paris Basin. These features may impact flows within the active Middle Jurassic aquifer beneath the Callovian–Oxfordian claystones and marls that host the Underground Research Laboratory (URL) where the Andra (French National Agency for Radioactive Waste Management) is studying the feasibility of a deep repository for radioactive waste.

It is consequently of paramount importance to understand the nature and origin of these ridges, and an integrated study combining (i) classical field sedimentology and stratigraphy, (ii) near- surface geophysics including Ground Penetrating Radar (GPR), electrical resistivity tomography (ERT) and frequency-domain electromagnetics (FDEM), and (iii) seismic refraction has been developed to investigate them.

Facies analysis and a regional sequence stratigraphy interpretation, integrating near-surface geophysical imaging, performed on time-equivalent outcrop sections demonstrate that elongated mounds of coral bioconstructions with hermatypic scleractinian corals developed during the early Bajocian (Humphriesianum chronozone) in shallow, warm oligotrophic seawater. These buildups nucleated as patches on giant subaqueous dunes of peloidal and bioclastic grainstones, dipping mostly N30° with N120°-oriented crests. Some of the bioconstructions form buildups up to 15 m high and several hundred meters wide. They are elongated in the main N120° direction of the underlying dunes, although the dispersion of measurements illustrates the complexity of the interfingered structures observed in 3D seismic images. The bioconstructions are progressively onlapped and draped by oncoid-rich alternating marl-limestones that may result from a shift from oligotrophic to mesotrophic conditions probably brought about by a rise in relative sea level. Near-surface geophysics provide insightful supporting evidence to supplement the field work, particularly by imaging the roots of several bioherms, their internal structures, and the infill of the inter-bioherm troughs.

This work demonstrates the critical importance of outcrop analogue studies for resolving subsurface problems and also shows how near-surface geophysical methods can usefully supplement direct classical field geology investigations. This new characterization of previously enigmatic structures may also help to provide new constraints for the static and dynamic modelling of the Bajocian aquifer.

<footnote n="1">¹ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Cambridge Carbonates Ltd, Solihull (Royaume-Uni)</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="4">⁴ ANDRA, Bure</footnote>
# Quoi de neuf sur le réservoir géothermique du Dogger en Ile-de-France ?

**Benjamin Brigaud**¹, Maxime Catinat², Hadrien Thomas³

¹ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS

² GEOFLUID France

³ PanTerra Geoconsultants (Pays-Bas)

Contact : benjamin.brigaud@universite-paris-saclay.fr

Nous présentons une synthèse des travaux récents réalisés dans le cadre du programme financé par l'ANR " UPscaling and Heat Simulations for Improving the Efficiency of Deep Geothermal Energy – UPGEO ". Avec une cinquantaine d'installations de géothermie en exploitation, l'Ile-de-France est l'une des régions du monde regroupant le plus d'unités de production géothermique alimentant des réseaux de chaleur. La chaleur est principalement extraite de l'aquifère du Dogger, constitue de deux formations calcaires d'âge bathonien : (1) l'Oolithe Blanche et (2) le Calcaire de Comblanchien. L'aquifère du Dogger étant intensivement exploité dans certaines zones de la région, l'objectif d'augmenter la production, par la réhabilitation d'anciens doublets ou la réalisation de nouveaux doublets, nécessite d'optimiser le positionnement des futurs puits pour garantir une exploitation durable de la ressource. Cette optimisation requiert une connaissance géologique approfondie du réservoir géothermique, essentielle pour une meilleure gestion.

Une base de données régionale comprenant 255 forages a été intégrée dans un modèle géologique, totalisant 134 puits géothermiques et 121 puits d'exploitation et d'exploration pétrolière. Les données de débitmétrie ont également été collectées et intégrées pour 83 puits géothermiques. Les données de production géothermique (transmissivité de tous les puits, température, pression, salinité) ont aussi été ajoutées. L'observation d'environ 300 lames minces issues des puits a permis d'identifier quatre associations de faciès réparties le long d'un profil de plate-forme carbonatée : (1) dépôts d'argiles et de marnes de bassin profond (association de faciès AF1, rampe externe) ; (2) alternances marno-calcaires (association de faciès AF2, rampe médiane) ;

(3) calcaires bioclastiques et à dominance oolithique (association de faciès AF3, environnements de barrière oolithique) ; et (4) calcaires à oncolites, à matrice micritique ou à ciment sparitique plus ou moins développé (association de faciès AF4, environnement lagunaire). L'interprétation stratigraphique à haute résolution a permis d'identifier 10 séquences de 3ème ordre (de la séquence MJVIIIc à la séquence MJXV), délimitées par 11 surfaces de régression maximale (de la surface Bt1 à la surface Ca4).

Les niveaux producteurs identifiés révèlent que la structure verticale et la production du réservoir sont très hétérogènes. Ils sont préférentiellement situés au sommet des séquences, principalement dans la séquence MJXa, mais aussi dans les séquences MJXb et MJVIIIc. Ces niveaux semblent bien prédits par la stratigraphie séquentielle, se localisant généralement sous les surfaces de régression maximale Bt3 et Bt4. Ils pourraient être liés à une émersion des faciès granulaires lors d'une chute du niveau marin relatif, particulièrement bien enregistrée sur la plate-forme carbonatée au cours de deux séquences. La localisation des surfaces Bt3 et surtout Bt4 constitue un excellent guide de prédiction des niveaux producteurs.

Les analyses géostatistiques des données de porosité et perméabilité, intégrant les faciès, permettent de mieux représenter l'architecture des niveaux producteurs, qui apparaissent comme des lentilles perméables d'une taille moyenne d'environ 3 500 m x 2 000 m et de 3 m d'épaisseur. Les incertitudes relatives à la prédiction des surfaces stratigraphiques dans le réservoir sont satisfaisantes, de l'ordre de +/- 5 m. La bordure de la plate-forme vers Évry est particulièrement bien caractérisée. Cette nouvelle représentation de l'hétérogénéité des faciès et des propriétés du réservoir permet d'envisager une meilleure prédiction et optimisation de la position des futurs doublets, notamment grâce à des prévisions plus précises des temps de percée thermique dans le réservoir.
# Le Quaternaire du Boulonnais : archives sédimentaires et reconstitution des changements paléogéographiques dans le domaine Manche-mer du Nord au Pléistocène moyen

Thomas Buchwald<fnref n="1" />, Pierre Antoine<fnref n="1" />, Alain Trentesaux<fnref n="2" />, Pierre Voinchet<fnref n="3" />

Contact : thomas.bcwld@gmail.com

La paléogéographie du nord-ouest de l'Europe a été particulièrement influencée par les cycles glaciaires-interglaciaires du Quaternaire à l'origine de grands changements environnementaux telle la formation d'un immense lac proglaciaire occupant la moitié sud de la mer du Nord. Certains auteurs proposent l'hypothèse d'un débordement catastrophique de ce lac intervenant dans le processus d'ouverture du détroit du Pas de Calais. Cet événement serait aussi à l'origine de la mise en place, dans la région du Boulonnais, de formations pléistocènes "complexes" et encore mal comprises. La thèse questionne donc ces archives sédimentaires à partir de l'étude des séquences de Wimereux (ép. 20m) et de Wissant (ép. 50m) puis des dépôts qui colmatent la vallée Warcove-Slack (15 km) reliant ces deux sites. Les objectifs seront de i) renouveler les connaissances sur le Quaternaire du Boulonnais et ii) reconstituer l'évolution paléogéographique à l'échelle du domaine Manche-mer du Nord au Pléistocène moyen. Par ailleurs, le site de Wimereux a livré des artefacts paléolithiques considérés par certains comme la plus ancienne trace d'occupation humaine du nord de la France. Cependant, la question de la datation des sédiments contenant ces artefacts reste totalement ouverte et constitue aussi un objectif de ce travail. Depuis 2020, des nouvelles recherches ont permis de réaliser une synthèse bibliographique complète et de produire un premier ensemble de données stratigraphiques et sédimentologiques originales. En collaboration avec une équipe pluridisciplinaire déjà en partie constituée, la thèse se fondera sur des approches de terrain (stratigraphie, géophysique, forages) et analytiques (sédimentologie, minéraux lourds, géochimie organique-δ13C) et sur des datations (notamment la méthode ESR sur quartz). Ce travail contribuera au projet de candidature au label "Géopark mondial UNESCO" porté en France par le Parc Naturel Régional Caps et Marais d'Opale avec l'objectif de valoriser le géopatrimoine de la région "transmanche" ; cette contribution donnera lieu à des opérations de médiation et vulgarisation scientifique.

<footnote n="1">¹ UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ Institut de Paléontologie Humaine, Fondation Albert 1er de Monaco, CNRS</footnote>
# A record of mixed carbonate and volcanic sediments in the foothills of Zelee and Geyser carbonate banks (NW Madagascar)

Dhishna Buljore<fnref n="1" />, Stéphan Jorry<fnref n="1" />, Gwenaël Jouet<fnref n="1" />, Patrick Bachlery<fnref n="2" />, Fabien Paquet<fnref n="3" />, Sébastien Zaragosi<fnref n="4" />

Contact : dishna.buljore@ifremer.fr

The northern Mozambique Channel, located in the southwest of the Indian Ocean, is impacted by climatic changes, such as changes in temperature, salinity and eustatism, which affect the production of calcium carbonate. Additionally, the NW area of Madagascar has experienced regional volcanism since the Tertiary period. This study focuses on Zelee and Geyser banks and enhances our understanding of the evolution of the reef productivity at glacial-interglacial frequencies. It also aims to estimate the impact of volcanism on coral reef growth and deep-sea stacking since the Plio-Quaternary.

To establish an age model of one sediment core, stable isotopes (δ18O and δ13C) were measured on planktonic foraminifers (white Globigerinoides ruber). Other methods such as physical core logger (MSCL) and X-ray fluorescence spectrometry (WD-XRF) have allowed the identification of high magnetic susceptibility events containing volcanic particles within the almost fully carbonated stratigraphy. Furthermore, scanning electron microscope (SEM) images and electron microprobe (EMP) measurements helped to caracterise the volcanic content.

The isotope stratigraphy and elemental components were compared to establish the relationships between aragonite and calcite productivity, isotope stages and associated past sea-levels. During periods of highstands, aragonite production is high, and controversially, during periods of lowstand, it is low. However, as the percentage of aragonite increases, the calcite percentage decreases. An inverse relationship is observed between these two minerals. The core records at least four glacial-interglacial events (MIS 8) and major volcanic accumulations that occured during the Quaternary period. The first volcanic event recorded during the Holocene has been identified in other cores located in the northern Mozambique Channel, and is probably associated with volcanic activity on Mayotte. However, the older volcanic elements contain minerals with a continental origin, such as biotite, which suggests an origin from Madagascar. There is a correlation between the growth of carbonate platforms and volcanism activity in the area, with a marked decrease in the percentage of aragonite deposited in relation to volcanic events. This can lead to a temporary interruption in the production of the reef at the time of the eruption on the platform due to a disturbance in the environment of the coral reef. It is followed by a significant increase in the percentage of aragonite shortly after the volcanoclastic deposits. The increase in carbonate production may be attributed to the resumption of reef production once the platform is submerged. A stack of carbonate sequences is thus observed in the deep sea.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6524 LMV, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, Université Clermont Auvergne, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# Late Quaternary Carbonate factory of Glorieuses Archipelago (SW Indian Ocean): Hydrodynamic controls and sedimentary processes

Dhishna Buljore<fnref n="1" />, Stéphan Jorry<fnref n="1" />, Gwenael Jouet<fnref n="1" />, Zoé Gibert<fnref n="1" />

Contact : dishna.buljore@ifremer.fr

The activity of carbonate platforms is crucial in the transfer of carbon to deep marine sediments, making the understanding of carbonate production and export processes essential for assessing long-term carbon burial. In recent years, several carbonate platforms in the southwestern Indian Ocean, including the Glorieuses Archipelago, have been extensively studied. This region, characterized by unique and contrasting hydrodynamic conditions, offers a comprehensive overview to investigate the interplay between oceanic currents and wind-driven processes in carbonate sediment export to deep adjacent basins. Despite this, uncertainties persist in the sedimentary record on the windward side of Glorieuses. This study aims to further characterize and compare these deposits to their counterparts accumulated along the leeward side.

This study focuses on the analysis of a sediment core collected in the northeastern basin of the Glorieuses Archipelago. Mineralogical and elemental analyses, using X-ray diffraction, wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry and sedimentological descriptions, were carried out. High strontium (Sr) concentrations and elevated magnetic susceptibility suggest the presence of numerous calciturbidites and siliciclastic turbidites respectively, further corroborated by granulometric data. In contrast, Sr levels outside the turbidite layers are significantly lower, impeding the identification of climatic cycles throughout the Late Quaternary. An age model was established using stable isotopes (δ18O and δ13C) measurements on benthic foraminifers' tests (*Cibicides wuellerstorfi*), supported by radiocarbon (δ14C) dates obtained on planktonic foraminifers' tests (white *Globigerinoides ruber*). The core reveals at least three glacial-interglacial transitions (Marine Isotope Stages 8 – 9a).

Our findings were integrated with existing data from the eastern and western part of Glorieuses (Jorry et al., 2020) to provide a comprehensive assessment all around the archipelago. Results indicate a potential hydrodynamic connection between the northeastern basin off Glorieuses platform and the northern tip of Madagascar. Interestingly, the typical highstand shedding signal observed in carbonate platforms (Droxler and Schlager, 1985) appears diminished in this windward region, with increased aragonite fluxes occurring during glacial periods, contrasting with the leeward side. This study highlights the significant role of both hydrodynamic and topographic factors in controlling carbonate export from the platform tops to deep-sea basins.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>
# Intégration de la réalité virtuelle dans l'enseignement géologique : Le " projet Virtual Geology "

Jean-François Buoncristiani<fnref n="1" />, Fabrice Monna<fnref n="1" />, Pascal Neige<fnref n="1" />, Christophe Thomazo<fnref n="1" />, Emmanuelle Vennin<fnref n="1" />

Contact : jfbuon@u-bourgogne.fr

Bien que les technologies aient évolué, en géologie l'acquisition de données sur le terrain reste cruciale pour la compréhension des phénomènes naturels. En effet, les étudiants apprennent mieux en situation réelle, où l'expérience pratique favorise la synthèse et l'assimilation des données. Cependant, le nombre de déplacements sur le terrain est souvent limité dans la formation des étudiants. Pour y remédier, des solutions innovantes comme la réalité virtuelle peuvent compléter cette formation. Le projet *Virtual Geology* (https://virtualgeology.u-bourgogne.fr), mis en place à l'Université de Bourgogne, vise à enrichir l'enseignement grâce à des visites virtuelles sur le terrain et à des objets géologiques en 3D. Des excursions virtuelles, accompagnées de photographies à 360°, de modèles 3D et de données géologiques, sont accessibles via une plateforme en ligne. Celle-ci propose également des auto-évaluations permettant aux étudiants de valider leurs connaissances de manière autonome.

À ce jour, neuf excursions sont disponibles, couvrant divers environnements géologiques, comme les calcaires du Jurassique ou encore les milieux estuariens actuels, offrant des outils supplémentaires pour analyser et comprendre les sites étudiés. Nous avons intégré dans Virtual Geology une base de données 3D unique en son genre, regroupant une grande variété d'objets géologiques à différentes échelles, allant de lames minces, à des affleurements complets en passant par des échantillons macroscopiques. Ce dispositif pédagogique interactif permet de mieux comprendre les classifications géologiques, d'explorer virtuellement, en 3D, les structures sédimentaires en détail et d'analyser leur morphologie. Des auto-évaluations ont également été mis en place, permettant de tester ses connaissances sur différents domaines de la géologie, notamment la paléontologie, la pétrographie et la sédimentologie. Ces tests, accessibles à tous, ont connu un fort succès avec plus de 2000 sessions réalisées chaque année.

Enfin, le projet ne cesse de croître. En 2023-2024, il a attiré un public national et international avec plus de 25 000 connexions. Des collaborations avec des universités et des sociétés géologiques renforcent l'impact de *Virtual Geology*. Dans le futur, le projet prévoit également la création d'une carothèque virtuelle permettant d'explorer des carottes géologiques numérisées de manière interactive.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>
# Archéologie et sédimentologie : Quand les enjeux s'entremêlent entre terre et mer, les approches transdisciplinaires deviennent indispensables, exemple du site de Pointe de la Gournaise (île d'Yeu, Vendée)

Elsa Cariou<fnref n="1" />, Annabelle Chauviteau-Lacoste<fnref n="2" />, Catherine Moreau<fnref n="3" />, Donatienne Leparoux<fnref n="4" />, Agnès Baltzer<fnref n="1" />

Contact: elsa.cariou@univ-nantes.fr

Les côtes vendéennes livrent régulièrement des vestiges archéologiques. Le réchauffement climatique et l'érosion côtière concourent largement à l'accélération de ces découvertes et les archéologues, confrontés à la nécessité d'intervenir dans l'urgence dans des milieux fragiles et protégés, sont contraints d'adopter les méthodes les moins intrusives pour documenter au maximum avant une destruction inéluctable. Mais l'érosion ne fait pas réapparaitre que le patrimoine archéologique...

En effet, les zones côtières ont également été vues pendant des siècles par les populations littorales comme des sites " pratiques " d'enfouissement de déchets, et les questions d'héritage environnemental viennent aujourd'hui s'additionner aux questions d'héritage patrimonial de plus en plus fréquemment. Face à ces enjeux inextricablement entremêlés, les approches transdisciplinaires, intégrées et collaboratives deviennent indispensables et permettent d'éclairer tous les domaines simultanément. C'est le cas aujourd'hui sur la Pointe de la Gournaise, sur la côte nord-ouest de l'île d'Yeu (Vendée).

Cette côte est connue pour son abondance de sites néolithiques. Entre le XIIIème et le XVIIème siècle, elle fut également le théâtre de fréquentes fortunes de mer et un " cimetière de noyés " fut répertorié sur les cartes à la Pointe de la Gournaise. Entre le XIXème et le XXème siècle, cette même pointe fut également l'un des hauts lieux de l'activité des soudiers. En 1967, les déchets de la première marée noire européenne (Torrey-Canyon) y furent enfouis, puis une décharge fut aménagée. La Pointe de la Gournaise est aujourd'hui un site côtier diachronique où enjeux patrimoniaux et environnementaux s'entremêlent.

L'érosion progressive du trait de côte entraine la multiplication des opérations d'urgence, suite à des découvertes de sépultures à flanc de dune (une vingtaine depuis 1999). Les déchets pétroliers enfouis en 1967 commencent également à émerger, et le pire est à craindre, d'un point de vue patrimonial comme d'un point de vue environnemental, avec l'augmentation future du niveau marin.

Afin d'étendre nos connaissances sur ce site singulier et d'anticiper au mieux les risques, une approche interdisciplinaire et participative, croisant archéologie, anthropologie, histoire, sédimentologie et géophysique, est menée depuis 2011. Cette approche méthodologique intégrée entraine la population locale, documente avant destruction, et conduit à de nouvelles découvertes partagées !

<footnote n="1">¹ UAR 3281 OSUNA, Université de Nantes, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Service Patrimoine, Mairie de l'Ile d'Yeu</footnote>

<footnote n="3">³ Service régional de l'Archéologie des Pays de la Loire</footnote>

<footnote n="4">⁴ GeoEND, GERS, Université Gustave Eiffel, Campus Nantes</footnote>
# L'expérience Sentinelles de la Côte : quatre ans de suivi collaboratif du trait de côte, en 3D, à l'île d'Yeu

Elsa Cariou<fnref n="1" />, Vincent Lacombe<fnref n="1" />, Agnès Baltzer<fnref n="1" />

Contact: [elsa.cariou@univ-nantes.fr](mailto:elsa.cariou@univ-nantes.fr)

Sentinelles de la Côte a été créé à l'île d'Yeu, en 2018, au sein du projet de recherche ODySéYeu. Ce dispositif de suivi collaboratif en 3D des dunes et falaises a été mis en place par l'équipe scientifique du projet, l'entreprise DIGISCAN3D et un groupement d'acteurs locaux engagés dans une démarche collaborative. L'objectif était de concevoir et tester un outil permettant à tout un chacun, au cours de ses promenades, de réaliser des séries de clichés " normés " de certaines portions de la côte de l'île (présélectionnées pour leur intérêt scientifique) et de les transmettre à l'équipe projet. Celle-ci devait alors être en mesure de réaliser des modèles 3D de grande précision des portions de côte photographiées, de les comparer au fil du temps et ainsi d'analyser les dynamiques environnementales à l'œuvre, puis de partager les connaissances acquises avec la communauté insulaire (Cariou et al. 2020, 2021).

En 2019, le suivi mensuel de 9 sites répartis le long de la côte est de l'île d'Yeu a débuté via ce protocole sur demande de la commune de l'île d'Yeu, partenaire du projet ODySéYeu (www.odyseyeu.org). Malgré les faibles distances qui séparent les sites, les quatre premières années de suivi montrent aujourd'hui la diversité des cas de figures. Les données traduisent la capacité de l'outil à suivre les mouvements de la côte dans de nombreux contextes (dunes, falaises, ouvrages). Le suivi 3D à haute fréquence révèle et permet de quantifier le rôle majeur de certains phénomènes dans le processus d'érosion, comme par exemple la bio-érosion ou les précipitations, indétectables dans les suivis annuels (passages LIDAR) et qui demeuraient jusqu'alors insoupçonnés ou mal compris localement. Leur mise en évidence a ainsi permis d'adapter les mesures de gestion de manière concertée. En effet, pour les Sentinelles de la Côte, les bénéfices d'ordre techniques s'ajoutent aux bénéfices d'un mode d'acquisition de données collaboratif, au sein duquel les riverains et/ou les acteurs locaux du suivi du trait de côte ont une place centrale, à la fois dans l'acquisition des données, dans leur interprétation, et dans la détermination de solutions de gestion adaptées à chaque site.

## Références

* Cariou E., Baltzer A., Leparoux D., Lacombe V., (2020) : Suivi participatif de l'érosion côtière en 3D : Demain tous SENTINELLES grâce au protocole SELPhCoAST. XVIlèmes Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil, Le Havre, 2020, Editions Paralia.

* DOI:10.5150/jngcgc.2020.039 Cariou E., Baltzer A., Leparoux D., Lacombe V. (2021) : Collaborative 3D Monitoring for Coastal Survey: Conclusive Tests and First Feedbacks Using the SELPhCoAST Workflow, Geosciences, 11, 114

* https://doi.org/10.3390/geosciences11030114

<footnote n="1">¹ UAR 3281 OSUNA, Université de Nantes, CNRS</footnote>
# Relations tectono-sédimentaires au cœur d'une frontière de plaques vues par la modélisation analogique

Fabien Caroir<fnref n="1" />, Pauline Souloumiac<fnref n="2" />, Nadaya Cubas<fnref n="1" />, Elia D'acremont<fnref n="1" />

L'architecture des bassins sédimentaires est soumise à de nombreux facteurs dont le régime tectonique, les types d'apports sédimentaires et leurs variations spatiales et temporelles. La nature du socle peut également jouer un rôle significatif dans la formation et l'évolution d'un bassin sédimentaire. Le domaine d'Alboran, situé en Méditerranée occidentale entre l'Espagne et le Maroc, comporte plusieurs bassins influencés par les phases tectoniques successives. Ce domaine a d'abord subi la subduction téthysienne avec le retrait du slab vers l'ouest et l'extension arrière-arc pendant l'Oligocène et le Miocène. Ces mouvements vers l'ouest ont été accommodés par des *Subduction Tear Edge Propagator (STEP)*, aussi appelés *STEP faults*. Au Tortonien, la convergence Afrique-Eurasie, orientée N135°E, prédomine, impliquant la formation de plis et chevauchements à vergence Nord. Ce régime tectonique mène à l'indentation d'un bloc appartenant à la plaque nubienne dans le domaine d'Alboran. Cette indentation est accommodée, d'une part par une faille décrochante dextre orientée N100°E, la faille de Yusuf, et d'autre part, par une faille sénestre, la faille d'Al Idrissi, orientée globalement N025°E. Cette dernière recoupe les plis et chevauchements formés à partir du Tortonien, ainsi que le *Small Al Idrissi Volcano (SAIV)*, dont l'âge a été estimé à 5 Ma. La faille d'Al Idrissi est donc plus jeune, son initiation a été estimée à 1 Ma et de nombreux séismes de magnitudes modérées ont encore lieu le long de cette faille. Depuis le Tortonien, un bassin allongé d'environ 270 km se forme entre le littoral marocain et les hauts-fonds structuraux Xauen Bank, Tofino Bank, Francesc-Pages Bank et la Ride d'Alboran. Il est divisé en deux sous-bassins par la faille d'Al Idrissi et la province volcanique du SAIV. Au nord, cette faille sénestre est localisée le long d'un seul segment principal. A l'approche du volcan, la déformation est répartie le long de plusieurs segments dont l'activité évolue d'est en ouest. Puis, au sud du volcan, la faille est de nouveau localisée, elle change de direction (N045°E) et de nombreuses failles normales se développent, formant le bassin de Nekor. Nous proposons d'étudier les interactions entre les chevauchements et les bassins liés à la phase compressive, et la formation de la faille sénestre d'Al Idrissi grâce à des expériences analogues. Le protocole de ces expériences est le suivant : une première phase de compression pendant laquelle se forment plusieurs chevauchements, puis une seconde phase en décrochement sénestre. Les résultats préliminaires de ces expériences mettent en évidence la propagation de la faille sénestre à travers les bassins sédimentaires plissés et épaissis par la compression. On remarque notamment que les Riedel apparaissent en même temps dans le prisme sédimentaire épaissi et dans la partie non déformée par la première phase. Les analyses Particule Image Velocimetry (PIV) montrent que les chevauchements formés pendant la compression semblent être réactivés pendant la phase en décrochement. Cela pourrait jouer un rôle dans l'estimation de l'aléa sismique et la prévention de raz-de-marée. Ces premiers résultats sont à combiner avec d'autres expériences, notamment en rendant compte de l'hétérogénéité des bassins et de la croûte observée dans le domaine d'Alboran.

<footnote n="1">¹ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Laboratoire Géosciences et Environnement, Cergy Paris Université
Contact: caroir.fabien05@gmail.com</footnote>
# Corrélations entre stratigraphie sismique, variations glacio-eustatiques et activité tectonique dans le domaine Nord Eubée (Mer Egée, Grèce)

Fabien Caroir<fnref n="1" />, Frank Chanier<fnref n="2" />, Julien Bailleul<fnref n="3" />, Fabien Paquet<fnref n="4" />,
Virginie Gaullier<fnref n="2" />

Contact: caroir.fabien05@gmail.com

L'architecture sédimentaire des environnements côtiers est principalement contrôlée par les variations eustatiques, les apports sédimentaires et les éventuels mouvements tectoniques. La sismique réflexion permet de caractériser ces différentes architectures et ainsi, d'analyser l'évolution de la géométrie des unités sismiques au cours du temps selon les principes de la stratigraphie séquentielle. La sismique très haute résolution de type Sparker permet un grand niveau de détail dans l'identification et la caractérisation de ces unités, en rendant les interprétations des géométries des réflecteurs et des surfaces d'érosion plus précises.

Les données de sismique réflexion très haute résolution des campagnes WATER (2017 et 2021), à bord du N/O "Téthys II", acquises dans le domaine Nord Eubée en Grèce, montrent pour la première fois dans cette région des unités sismiques organisées en plusieurs séquences. Sept séquences ont ainsi été déterminées ; elles appartiennent à un même système progradant globalement vers l'est, vers le Bassin des Sporades, situé dans le prolongement de la terminaison occidentale de la Faille Nord-Anatolienne.

Les répétitions de faciès et de géométries des réflecteurs constituant ces sept séquences progradantes, ainsi que l'évolution des paléo-lignes de rivage nous conduisent à interpréter ce système progradant comme le résultat de cycles glaciaires-interglaciaires. Nous pouvons relier chaque séquence élémentaire à un cycle, permettant ainsi de proposer un âge aux limites de séquence et aux derniers offlap breaks. Les taux de subsidence, calculés à partir des profondeurs actuelles de chacun de ces offlap breaks successifs sont significativement différents de ceux documentés au large, en Mer Egée. Ces différences s'expliquent par le contexte structural complexe du domaine égéen avec, dons notre zone d'étude, deux épisodes successifs qui paraissent bien distincts : 1. la tectonique extensive responsable du rifting Sperchios - Golfe Nord Eubée et probablement de l'ouverture du Chenal d'Oreoi qui accompagne la rotation horaire de l'Eubée ; 2. le développement très récent de la Faille Nord-Anatolienne dans ce domaine, provoquant un partitionnement de la déformation et une reprise des failles normales en décrochements dextres.

<footnote n="1">1 UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>

<footnote n="2">2 UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">3 U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne</footnote>

<footnote n="4">4 BRGM, Orléans</footnote>
# Optimizing AI and geologist's collaboration for structural mapping: The case of naturally fractured carbonates at subseismic scale

Thibault Cavailhes<fnref n="1" />, Jimmy Daynac<fnref n="2" />, Thierry Mulder<fnref n="1" />, Vincent Marieu<fnref n="1" />, Hervé Gillet<fnref n="1" />

Contact: [thibault.cavailhes@u-bordeaux.fr](mailto:thibault.cavailhes@u-bordeaux.fr)

Au cours de ces dernières années, l'usage de l'AI (Artificial Intelligence ou Deep Learning) s'est développé dans le domaine des géosciences, en particulier pour la cartographie 3D des hétérogénéités structurales (e.g. failles, fractures, couloirs fracturés) au sein des NFR (Naturally Fractured Rocks), à partir de l'analyse d'affleurements et/ou de blocs sismiques, dans le but d'optimiser les DFN (Discrete Fracture Network), utiles pour les modèles de réservoirs statiques et dynamiques, académiques ou industriels.

Dans le but de comparer, de valider et de borner le travail effectué par AI, nous comparons une cartographie levée selon les méthodes classiques d'analyse structurale de terrain à celle réalisée par *deep-learning*. Afin de minimiser le biais d'échantillonnage et de reconnaissance des structures, la phase d'apprentissage par l'AI a été supervisée par les géologues qui ont effectué eux-mêmes les mesures de terrain.

La zone d'étude se situe au NO de l'Espagne, sur un synclinal perché d'environ 15 km2, armé par des calcaires du Crétacé supérieur et situé à environ 1200 m d'altitude. Ce tablier de calcaires recristallisés du Turonien supérieur et du Santonien d'une puissance de 42 m surplombe des combes conglomératiques et gréseuses de l'Albien-Cénomanien par l'intermédiaire d'une fine couche de marnes grises du Turonien inférieur. Il est intensément karstifié et la présence de grottes permet localement des observations structurales en subsurface. L'analyse structurale par photographie aérienne a notamment permis de cartographier les fractures et de quantifier leurs orientations, densités, longueurs et connectivités ainsi que les proportions de chacun des types de nœuds entre les réseaux (I pour fracture isolée, X pour fractures s'intersectant, Y pour fractures buttant ; Manzochi (2002)).

D'un point de vue méthodologique, l'AI est utilisée pour analyser les similarités et l'organisation spatiale des pixels adjacents dans une image, afin de les interpoler, et finalement de les catégoriser en fractures ou autre structure préalablement définie. Elle n'extrapole de fait pas les traces cartographiques des hétérogénéités structurales. L'analyse par l'AI est strictement factuelle sans interprétation *a priori*. Le rôle du structuraliste est " d'apprendre à la machine " à reconnaitre les interpolations correctes d'un point de vue structural sur une surface réduite dans laquelle les exemples sont indiscutables en termes d'interprétation. Une fois calibrée, l'AI est plus rapide que le géologue pour la cartographie d'une même superficie. La vectorisation des données sous SIG à partir d'outils dédiés à l'analyse de réseaux fracturés (Network GT ; Nyberg et al., 2018), permet un usage quantitatif des attributs morphométriques des structures (e.g. longueur, densité, type de connexion). En 2024, la cartographie générée par AI reste cependant " trompée " par la végétalisation partielle du système cartographié, sauf lorsque celle-ci se distribue le long des fractures. L'une des pistes d'optimisation porterait sur (ii) la hiérarchisation des hétérogénéités structurales cartographiées (e.g. failles, fractures, couloirs fracturés), induisant une hiérarchie dans la perméabilité structurale de chaque type de structure (*aperture-dependent*). Cette optimisation pourrait s'effectuer en entrainant l'AI sur des images de plusieurs types ou de plusieurs sources pour générer une même cartographie synthétique (e.g. photographies aériennes, données topographiques seuillées et colorées, carte de la végétation).

Nous montrons que l'usage de l'AI par le géologue est une aide utile pour valider ses propres interprétations, et n'enlève rien à la nécessité de contextualiser la cartographie effectuée sous IA (e.g. cadre structural, calendrier de déformation, lithologies, reconnaissance de la végétation, structures anthropiques), la guider pour chaque nouveau morphotype d'image utilisée (calibration), compléter la cartographie dans les zones végétalisées ou à forte topographie et identifier *in situ* (e.g. carottes, terrain) etc. Enfin, il faut affecter à chaque type d'hétérogénéité sur la base des observations une valeur de porosité structurale contrôlant au premier ordre leurs perméabilités intrinsèques (e.g. fracture ouverte ou cimentée).

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6112 LPG, Le Mans Université, Nantes Université, Université d'Angers, CNRS</footnote>
# Effets d'une exposition massive en microbilles de plastiques pétro- et bio-s源cés sur les flux de CO₂ de l'algue brune *Fucus serratus*

Solène Cazalis-Henry<fnref n="1" />, Laurent Seuront<fnref n="1" />, Camille Hennion<fnref n="1" />, Camille Delaeter<fnref n="1" />, Ombeline Deplechin<fnref n="1" />, Nicolas Spilmont<fnref n="1" />

Contact: solene.henry@icloud.com

Dans un contexte de changement global, l'intensité et la fréquence croissantes des évènements climatiques et de pollution anthropique extremes, notamment la pollution plastique en général et spécifiquement l'accumulation massive de billes de plastique sur nos côtes, sont susceptibles d'affecter les conditions de vie et la physiologie des organismes intertidaux. Par ailleurs, l'industrie plastique tend à diminuer son utilisation de produits chimiques dans la fabrication de sa matière première en développant des bioplastiques dits " biosourcés " et/ou " biodégradables ".

Bien que les bioplastiques soient souvent présentés comme des solutions respectueuses de l'environnement, ils partagent les mêmes risques que les plastiques conventionnels issus de combustibles fossiles.

En effet, des études ont démontré qu'ils ne se dégradent pas nécessairement plus vite dans l'eau de mer et qu'ils génèrent potentiellement plus de microplastiques. Le PLA, par exemple, génère 3,05 fois plus de microparticules que les plastiques issus de combustibles fossiles. Bien que des études aient d'ores et déjà révèle les effets néfastes de ces biopolymères sur la physiologie de certains organismes intertidaux, il subsiste un manque critique de connaissances concernant les effets potentiels de l'exposition aux billes de plastique chez les producteurs primaires, en particulier les algues brunes, malgré leur rôle essentiel en tant qu'acteurs dans le maintien de l'équilibre écologique (i.e., grâce à leur capacité à fixer du dioxyde de carbone atmosphérique). Dans ce cadre, nous nous intéressons à l'effet sur la physiologie de l'algue brune *Fucus serratus* de quatre polymères plastiques vierges dont un polymère conventionnel pétrosourcé non biodégradable (Polypropylène), un bio-polymère biosourcé non dégradable (polypropylène à matrice biologique de Saint-Jacques), un bio-polymère biosourcé et biodégradable (Polyactide) et un bio-polymère pétrosourcé et biodégradable dans l'environnement marin (Biopolyester). Nous présenterons la méthode employée pour étudier les flux de CO₂ de *F. serratus* suite à une exposition massive en microbilles des différents polymères utilisés et dans différents contexte écologiques (i.e. (i) suite à une exposition répétée, (ii) à différentes saisons, et (iii) en combinaison avec un stress thermique subi lors de l'émersion). Enfin, nous présenterons les résultats préliminaires de l'étude des effets de l'exposition répétée aux microplastiques sur les flux de CO₂ de *F. serratus*.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>
# Bilan des opérations de cartographie géophysique et de carottage dans les lacs de maars du Massif central depuis 2008 (lacs Pavin, Chauvet, Tazenat, Bouchet, St-Front et Issarlès)

Emmanuel Chapron<fnref n="1" />, Emmanuelle Defive<fnref n="2" />, Guillaume Jouve<fnref n="3" />, Vincent Bichet<fnref n="4" />, Julien Didier<fnref n="5" />, Jean-Paul Raynal<fnref n="6" />, Fabien Arnaud<fnref n="7" />

Contact: emmanuel.chapron@univ-tlse2.fr

Les lacs de maars du Massif central sont des systèmes lacustres spécifiques qui résultent d'éruptions phréato-magmatiques violentes produisant des cuvettes lacustres circulaires parfois profondes et drainant de faibles surfaces (les versants internes du croissant pyroclastique à minima). Ces lacs sont généralement caractérisés par des flancs subaquatiques raides et des bassins plats plus ou moins comblés (selon leur âge) par des sédiments fins et organiques (diatomites). Si la bathymétrie de l'ensemble de ces lacs de maars est documentée depuis la fin du XIXe siècle, à ce jour seuls les lacs du Pavin (-92 m) et d'Issarlès (-108 m) ont été documentés par sondeurs bathymétriques multifaisceaux. Les bathymétries des lacs Chauvet (-63 m), Tazenat (-66 m) ; Bouchet (-28 m) et Saint-Front (-7 m) ont par ailleurs été affinées et confirmées par cartographie acoustique digitale et géo-référencées depuis 2008 à partir de différents outils de sismique réflexion à haute résolution de type sparker (1 kHz), boomer (3.5 kHz) et chirp (12 kHz, 4 kHz, 10 kHz). La présence de gaz dans les dépôts de diatomite au centre de ces lacs de maars limite (voir absorbe totalement) la propagation des ondes acoustiques et la puissance des remplissages ne peut donc être connue qu'à partir de carottages à piston (de type Mackereth ou UWITEC). Les lacs de maars du Massif central sont tous impactés par des glissements gravitaires subaquatiques plus ou moins épais et parfois érosifs qui viennent compliquer les reconstitutions géochronologiques et paléoclimatiques. Des événements gravitaires synchrones régionaux permettent cependant de retracer l'impact de paléo-séismes et ainsi de mieux comprendre l'exposition de ces territoires volcaniques aux risques naturels. La reconnaissance de niveaux de téphras au sein des remplissages favorise par ailleurs de précieuses corrélations régionales au cours du dernier cycle climatique.

<footnote n="1">¹ UMR 5602 GEODE, Université Toulouse le Mirail, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6042 GEOLAB, Université Clermont-Auvergne, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Exail Sonar Systems, la Ciotat</footnote>

<footnote n="4">⁴ Université de Franche Comté</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 6249 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>

<footnote n="6">⁶ UMR 5199 PACEA, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="7">⁷ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>
# Distinguishing tsunami and storm sediment records in a coastal lagoon of the Lesser Antilles (Saint Martin)

Éric Chaumillon<fnref n="1" />, Stefano Fabbri<fnref n="2" />, Raphaël Paris<fnref n="3" />, Nathalie Feuillet<fnref n="4" />, Audrey Gailler<fnref n="5" />, Louise Cordrie<fnref n="4" />, Maude Biguenet<fnref n="1" />,<fnref n="7" />, Guillaume Saint-Onge<fnref n="6" />, Fabien Arnaud<fnref n="7" />, Pierre Sabatier<fnref n="5" />

Approximately 12% of the global population lives in low-lying coastal areas and is potentially vulnerable to marine floods. Marine floods can be related to either storms or tsunamis. To prepare coastal communities, there is a need to establish long-term chronicle to evaluate the period-return of these catastrophic events. For this purpose, sediment records are critical, but tsunami and storm records must be distinguished. In this regard, our study aimed to identify and characterize tsunami and storm deposits by combining sedimentological, geochemical, and radiocarbon dating analyses together with X-ray computed microtomography (micro-CT).

The chosen case studies are small lagoons located on Saint Martin and Scrub Island (Northern Lesser Antilles), which are tropical island arcs where both historical tsunamis and storms were observed.

Compared to normal lagoon sedimentation, marine flood deposits comprise coarser sediments (fine to very coarse sands) and are dominated by carbonates (~80% at Saint Martin and 40% at Scrub Island). They are marked by elevated Ca/Fe and Sr/Br ratios, indicating significant marine sediment input. In the Saint-Martin Lagoon, where several cores were sampled, the thickness and number of these marine flood deposits decrease from the proximal to the distal zone, which strengthens the marine origin of these coarse layers. Overall, we identified a total of seven and 25 marine flood deposits over the last 3500 and 1600 years at Saint Martin and Scrub Island, respectively. Considering the very small deposit thickness (1–2 cm) and the lack of backwash material in the category 5 Hurricane Irma at Saint Martin, older and thicker marine flood layers, some of them present backwash deposit and mud clasts, may be related to a tsunamigenic origin. This assumption is supported by CT analyses, which reveal specific and similar sedimentary fabrics for tsunami deposits in both Saint Martin (5 tsunami deposits) and Scrub Island (2 tsunami deposits) Lagoons.

The use of X-ray microtomography for identifying marine flood deposits in geological record seems to be promising. Generalization of sediment fabric parameters as criteria for distinguishing tsunami and storm-related deposits requires similar studies to obtain reproducible observations. Differences between sediment records are subtle; thus, it is likely that many past marine flood deposits interpreted as hurricane deposits have been probably misidentified and should be reconsidered.

<footnote n="1">¹ UMR 7266 LIENSs, Université de La Rochelle, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² University of Bern, Institute of Geological Sciences (Switzerland)</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6042 GEOLAB, Université Clermont-Auvergne, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7154 IPGP, Université Paris-Cité, CNRS, CNES</footnote>

<footnote n="5">⁵ CEA, DAM-DIF, Arpajon</footnote>

<footnote n="6">⁶ Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Sezione di Bologna – Italie</footnote>

<footnote n="7">⁷ Université du Québec, Rimouski (Canada)</footnote>

<footnote>Contact: eric.chaumillon@univ-lr.fr</footnote>
# Construction de scénarios climatiques synthétiques basés sur la classification de Köppen-Geiger en vue de mieux prédire la dynamique de la matière organique dans un paléo-lac

Benoit Chauveau<fnref n="1" />, Arnaud Pujol<fnref n="1" />, Ahmed Naceur Mama<fnref n="1" />

Contact : benoit.chauveau@ifpen.fr

Les systèmes lacustres sont connus pour être des puits de carbone très efficaces. La quantité de matière organique qui est in fine accumulée dans les sédiments dépend des conditions de production (quantité et qualité) et de préservation dans la colonne d'eau et durant la phase de diagenèse précoce. Le climat et ses variations conditionnent très fortement l'ensemble de ces processus. Un des enjeux pour la modélisation stratigraphique est de capturer cette dynamique afin de mieux simuler les archives sédimentaires lacustres, notamment en intégrant les différentes signatures associées au dépôt de la matière organique. Dans ce contexte, nous cherchons à développer une approche couplant un modèle stratigraphique à un modèle de dynamique lacustre. Nous présentons ici la première étape qui consiste à valider l'utilisation de ce type de modèle avec des scénarios climatiques synthétiques mais réalistes. En effet, même si l'on dispose de données très complètes pour étudier la dynamique des lacs actuels, il peut être difficile de construire des scénarios climatiques réalistes avec peu de données en particulier lorsque l'objet d'étude est un paléo-lac. Pour pallier ce manque d'information, nous proposons de nous appuyer sur la classification climatique de Köppen-Geiger pour construire des scénarios climatiques synthétiques que nous utiliserons ensuite dans des contextes passés. La classification de Köppen-Geiger est basée sur des notions moyennes de température et de précipitations, mais ne considère pas explicitement d'autres paramètres indispensables pour une modélisation lacustres que sont la radiation solaire, l'humidité relative, la vitesse du vent ou encore la couverture nuageuse. En s'appuyant sur la base de données du projet POWER (Prediction Of Worldwide Energy Resources) de la NASA, nous avons construit des scénarios climatiques représentant les variations annuelles de l'ensemble des variables d'intérêt. La considération de ces variables sous forme de courbes annuelles nous a parfois contraint à définir des sous-classes climatiques aux classes de Köppen-Geiger. Ensuite, nous avons cherché à illustrer la pertinence de cette approche en modélisant le régime de stratification d'un lac donné soumis au scénario climatique synthétique propre à sa zone géographique. Le lac Mendota (Etats-Unis) a été choisi, ayant préalablement fait l'objet d'une étude GLM (General Lake Model, un modèle 1D vertical de dynamique lacustre) à partir des véritables données climatiques (Ladwig et al., 2021). Les résultats montrent que l'état stationnaire atteint à l'aide d'une simulation multi-annuelle utilisant le scénario climatique synthétique est proche du régime moyen annuel obtenu à partir des données réelles.

<footnote n="1">¹ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>
# The importance of nuclear magnetic resonance (NMR) to characterize the porosity, permeability and facies properties of carbonates geothermal reservoir

Yannis Chevalier¹, Benjamin Brigaud¹, Marc Fleury², Cédric Bailly¹, Simon Andrieu³, Zidan Benabdelkrim¹, Mathis Bergogne¹

¹ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS

² IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison

³ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS

Contact : benjamin.brigaud@universite-paris-saclay.fr

In this study, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) measurements were combined to air permeability measurements and petrographic in order to better constrain the relationship between NMR relaxation time *T*, porosity and permeability in marine carbonates rock. 45 Bathonian limestones samples from six quarries located in the Aquitaine Basin (southwest of France, near the city of Angoulême), have been chosen for their petrographical and petrophysical characteristics analogue to the geothermal reservoir of the *Oolithe Blanche* in the Paris Basin. Thin-section have been observed under microscope to provide information about the facies and the diagenetic processes that affected the carbonates during burial. Six facies have been recognized, typical of depositional environments distributed on a prograding oolitic platform. From these samples, 45 air permeability measurements show a permeability (*k*) range from 0,014 mD to 1505 mD. Water porosity experiment display a range of porosity (Φ) values from 3,3% to 21,7%. To complete this database, NMR relaxation time *T* (ms) were measured on each sample to: i) analyze the pore structure of these carbonates, ii) identify the dominant porosity type between microporosity and macroporosity, and, iii) better constrain the relationship between *T* distribution, porosity and permeability. A cut-off value was settled at *T* 120 ms to separate microporosity from macroporosity. The NMR analysis highlighted that: i) microporosity is the dominant type of porosity for each facies, ii) it exists different trends for microporosity within each facies: a) trend to low *T* values, b) trend to high *T* values, and c) no trend; and, iii) some samples do not follow the general trend within the same facies. Comparison between *T* distribution, porosity and permeability shows that: i) permeability-porosity relationship follows trends but there are some exceptions, these trends are: a) most of the highest permeability values are related to high porosity values and, b) the lower is the permeability, the lower are the porosity values; and, ii) microporosity, isolated by the cut-off value of *T* relaxation time, shows too much variability in the results obtained. It is well known that diagenesis have an impact on petrophysical and petrographical properties of carbonates. Consequently, it is not easy to estimate, for a same facies, the relationships between permeability and NMR in these rocks, without considering diagenetic processes (dissolution, dolomitization, dedolomitization, calcite cementation). By paying more attention to macroporosity, which seems to be a solid basis for further studies, it would be possible to overcome these difficulties in order to better constrain the various relationships that may exist within carbonates properties and establish predictive models of permeability. This study provides important information to guide the use of NMR to characterize reservoir quality.
# Microbial bloom in an extreme Ediacaran volcanic lake system in the Anti-Atlas of Morocco

Ibtissam Chraiki<fnref n="1" />, Ernest Chi Fru<fnref n="2" />, Andrea Somogyi<fnref n="3" />, El Hafid Bouougri<fnref n="4" />, Olabode Bankole<fnref n="1" />, Mohamed Ghnahalla⁶, Abderrazak El Albani<fnref n="5" />

Contact : ibtissamchraiki@gmail.com

Ancient aquatic sediments are critical archives for studying early microbial life and the types of environments in which they thrived. The recently characterized Amane Tazgart microbialites in the Anti-Atlas, Morocco, are a rare and well-preserved non-marine carbonate-rich deposit that evolved in an alkaline volcanic lake setting during the Ediacaran period, at the tail end of the Proterozoic eon. Here, we investigate the geochemical environment in which these microbial deposits formed with respect to redox, hydrothermal activity, salinity, and elemental composition. Shale normalized elemental distribution varies with sequence stratigraphy and is characterized by the depletion of light Rare Earth Elements (REEs), the enrichment of middle REEs, and a variation from relatively flat to slightly depleted heavy REE, typical for seawater and alkaline lakes. Increasing carbonate content correlates with the depletion of LREE and the enrichment of HREE, not observed for the epiclastic lithologies. The prominence of positive Eu and negative Ce anomalies, together with carbonate Y/Ho and Sr/Ba ratios > 28 and > 0.5, respectively, suggest the microbial communities developed in a hypersaline, oxygen-rich, non-marine, high-temperature hydrothermal vent field system. For example, the carbonate Y/Ho and Sr/Ba ratios are consistent with the typical high salinity of modern continental alkaline volcanic lakes. The microbial communities can be classified as polyextremophilic, being high temperature and hypersaline tolerant, requiring robust detoxification mechanisms to survive in toxic arsenic and heavy metal concentrations, similar to present-day hydrothermally active soda lake ecosystems. The data suggest that during the Ediacaran period when complex life co-evolved alongside a rise in atmospheric oxygen concentration, ecosystems comparable to modern volcanic lakes thrived on the continents. The Ediacaran Amane Tazgart deposit presents a unique analog for studying the evolution of extremophilic volcanic lake microbial communities since Precambrian time.

<footnote n="1">¹ UMR 7285 IC2MP, Université de Poitiers, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Centre for Geobiology and Geochemistry, Cardiff University (UK)</footnote>

<footnote n="3">³ Nanoscopium Beamline, Synchrotron SOLEIL, Gif-sur-Yvette</footnote>

<footnote n="4">⁴ Department of Geology, Faculty of Sciences-Semlalia, Cadi Ayyad University, Marrakesh (Morrocco)</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 1114 EMMAH, Avignon Université, INRAE</footnote>
# Apports d'une étude intégrée pour la compréhension de l'évolution du paléoenvironnement du site d'habitat néolithique de Val des Marais " Le Pré à Vaches " (France, Marne)

Pierre-Yves Collin¹, Guillaume Lépine², Gilles Fronteau³, Fabien Langry-François⁴, Francois Lévêque⁵, Charly Massa⁶, Rémi Martineau⁶

¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE

² Archeodunum SAS France

³ UR 3795 GEGENA, Université de Reims Champagne-Ardenne

⁴ INRAP Grand Est

⁵ UMR 7266 LIENS, Université de La Rochelle, CNRS

⁶ UMR 6298 ARTeHis, Université de Bourgogne, CNRS

Contact : pierre-yves.collin@u-bourgogne.fr

La région des Marais de Saint-Gond (Marne, France) constitue un territoire de 20 km par 10 km autour d'une zone marécageuse située à l'est du Bassin de Paris, à 30 km au sud d'Epernay. Ces marais résultent du développement d'un environnement palustre au cours du Tardiglaciaire, à la suite de la capture hydrographique de la Somme par la Soude. Cette région est remarquable par la richesse de son patrimoine archéologique, notamment pour la période néolithique.

Le site de Val-des-Marais " Le Pré à Vaches " est situé à l'extrémité est de la région des Marais de Saint-Gond et a fait l'objet de fouilles anciennes entre 1925 et 1928. De nouvelles fouilles ont été menées en 2023 et 2024 sur le site anciennement fouillé, confirmant sans aucun doute la présence d'un habitat du Néolithique récent.

La fouille de " Pré à Vaches " est installée sur un substratum de craie du Campanien. La fouille réalisée en 2023 a permis de réévaluer les formations superficielles présentes à l'échelle du site et d'aborder leur répartition spatiale. Les différentes formations superficielles reconnues concernent des processus alluviaux ou colluvo-alluviaux, des altérites parautochtones, ou des processus de cryoturbation plus ou moins denses. Plusieurs zones de craie fragmentée sont interprétées comme des rejets de creusement d'origine anthropique.

La fouille de 2023 a permis le décapage partiel d'une dépression circulaire d'environ 10m de diamètre avec une pente régulière allant vers le centre de la dépression, dont le fond est situé à environ 1m50 de profondeur. Les fouilles de 2024 ont permis le décapage complet d'une structure identique située proche de la précédente. L'étude des photographies aériennes historiques du secteur révèle des structures comparables juxtaposées les unes aux autres sur de grandes étendues, avec des formes circulaires ou à tendance polygonales. Des prospections géophysiques ont permis d'établir des cartes d'anomalies géomagnétiques et de confirmer l'existence de plusieurs autres dépressions circulaires qui constituent des anomalies positives, comblées par des matériaux plus riches en matière organique et en minéraux magnétiques que leur environnement. Un bourrelet de craie concassée, non ou peu altérée, ceinture la dépression et se traduit par une anomalie géomagnétique négative.

Dans la dépression totalement décapée en 2024, la succession sédimentaire suivante a pu être observée avec de bas en haut : (1) le fond de la dépression constitué d'une craie altérée et remaniée montrant des indices de bioturbation traduisant un état initial de la craie meuble en surface et des conditions humides, (2) un premier niveau d'argiles plastiques gris clair visible dans la partie la plus profonde de la dépression, (3) un niveau d'argile plus ou moins épais de couleur verdâtre, (4) des sédiments argilo-limono-sableux noirs à gravelles et cailloutis de craie venant combler la totalité de la dépression depuis les bords. Au sein de ces faciès plus grossiers les éclats de silex, de poteries et les ossements d'animaux sont abondants et dispersés dans le sédiment. Ces faciès comblent la totalité de la dépression.

Actuellement, l'ensemble des observations nous amène à supposer la mise en place de ces dépressions lors de la phase tardiglaciaire en lien avec des processus périglaciaires ayant conduit à la formation de ces dépressions (lithalses ?). Ces dernières auraient ensuite constitué de nombreux points d'eau et réserves en eau. L'habitat néolithique de Pré à Vaches semble être en partie organisé autour de ces dépressions naturelles.

Afin de poursuivre la caractérisation du contexte paléoenvironnemental et de son évolution, des études des cortèges argileux seront menées, ainsi que des études palynologiques et de malacofaune (gastéropodes). L'analyse des n-alkane préservés dans les sédiments sera développée. Leur étude sera alors un indicateur supplémentaire du couvert végétal présent au moment de l'implantation, du développement et de l'abandon du site.
# Factors controlling carbonate mud production and accumulation on Late Jurassic mixed siliciclastic-carbonate ramps of western Europe

Claude Colombié<fnref n="1" />, Fabienne Giraud<fnref n="2" />, Damien Carcel<fnref n="1" />, Pauline Guenser<fnref n="1" />

Contact : claude.colombie@univ-lyon1.fr

Mixed siliciclastic-carbonate ramps are complex and highly sensitive sedimentary systems. The sedimentological and calcareous nannofossils analysis of the siliciclastic-dominated Cap de la Crèche section (Boulonnais ramp, northern France) and its comparison with five other Late Jurassic mixed and muddy ramps from western Europe provide a better understanding of the physico-chemical and ecological parameters that controlled carbonate production and accumulation on these poorly-known systems. The sedimentological analysis of the Cap de la Crèche section indicates that most carbonate lithologies constitute sandbars and storm deposits, suggesting that most of the carbonate fraction was reworked and accumulated in siliciclastic-dominated environments. In these siliciclastic-dominated environments, the calcareous nannofossil analysis shows that carbonate mud is partly composed of ascidian spicules, which are produced *in situ* and can be considered as carbonate-mud producers. However, for the other Late Jurassic ramps studied, carbonate-dominated, the major part of the carbonate fraction is mainly provided by other producers than calcareous nannofossils, and/or not produced *in situ*. Multivariate statistical analysis of all the above results and literature data for all these mixed and muddy ramps indicates that they actually differ more in their physico-chemical than ecological characteristics. It shows that 1) calcium carbonate content, ramp morphology, and main mid-ramp facies, 2) palaeolatitude and main inner-ramp facies, and 3) stratigraphic pattern contribute the most to the overall variance. The relationships between calcium carbonate content, ramp morphology and main mid-ramp facies is interpreted as reflecting the impact of local/specific physiographic and hydrodynamic processes that shaped the ramps and favoured carbonate accumulation in their middle part. Strangely, hydrodynamics was one of the main parameters controlling these muddy systems. This analysis also shows that the lowest paleolatitudes coincide with the carbonate-dominated inner-ramp facies. This result is consistent with the available carbonate factory classifications even if each ramp specification may result in divergences and needs further investigation. Prograding or retrograding stratigraphic pattern rather results from relative sea-level changes than sediment input or carbonate production rate. Combined with the above specific/local controlling factors, they explain sedimentary architectures and may be useful for modelling.

<footnote n="1">¹ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>
# Biosignatures and processes of precipitation/accumulation and diagenesis in microbialites of Lake Sevan (Armenia, South Caucasus)

Claude Colombié<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Ara Avagyan<fnref n="3" />, Julie Hartz<fnref n="2" />, Sébastien Joannin<fnref n="2" />, Lilit Sahakyan<fnref n="3" />, Greg Slater<fnref n="2" />

Contact : claude.colombie@univ-lyon1.fr

Microbialites result from biotic and abiotic processes that, depending on environmental conditions, may give rise to morphological, mineralogical and chemical biosignatures. When preserved these biosignatures make ancient microbialites excellent proxies of (paleo)environmental conditions. Lake Sevan (Armenia, south Caucasus) is one of the few examples of a cold freshwater lake where microbialite-type carbonates have been discovered. Following its exploitation from 1940 to 1970, its level has dropped by 15 m, revealing carbonates that extend from onshore to offshore environments and have radiocarbon ages ranging from 1700 to 7100 yr cal. BP. The main objective is to characterize petrographical, mineralogical, and geochemical (carbon and oxygen isotope, phospholipid fatty acid (PLFA) and n-alkane) features of these carbonates and to show how they change depending on their environment and age in view to decipher the precipitation/accumulation and diagenetic processes responsible for these features. Petrographical analyses show macro-, mesoand micro-structures characteristic of boundstones (e.g., bioherm or oncoid-type), rudstones and pack-grainstones. Mineralogical analyses indicate that calcite dominates. This result is consistent with SEM equipped with an EDS analyses which indicate a Ca- and Mg-dominated composition. While macro- and meso-structures may differ from one place to the other, micro-structures and mineralogical compositions are the same, suggesting similar processes for either/both precipitation/accumulation or/and diagenesis. Carbon and oxygen isotope, PLFA and n-alkane analyses were performed on microbialites and surrounding sediments. Both d18O and d13C values are close to the values measured in the cold and freshwater Lake Pavilion (British Columbia, Canada), where photosynthesis was proposed as the predominant process in carbonate precipitation/accumulation. PLFA diversity and concentration change depending on the environment, depth and age of the samples. Notably, the deepest sample is a bit different from the shallower offshore samples which show more PLFAs and a greater diversity of long-chain PLFAs. This decrease in PLFA diversity and concentration with increasing depth may be due to decreasing light and associated microbial activity. Analyses of n-alkanes indicate a mix between aquatic algae and plant waxes. Plant waxes are well-preserved in the onshore microbialite containing the least PLFAs, and are absent in oncoid-type microbialites (both onshore and offshore). Consequently, geochemical proxies may be related to environment, age and carbonate precipitation/accumulation processes and seem more sensitive to (paleo)environmental changes than petrographical and mineralogical proxies.

<footnote n="1">¹ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² School of Geography and Earth Sciences, McMaster University (Canada)</footnote>

<footnote n="3">³ Institute of Geological Sciences, National Academy of Sciences (Armenia)</footnote>
# Étude prospective sur les déchets plastiques dans les sédiments de plusieurs canaux des Hauts de France

Mel Constant<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Gabriel Billon<fnref n="3" />, Claire Alary<fnref n="1" />,<fnref n="2" />

Contact : claire.alary@imt-nord-europe.fr

Les déchets plastiques et leurs fragments (microplastiques ; MP < 5 mm) représentent une menace globale, persistante et omniprésente pour les écosystèmes. Leurs sources, leurs transferts, leurs stockages puis leurs devenirs sont encore mal compris, en particulier dans les rivières. Le LASIRE et l'IMT Nord Europe travaillent conjointement depuis 2019 sur cette pollution dans les sédiments de canaux des Hauts de France. Deux sites ruraux (Planquette, Aa) et deux sites urbains (Scarpe, Escaut) ont été étudiés. Les sédiments de fond de rivière ont été collectés avec une benne à sédiment (Planquette, Scarpe et Escaut), ainsi que dans des sites de dépôt de sédiment de dragage (Aa). Les grands (" large ") microplastiques (LMP ; 1-5 mm) des sédiments de dragage ont été extraits par une séparation par densité (NaI, 1,6 g/mL). Les sédiments de fond ont été tamisés à 1 mm pour collecter les LMP, suivis si nécessaire d'une séparation par densité. Les particules extraites ont été analysées en spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier par réflectance totale atténuée. Des LMP ont été retrouvés dans 30% des échantillons du petit bassin versant (100 km2) agricole de la Planquette, 60% des échantillons de sédiments de dragage de Saint-Omer (Aa), 85% des échantillons du bief Denain-Trith (Escaut) et 100% des échantillons de Douai (Scarpe). Les différences de concentrations entre les sites sont de plusieurs ordres de grandeur. En territoire agricole, les concentrations sont comprises entre < 0,4 LMP/Kg (non détecté) et 1,2 LMP/Kg. Dans les sédiments de dragage, les concentrations sont comprises entre < 7,1 LMP/Kg et 1500 LMP/Kg. En milieu urbain, les concentrations sont comprises entre < 6,1 LMP/Kg et 300 LMP/Kg dans le bief Denain-Trith (Escaut) et entre 16 LMP/Kg et 75 LMP/Kg à Douai. Les plastiques observés sont principalement des films et des fragments pour les 4 sites. Les polymères retrouvés sont majoritairement le polyéthylène (PE) pour les sédiments de fond, mais également le Polychlorure de vinyle (PVC) dans les sédiments de dragage.

<footnote n="1">¹ Research Centre Materials and Processes, IMT Nord Europe</footnote>

<footnote n="2">² ULR 4515 LGCgE, Université de Lille, Junia, IMT Nord Europe, Université d'Artois</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8516 LASIRE, Université de Lille, CNRS</footnote>
# Décryptage du radiocarbone de la matière organique sédimentaire dans les systèmes fluviaux : cas d'un fleuve nucléarisé (La Loire)

Yoann Copard<fnref n="1" />, Frédérique Eyrolle<fnref n="2" />, Cécile Grosbois<fnref n="3" />, Hugo Lepage<fnref n="2" />, Loïc Ducros<fnref n="4" />, Amandine Moreereau<fnref n="5" />, Nathan Bodereau<fnref n="6" />, Marc Desmet<fnref n="3" />

Contact : yoann.copard@univ-rouen.fr

Parmi les échanges de carbone entre les réservoirs terrestres, ceux effectués par les systèmes fluviaux consistent à transférer latéralement dans le continuum terre-mer du carbone produit et stockés dans les surfaces continentales vers les environnements marins. Cependant au cours de son voyage dans le réseau hydrographique, et suite au processus de cascade sédimentaire, une partie du carbone, notamment organique (COP), peut être stocké dans les bassins versants. Ce COP fluvial est un mélange de diverses origines caractérisées par leur propre marquage radiocarbone. Par ailleurs, les activités nucléaires civiles ont apporté de nouvelles sources de 14C qui restent encore mal documentées. Après quelques exemples de profils de radiocarbone dans différentes archives fluviatiles de fleuves français, nous proposons de décrypter la valeur Δ14C du POC stocké dans une archive sédimentaire d'un des fleuves les plus nucléarisé au monde (La Loire). Nous considérons que ce Corg sédimentaire est un mélange de POC aquatique (pouvant être impacté par les rejets liquides de l'industrie nucléaire), de POC terrestre de sources multiples et de POC anthropique. En combinant des mesures de radiocarbone, des analyses de POC et la méthode des palynofaciès, nous avons tenté d'évaluer la valeur Δ14C respective des origines de ce POC. Les écarts entre les valeurs Δ14C des POC sédimentaires et celles de l'atmosphère résultent de la dilution par le carbone dépourvu de 14C dont l'origine peut être géologique, de l'effet de réservoir d'eau douce qui imprime le Δ14C des POC aquatiques et de l'âge et du temps de transit des POC terrestres dans le bassin versant. Ainsi, la composition en radiocarbone du POC fluvial pourrait être utile pour déterminer le temps de transit des matériaux de la source au puits, certains événements industriels ou naturels passés, la résilience du système fluvial et les jalons de la trajectoire sociale et économique d'un bassin hydrographique. Au cours des trois dernières décennies, les sédiments fluviaux pourraient également constituer une source de radiocarbone pour l'atmosphère.

<footnote n="1">¹ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² PSE-ENV, IRSN-LRTA, St Paul-les-Durance</footnote>

<footnote n="3">³ EA 6293 GéHCO, Université de Tours</footnote>

<footnote n="4">⁴ EA7 352 GIS, Université de Nîmes</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 7619 METIS, Université Paris-Sorbonne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="6">⁶ BRGM, Orléans</footnote>
# Evolution paléoclimatique et paléo-environnementale au début du Toarcien dans le bassin épicontinental des Grands Causses : approche minéralogique et géochimique

Pauline Corentin<fnref n="1" />, Flavia Girard<fnref n="1" />, Michel Séranne<fnref n="1" />, Céline Baral<fnref n="1" />

Contact : pauline.corentin@umontpellier.fr

Le début du Toarcien est marqué par des perturbations environnementales majeures et de nombreux bassins épicontinental à la surface du globe enregistrent des sédiments riches en matière organique, suggérant la présence d'un événement anoxique global nommé T-OAE (" Toarcian Oceanic anoxic event "). Ce dernier est notamment caractérisé par une excursion négative en δ13C qui reflète des perturbations majeures du cycle du carbone.

L'étude d'une nouvelle coupe dans les environs du Pic Saint Loup (combe de Mortiès, Hérault) permet l'apport de données complémentaires sur la transition Pliensbachien-Toarcien et le T- OAE sur la marge ouest de la Téthys grâce à une analyse combinée minéralogie-géochimie de la coupe. Plus localement, l'objectif de cette étude est de déterminer les conditions paléoclimatiques et paléo-environnementales dans le bassin des Grands Causses, pendant et après l'épisode d'anoxie océanique du Toarcien en analysant la minéralogie de deux autres coupes déjà pourvues d'analyses isotopiques du carbone (Fontaneilles et Tournadous). Ces sites ont été choisis de part et d'autre du seuil Cévenol qui subsistait, au Toarcien, comme un haut fond topographique sur la marge nord-ouest téthysienne. Les deux premières coupes se situent à l'ouest (Fontaneilles) et au sud-ouest du seuil (Tournadous) et représentent des dépôts de bassin restreint, tandis que du côté est du seuil, la combe de Mortiès est caractérisée par un milieu marin ouvert.

Les assemblages argileux des trois sites présentent une composition similaire avec la présence d'llite, d'interstratifiés illite-smectite de type R1, de kaolinite et de chlorite. Les résultats obtenus montrent peu de variations pour le site de Tournadous tandis que la combe de Mortiès enregistre une augmentation du rapport kaolinite/illite à la base de la coupe, cohérent avec une humidification du climat et une intensification de l'altération continentale. Cet enrichissement en kaolinite est combiné à un pic négatif de δ13Ccarb (-1.8‰) qui suggère la présence du T-OAE dans le bassin. Cet événement est immédiatement suivi par des valeurs positives de δ13Ccarb et une augmentation d'llite qui semble signifier une diminution de l'hydrolyse sur le continent. Durant la suite du Toarcien, les assemblages argileux enregistrent une augmentation progressive de la kaolinite cohérente avec la persistance de forts taux de CO2atm. Le site de Fontaneilles présente une évolution similaire du rapport kaolinite/illite suggérant des conditions paléoclimatiques homogènes dans le bassin des Grands Causses.

Les nouvelles données obtenues semblent consistantes avec les précédentes études menées sur le Toarcien dans le bassin des Grands Causses et à plus large échelle sur la marge ouest de la Téthys et suggèrent localement la présence du T-OAE mis en regard des variations de l'hydrolyse, intensifiée lors de l'événement, sur les masses continentales aux abords du seuil Cévenol.

<footnote n="1">¹ UMR 5243 Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, CNRS</footnote>
# Morphological and ultrastructural investigations of putative microfossils embedded in cherts from the Pilbara Craton (Western Australia)

Maxime Coutant<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Kevin Lepot<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Alexandre Fadel<fnref n="4" />, Ahmed Addad<fnref n="5" />,
Emmanuelle Javaux<fnref n="1" />

Contact : maxime.coutant@uliege.be

Chert deposits are well known to efficiently preserve morphological textures of microfossils. Silicification processes may quickly entomb 3D organic constituents and thus inhibit their molecular degradation during burial, diagenetic and/or metamorphic events. However, such processes could alternatively promote the production of abiotic objects, mimicking simple microfossil shapes. The identification of genuine preserved microfossils based on morphological resemblances with younger and/or extant micro-organism, within chert deposits, must be reconsidered and questioned.

The 3.4 Ga Strelley Pool Formation is known to host one of the oldest undisputable traces of life called stromatolites. Chert deposits, from the same formation and from the younger 3.0 Ga Farrel Quartzite, display carbonaceous microstructures that could be interpreted as the oldest occurrence of microfossils on Earth. They consist in simple to more atypical morphologies (from spheres to lenses). Moreover, these rock deposits experienced multiple phases of hydrothermal and metamorphic (up to greenschist grade ~350°C) processes, that may have favoured production/deposition/migration of biotic and/or abiotic carbonaceous matter, into and onto pre-existent microstructures (biogenic or not).

We applied advanced high spatial resolution techniques to investigate the nature of these carbonaceous microstructures. Detailed petrography was carried out by confocal laser scanning microscopy (CLSM) coupled to electron backscattered diffraction (EBSD) to observe relationships between the carbonaceous texture and the microstructure of the host quartz matrix, with the aim to further assess the syngeneity and morphogenesis of these objects. High spatial resolution data were acquired on ultrathin sections prepared using focused ion beam milling then observed by scanning transmission electron microscope (STEM), to reach nanoscale investigation of the carbonaceous textures forming these microstructures.

Abiotic features were identified within some specific types of spheroidal morphologies. These features include coalescent patterns of linked spheroids that are most likely the result of carbon precipitation or migration/deposition onto pre-existing opal-like microstructures. At higher spatial resolution, the apparent sub-continuous walls of these spheroidal microstructures are evidenced to be shaped by carbonaceous droplets trapped within quartz crystal units and the apparent structure is cross-cutting multiple quartz crystals. This texture is distinct from subcontinuous (i.e., enclosed) walls lying at quartz matrix boundaries observed in Proterozoic microfossils.

Lenses appear more specific as they have been found in Archean rocks only. Similar investigations have been performed to compare them with features observed in spheroids from similar samples also bearing lenses. Some specimens with sub-continuous, locally deformed and folded walls are consistent with cellular microfossils. Moreover, lenses may present a shape continuum from granular morphologies to hollow ones, that may shade their origin. Either the lenses represent a taphonomic gradient of biological forms or of abiotic objects with some of them deformed in a siliceous gel. Granular specimens represent the most numerous populations of lenses. Vesicles within subgranular (intermediate morphological stage) specimens are more likely formed by coalescence and/or pseudomorphosis rather than daughter cell divisions. Thus, two scenarios are envisaged for the internal texture origin: the reticulated carbon textures observed within these subgranular specimens can be explained by diagenetic processes (e.g., polymerization of intracellular materials), or infilling by migration of carbonaceous matter located at quartz boundary prior to and/or during silicification. Otherwise, hollow specimens exhibit possible biogenic feature with apparent folded subcontinuous walls. Such heterogeneities, in shape and micro- to nano-textures, make interpretations difficult regarding the proposed continuum. Finally, high resolution STEM performed on textures displays heterogeneity in carbon nanostructure of subgranular specimens that might be interpreted by contribution of multiple molecular precursors to the formation of these carbonaceous microstructures.

<footnote n="1">¹ UR Astrobiology, University of Liège (Belgium)</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ IUF, Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique</footnote>

<footnote n="4">⁴ FR 2638 Institut Chevreul, Université de Lille, Université d'Artois, Centrale Lille, CNRS, INRAE</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 8207 UMET, Université de Lille, CNRS, ENSCL, INRAE</footnote>
# Les propriétés magnétiques des dépôts instantanés du lac d'Iseo (Italie) : décryptage des mécanismes de déclenchements sismique et gravitaire

Christian Crouzet<fnref n="1" />, William Rapuc<fnref n="2" />, François Demory<fnref n="3" />

Contact : chcro@univ-savoie.fr

Le développement des études paléosismologiques pour estimer l'aléa sismique a mis en évidence notre méconnaissance de l'occurrence à long terme des événements sismiques. À cet égard, les sédiments lacustres sont des sismographes naturels pertinents. En général, les études paléomagnétiques excluent les dépôts instantanés. Seules quelques études se sont concentrées sur leurs propriétés magnétiques pour comprendre les processus associés à l'aimantation rémanente détritique ou au transport des sédiments. L'anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) a été utilisée dans de nombreuses études antérieures pour différencier l'homogénite de la sédimentation de fond et mettre en évidence des dépôts historiques dont l'origine sismique est attestée. Néanmoins, la démonstration de l'origine sismique de ces événements reste difficile au-delà d'une comparaison chronologique avec les catalogues de sismicité. Ici, nous nous concentrons sur le lac d'Iseo (Italie), à proximité de la ligne Insubrienne, l'une des zones les plus sismiquement actives des Alpes. La séquence sédimentaire couvre ~2000 ans avec plusieurs dépôts instantanés d'épaisseur métrique. Nos mesures concernent uniquement les dépôts de type Turbidite-Homogénite (Tu-Hm). Les données présentées fournissent des contraintes magnétiques et sédimentologiques pour mieux comprendre les processus de transport et de déposition des dépôts instantanés. L'évolution des paramètres magnétiques à travers Tu - Hm illustrent la présence de deux phases à l'intérieur des homogénites. Une phase interprétée comme liée directement à l'effet de seiche et une seconde due à la décantation des particules en suspension. Pour cette dernière, une granodécroissance est illustrée par les propriétés magnétiques. La forte foliation subhorizontale de Hm démontre une décantation spécifique très différente de la phase turbide "gravitaire". Nos données montrent également de petites variations illustrant la complexité du phénomène. Les mesures magnétiques sont peu onéreuses et rapides. L'utilisation de paramètres magnétiques devrait donc être développée pour les études de paléosismicité. Le développement des études paléosismologiques pour estimer l'aléa sismique a mis en évidence notre méconnaissance de l'occurrence à long terme des événements sismiques. À cet égard, les sédiments lacustres sont des sismographes naturels pertinents. En général, les études paléomagnétiques excluent les dépôts instantanés. Seules quelques études se sont concentrées sur leurs propriétés magnétiques pour comprendre les processus associés à l'aimantation rémanente détritique ou au transport des sédiments. L'anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) a été utilisée dans de nombreuses études antérieures pour différencier l'homogénite de la sédimentation de fond et mettre en évidence des dépôts historiques dont l'origine sismique est attestée. Néanmoins, la démonstration de l'origine sismique de ces événements reste difficile au-delà d'une comparaison chronologique avec les catalogues de sismicité. Ici, nous nous concentrons sur le lac d'Iseo (Italie), à proximité de la ligne Insubrienne, l'une des zones les plus sismiquement actives des Alpes. La séquence sédimentaire couvre ~2000 ans avec plusieurs dépôts instantanés d'épaisseur métrique. Nos mesures concernent uniquement les dépôts de type Turbidite-Homogénite (Tu-Hm). Les données présentées fournissent des contraintes magnétiques et sédimentologiques pour mieux comprendre les processus de transport et de déposition des dépôts instantanés. L'évolution des paramètres magnétiques à travers Tu - Hm illustrent la présence de deux phases à l'intérieur des homogénites. Une phase interprétée comme liée directement à l'effet de seiche et une seconde due à la décantation des particules en suspension. Pour cette dernière, une granodécroissance est illustrée par les propriétés magnétiques. La forte foliation subhorizontale de Hm démontre une décantation spécifique très différente de la phase turbide "gravitaire". Nos données montrent également de petites variations illustrant la complexité du phénomène. Les mesures magnétiques sont peu onéreuses et rapides. L'utilisation de paramètres magnétiques devrait donc être développée pour les études de paléosismicité.

<footnote n="1">¹ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>
# The French perspective of ICDP DOVE project: Drilling and investigating overdeepened Alpine Valleys

Christian Crouzet<fnref n="1" />, Pierre G. Valla<fnref n="1" />, Flavio Anselmetti<fnref n="2" />, Milos Bavec<fnref n="3" />, Markus Fiebig<fnref n="4" />, Gérard Gabriel<fnref n="5" />, Giovanni Monegato<fnref n="6" />, Frank Preusser<fnref n="7" />, Giancarlo Scardia<fnref n="8" />

Contact: chcro@univ-savoie.fr

The International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) project Drilling Overdeepened Alpine Valleys (DOVE) started with a workshop in Como in 2013. The initial proposal targets formerly glaciated Alpine areas, which are often characterized by overdeepened structures filled by thick Quaternary deposits. The proposed international initiative consisted of 14 drill sites in six different countries around and across the Alps. In 2018 grants were obtained for the German, Austrian and Swiss drill sites as they were well characterized by impressive geological and geophysical investigations. After the success of the northern Alpine sites (Anselmetti et al., 2022), the ICDP consortium now intend to start the second phase of the project, investigating sites in the southern and western areas of the Alpine arch: Slovenia, Italy and France.

Two main sites are discussed in France. The first one "Ste Hélène" is located in Savoie, at the junction between the overdeepened Isère Valley and the Cluse de Chambéry. The nearby Ste Hélène lake represents remains of the post Würmian proglacial lake. The drill site would be at the southern termination of the so-called "Banquette de Planaise", which is a sedimentary structure ca 100 m above the actual fluvial plain and constituted by sand (late MIS6/early MIS5) and gravels topped by till. The main targets of this drill site would be to precisely investigate the fine-grained lake sediments (i.e. the late MIS6 and MIS5/Eemian infill) in order to document interglacial paleoclimate evolution and paleoseismic investigations (present-day seismic activity along the Belledonne Fault). Combined investigations on well-known neighbouring outcrops will also be undertaken. The drillhole will be analyzed by downhole loggings. Sedimentological, geochemical and paleobiological analyses will characterize the sediment cores, and a combination of different approaches will establish the chronological framework. The results will be cross-checked with models of (1) glacial flow and erosion and (2) atmospheric circulation. The location of the second site is still under debate and will depend of funding. It would target the peripheral western Alps, either in the Ain foreland area, or in the Bièvre-Valloire area. Both areas are promising targets with complex Pleistocene glacial fluctuations and potential long sedimentary archives. While hydrogeological boreholes are available, the absence of geophysical investigations presents some challenges. Moreover, technical aspects, such as administrative authorizations, precise location of drill site in agreement with landowners and local authorities, and nearby environmental protected areas may be difficult. For all the points, the continental coring national instrument CCF's technical expertise will be required and all project development will be managed with their support.

<footnote n="1">¹ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)</footnote>

<footnote n="3">³ Geological Survey of Slovenia, Ljubljana (Slovenia)</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institute of Applied Geology, BOKU University, Vienna (Austria)</footnote>

<footnote n="5">⁵ Leibniz Institute for Applied Geophysics, Hanover (Germany)</footnote>

<footnote n="6">⁶ Institute of Geosciences and Earth Resources, CNR (Italy)</footnote>

<footnote n="7">⁷ Institute of Earth and Environmental Sciences, University of Freiburg (Germany)</footnote>

<footnote n="8">⁸ Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista (Brasil)</footnote>
# Évolution des paléoenvironnements de la région Centre-Val de Loire (France) en lien avec l'Optimum climatique du Miocène Moyen

Adrien De Perthuis<fnref n="1" />, Cyril Gagnaison<fnref n="1" />, Sébastien Potel<fnref n="1" />

Contact: Adrien.deperthuis@unilasalle.fr

Cette étude, à travers une approche multi-traceurs (sédimentologie, géochimie, paléontologie) a pour but de comprendre l'évolution des paléoenvironnements dans le bassin sédimentaire ligérien en lien avec les changements climatiques du Miocène. Entre -17 et -15 Ma a eu lieu un évènement hyper thermique appelé Optimum climatique du Miocène Moyen (OCMM) (Zachos et al., 2001). Durant l'OCMM, l'Europe de l'Ouest était sous un climat subtropical à semi-aride (Costeur & Legendre, 2008) et correspond à la dernière occurrence d'un climat aussi chaud en Europe de l'Ouest.

La région Centre-Val de Loire, située au Sud-Ouest du Bassin parisien, présente une succession de faciès variés (lacustres, fluviatiles, pédogénétiques et marins) du Néogène (Mégnien et al., 1980). Ces faciès font partie de cinq formations géologiques représentant la totalité de la série stratigraphique miocène, permettant d'avoir des données sur l'ensemble de l'OCMM : 1- La Formation du calcaire lacustre de Beauce (Oligocène-Aquitanien) couvrant une grande partie de la Beauce et de la Sologne (Ginsburg, 2000). 2- La Formation des sables de l'Orléanais et du Blésois (Burdigalien-Langhien), qui s'étend entre Orléans et Angers, correspondant à une série de sédiments terrigènes fluvio-lacustres. Cette sédimentation est canalisée par une structuration tectonique pyrénéo-alpine de direction Est-Ouest. 3- La Formation des faluns (Langhien) est un passage latéral de faciès marin avec la formation précédente. Elle affleure depuis la Loire-Atlantique jusque dans le Blésois. Localement cette transgression marine perdure jusqu'au Tortonien (Gagnaison, 2020). 4 & 5- La Formation fluvio-lacustre des sables et argiles de Sologne (Miocène Moyen-Pliocène) affleure dans l'Est du bassin sédimentaire ligérien et passe latéralement, vers l'Ouest, à la Formation des sables marins du Redonien.

Pour cette étude, six affleurements types encore accessibles ont été choisis : Selles-sur-Cher dans la première formation ; Mauvières, La Guimardière, Tavers et Contres dans la deuxième ; Doué-la-Fontaine dans la troisième. Une révision des données sédimentologiques et paléontologiques de ces sites a débuté grâce à l'analyse de nouvelles données de terrain et de laboratoire (Perthuis et al., en review). La géométrie des corps sédimentaires a été retravaillée, les sédiments sont analysés en détails (DRX sur roche totale et argiles) et une révision taxonomique des restes fossiles est aussi en cours. Des analyses spectroscopiques et géochimiques (δ13C, δ18O) sur l'émail dentaire de mammifères (Rhinocerotidae et Suidae) apportent des informations complémentaires. En parallèle, l'âge de ces sites, est en cours de précision grâce à une campagne de datations géochimiques (U/Pb, U/Th, stratigraphie isotopique du Strontium). L'ensemble de ces données permet de faire une proposition d'une série de reconstitutions paléoenvironnementales des différents sites étudiés et de retracer leur évolution à l'échelle du bassin sédimentaire en lien direct avec l'OCMM. Cette synthèse pourra ensuite servir d'exemple méthodologique pour de futures études dans d'autres bassins sédimentaires européens impactés par des changements rapides de températures.

## Références

* Costeur L. & Legendre S. 2008. Mammalian communities document a latitudinal environmental gradient during the Miocene Climatic Optimum in Western Europe. Palaios 23: 280-288

* Gagnaison C. 2020. Le Miocène du Nord-Ouest de la France (vallée de la Loire, Bretagne et Normandie) : Révision du contexte taphonomique des fossiles de vertébrés, proposition d'un découpage stratigraphique et clarification des variations paléoenvironnementales. Fossiles 41: 5-31

* Mégnien C., Mégnien F. & Debrand-Passard S. 1980. Synthèse géologique du bassin de Paris, stratigraphie et paléogéographie. Mémoires du BRGM 101: 466 p

* Perthuis A. de, Mennecart B., Barrier P., Chenot É., Falconnet J., Gagnaison J.-C., Georgalis G. L., Gilbert C., Guevel B., Langevin D., Lapparent de Broin F. de, Lemierre A., Maubert F., Ossó À., Potel S., Thivaiou D., Tissier J., Toullec R., Xerri S. & Gagnaison C. (en review). – Révision des données sédimentologiques et biostratigraphiques des gisements à vertébrés des sables de l'Orléanais, à Beaugency, Tavers et Le Bardon (Miocène Moyen ; Loiret, France). Geodiversitas

* Zachos, J. C., Pagani, M., Sloan, L., Thomas, E. & Billups, K. 2001. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present. Science 292: 686-693

<footnote n="1">¹ U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne</footnote>
# Carottages en environnements estuariens et côtiers : exemple de la Seine et des lagunes écossaises des Shetland

Maxime Debret<fnref n="1" />, Alexandra Coynel<fnref n="2" />, Jean-Marie Barrois<fnref n="1" />, Thibaud Lortie<fnref n="1" />, Jimmy Desnues<fnref n="2" />, Laurent Dezileau<fnref n="1" />, Nicolas Lecoq<fnref n="1" />, Bernadette Tessier<fnref n="1" />

Contact: maxime.debret@univ-rouen.fr

Depuis de nombreuses décennies, les carottages marins français sont reconnus pour la qualité des prélèvements du fleuron de la flotte océanique française, le Marion Dufresne. La communauté des carottages continentaux s'est, elle, organisée plus récemment avec le financement de l'EQUIPEX Climcore (2012-2019) qui avait pour but de permettre l'émergence d'outils et de les mettre à disposition de la communauté scientifique. Malgré des moyens limités, quelques innovations ont permis de développer le panel de profondeur et d'environnement accessibles à la communauté. Néanmoins certains environnements restent toujours difficiles à prélever. Les environnements de dépôts sous faible tranche d'eau mais avec une épaisseur de sédiment de plus de 3 mètres constituent un challenge avec les outils disponibles dans les laboratoires français. Pour illustrer ces difficultés, 2 environnements sont présentés. i) La Seine et son environnement fluviatile estuarien ainsi que ii) les lagunes des Shetland en Ecosse. La Seine a été entièrement chenalisée depuis les années 50, néanmoins de nombreux environnement de dépôts existent et stockent du sédiment. Les taux de sédimentation sont très importants avec des valeurs dépassant facilement les 10 cm/an. Les enregistrements sédimentaires couvrant les 70 dernières années peuvent donc dépasser 6 mètres. Le problème pour les prélever provient principalement de la faible tranche d'eau, inférieure à 2 mètres, parfois même temporairement émergés du fait de la marée. Cette tranche d'eau fluctuante rend difficile les prélèvements en plusieurs temps comme avec la barge UWITEC qui par ailleurs a besoin d'une profondeur minimum pour pouvoir enfoncer le carottier. Pour cette raison, il est préférable de déployer une stratégie de prélèvement de la totalité des sédiments en une seule fois. Pour cela, le carottier Amaury peut s'avérer intéressant mais il n'est pas toujours facile à déployer sur site. A l'heure actuelle, la disponibilité du matériel, à un cout raisonnable, pose problème. Aux Shetland, si la tranche d'eau reste stable (pas connecté à la mer donc absence de marée), elle reste faible (inf. à 3 mètres), l'épaisseur de sédiment supérieure à 3m continuent de nous poser problème à cela il faut ajouter l'accessibilité de certains sites rendant complexe le déploiement de solutions lourdes.

<footnote n="1">¹ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# Influence du glacio-eustatisme à la transition
Jurassique-Crétacé

Jean-François Deconinck<fnref n="1" />

Contact : [jean-francois.deconinck@u-bourgogne.fr](mailto:jean-francois.deconinck@u-bourgogne.fr)

La fin du Jurassique est marquée par un refroidissement significatif mis en évidence par les données isotopiques de l'oxygène et la présence d'indice de climats froids, (tillites, glendonites) dans des coupes situées aux hautes paléolatitudes. Par ailleurs, le passage Jurassique/Crétacé est marqué par une période d'aridité attestée par les données palynologiques et par la rareté voire l'absence de kaolinite dans de nombreuses séries sédimentaire de la fin du Tithonien et dans les faciès purbeckiens. Dès lors, se pose la question des causes du refroidissement et de l'aridité fini-jurassique et celle d'un éventuel rôle du glacio-eustatisme sur l'enchaînements des dépôts sédimentaires de l'intervalle Kimméridgien-Tithonien – Berriasien.

L'étude des dépôts kimméridgiens et tithoniens exposés en falaises littorales entre Boulogne-sur-Mer et le Cap Gris-Nez (Pas-de-Calais) permet d'apporter quelques éléments de réponse sur l'éventuel rôle du glacio-eustatisme. Ces dépôts comprennent des formations argileuses parfois riches en matière organique déposées dans des environnements relativement profonds d'offshore et des formations gréseuses correspondant à des environnements nettement moins profonds de shoreface. Du Kimméridgien (zone à Mutabilis) aux faciès purbeckiens, on observe successivement 4 ensembles gréseux déposés en environnement de shoreface : les Grès de Conninchun, les Grès de Châtillon, les Grès de la Crèche et les Grès des Oies, ces derniers surmontés des faciès purbeckiens. Ces formations gréseuses sont séparées par des formations argileuses déposées en milieu d'offshore. Initialement les variations de la tranche d'eau ont été attribués au rôle de la tectonique, mais l'alternance des faciès implique une tectonique en yoyo, hypothèse peu satisfaisante. Par ailleurs, dans cette succession sédimentaire déposée en bordure du massif Londres-Brabant, il est très surprenant que les ensembles gréseux proximaux soient enrichis en smectite par rapport aux formations argileuses riches en illite et kaolinite déposées en environnement plus distal, car cette distribution est contraire à la sédimentation différentielle des argiles. L'analyse des assemblages argileux de dépôts contemporains, du Dorset, du Yorkshire, du bassin d'Aquitaine révèle que les smectites sont uniquement présentes dans le Boulonnais et que par conséquent ces minéraux proviennent des altérations développées sur le massif Londres-Brabant. Ces altérations n'ont pu se développer que lorsque le massif Londres-Brabant était émergé, c'est-à-dire en période de bas niveau marin, ce qui explique la présence smectite dans les faciès proximaux. En revanche l'absence ou la faible proportion de ces minéraux dans les formations argileuses implique que le Massif -Londres-Brabant était immergé lors des périodes de haut niveau marin. En admettant que le massif Londres-Brabant était très aplani, cela implique tout de même une amplitude importante des variations du niveau marin par ailleurs attestée par l'enchaînement des faciès sédimentaires. Compte tenu du contexte climatique de l'époque, une telle amplitude pourrait être liée à la présence de calottes glaciaires plus ou moins étendues aux hautes paléolatitudes. L'extension maximale des glaces serait intervenue à la toute fin du Jurassique et aurait eu comme conséquence l'importante régression à l'origine des faciès purbeckiens. La période d'aridité serait due à un ralentissement du cycle hydrologique provoqué par le refroidissement climatique qui caractérise la fin du Jurassique et le début du Crétacé. Ce contexte climatique est brutalement interrompu au cours du Berriasien où la kaolinite envahit de manière synchrone durant la zone à Elliptica (Calpionelles) et la sous-zone à Subalpina (Ammonites) divers bassins sédimentaires Nord-Ouest Européens et téthysiens.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>
# Les impacts de la dépoldérisation sur les bilans de carbone dans les zones intertidales estuariennes

Camille Décultot<fnref n="1" />, Nicolas Chevalier², Lionel Denis<fnref n="1" />

Contact : camilledecultot@gmail.com

En quête de nouvelles surfaces agricoles ou résidentielles, l'Homme gagne des terrains sur le domaine côtier depuis près de 2 000 ans. En effet, à l'aide de digues et de drains, les zones humides littorales peuvent être asséchées, et la zone ainsi créée est appelée polder. En Europe, la plupart des polders ont été construits au Moyen-âge et entre les années 1930 et 1970 (Goeldner-Gianella, 2013), notamment dans les zones estuariennes intertidales. La poldérisation a ensuite décliné, parallèlement à l'augmentation de la production agricole, et depuis une trentaine d'années, un mouvement inverse de dépoldérisation est observé.

En effet, si les enjeux sociétaux ont majoritairement été satisfaits par la poldérisation, les enjeux environnementaux doivent aussi être pris en compte. D'abord, le changement climatique induit à la fois la montée du niveau de la mer et l'intensification des risques naturels, tels que les crues. Dans ce cas, la fixation du trait de côte à l'aide d'infrastructures, comme des digues, ne permet pas de résilience face à ces phénomènes, et conduit à des inondations plus fréquentes. D'autre part, les zones littorales humides (prés salés, vasières) remplacées par les polders sont des habitats très riches en biodiversité qui fournissent de nombreux services écosystémiques, par exemple, une bonne résilience aux phénomènes de submersion et une forte capacité de capter le carbone atmosphérique.

De fait, dépoldériser, c'est-à-dire, restaurer ces sites naturels en modifiant ou supprimant ces infrastructures, est une solution qui permettrait de répondre à ces problématiques actuelles. D'abord, dans les estuaires, les lits des fleuves pourraient évoluer naturellement et, par exemple, s'étendre lors d'évènements de crues dans des zones de débordement. L'augmentation des dépôts sédimentaires facilitée par la végétalisation permettrait de retrouver une zone intertidale plus variée, en termes de niveaux topographiques (chenaux, filandres), mais aussi de diversité faunistique et floristique favorisant à la fois la fixation et le stockage de carbone dans le sédiment (Mazarrasa, 2023), aussi nommé carbone bleu.

En Europe, ces actions de dépoldérisation ont principalement été entreprises depuis les quarante dernières années, au Royaume Uni, aux Pays-Bas et en Allemagne. Après réalisation de brèches dans les infrastructures d'endiguement, une forte érosion sédimentaire est observée pendant quelques mois, qui s'équilibre ensuite avec l'accrétion et permet alors l'installation des habitats de prés salés et de vasières en quelques années. Sur ces sites, plusieurs études vérifient que la restauration donne des résultats très satisfaisants (Sydmonds, 2006 ; Brunetta, 2019), avec un stockage dans le sédiment plus efficace pour les nutriments (azote, phosphore) comme pour le carbone, et une diminution du risque d'inondations.

En France, un millier de km² de côtes ont été endigués, et la dépoldérisation est envisagée par le conservatoire du Littoral sur une dizaine de sites pilotes, dont l'estuaire de l'Authie (Pas-de-Calais). Si les modèles hydrosédimentaires semblent pouvoir donner des prévisions assez fiables des changements à venir, les effets attendus en termes de bilan carboné restent en revanche très peu nombreux à cette échelle. Le stockage de carbone bleu étant pourtant un service écosystémique majeur des estuaires, il est intéressant de réaliser au préalable un état de l'art des stocks et échanges de carbone à l'échelle de l'estuaire de l'Authie et de prévoir les effets attendus, d'abord sur la base de la bibliographie disponible sur le sujet.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>
# Première tentative de carottage intégral des sédiments du lac d'Issarlès - juin 2024

Emmanuelle Defive¹, Emmanuel Chapron², Jean-Paul Raynal³,
Guillaume Jouve⁴, Arthur Ancrenaz⁵, Antoine Thouvenot⁶, Nicolas
Hebert⁷, Giuseppe Grassano⁸, Jean-François Bouculat⁹, Lorène
Scabello-Abadie², Anaïs Tahri¹, Aude Beauger¹, Olivier Voldoire¹

¹ UMR 6042 GEOLAB, Université Clermont-Auvergne, CNRS

² UMR 5602 GEODE, Université Toulouse le Mirail, CNRS

³ UMR 5199 PACEA, Université de Bordeaux, CNRS

⁴ Exail Sonar Systems, la Ciotat

⁵ UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS

⁶ ATOS Environnement, Bezons

⁷ Talison Lithium (Australie)

⁸ Escadrone, Eybens

⁹ Maritech SA, Pertuis

Contact: emmanuelle.defive@uca.fr

Situé dans le très haut bassin de la Loire, le lac d'Issarlès est installé dans un cratère d'origine phréatomagmatique (maar) qui appartient à la province volcanique récente du Bas-Vivarais. L'éruption a été datée de 54 Å8 ka par thermoluminescence sur les matériaux du tuff ring (Miallier et Pilleyre, in Defive et al. 2023). Ce système lacustre, plus méridional que les autres lacs et paléo-lacs du Velay, est susceptible de contenir des dépôts représentant les 50 à 60 derniers millénaires de l'histoire environnementale locale à régionale, période qui vit la fin de la co évolution Néandertal/Sapiens dans l'arrière-pays de la Grotte Chauvet. Ces éléments justifient la relance récente des recherches sur ce site et la programmation d'un carottage intégral de la séquence, près d'un demi-siècle après de premières investigations restées sans suite (Coûteaux 1984).

Le site présente des contraintes spécifiques : séquence reconnue comme fortement perturbée dans les secteurs précédemment sondés ; accumulation sédimentaire relativement épaisse - une trentaine de mètres au moins - sous une tranche d'eau de 108 m ; forts marnages pluriannuels entre mi-septembre et mi-juin du fait de l'utilisation du lac comme réservoir principal dans le cadre du complexe hydroélectrique de Montpezat ; courte période adéquate pour carotter, entre la date de remise du lac à sa cote estivale - 15 juin - et la période de forte fréquentation touristique à partir du 15 juillet. Il convenait donc de s'assurer de la faisabilité du carottage et de l'exploitabilité de la séquence.

Les diverses démarches engagées (auprès d'EDF pour garantir la cote et la stabilité du niveau d'eau durant le carottage ; de la DREAL pour les autorisations en site classé ; de la municipalité pour le stockage temporaire des carottes et autres nécessités logistiques) et les investigations conduites préalablement et postérieurement à l'opération de carottage réalisée par la DT-INSU en juin 2024 (investigations bathymétriques ; très dense couverture de sismique réflexion à haute résolution offrant une image de la structuration et des variations verticales et latérales de faciès ; Lidar-drone aérien, marin et sous-marin, imagerie des flancs et du fond, profil thermique ; carottage exploratoire en septembre 2020 - opération de 3 jours incluant le montage et le démontage d'une barge UWITECH classique et le carottage manuel ayant permis l'acquisition des 7,8 m supérieurs des dépôts - puis analyse et datation de cette séquence ; mesures de résistance du sédiment dans les runs du carottage DT-INSU de juin 2024) ne laissent aucun doute à cet égard ; il faut donc rechercher ailleurs les raisons de l'échec de l'opération de carottage réalisée en juin dernier.
# Propagation du signal Source-to-Sink dans un système couplé Bassin versant-Cône sous-marin : l'exemple du système de Sithas dans le Golfe de Corinthe (Pléistocène, Grèce)

Nolwenn Deiss<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Sébastien Rohais<fnref n="1" />, John Armitage<fnref n="1" />, Sébastien Carretier<fnref n="2" />, Vincent Regard<fnref n="2" />, Stéphane Bonnet<fnref n="2" />

Contact : nolwenn.deiss@ifpen.fr

Le développement de l'approche Source-to-Sink (S2S) permet une meilleure compréhension des variations du signal sédimentaire ainsi que de ses facteurs de contrôle au sein d'un système complet qui inclut un bassin versant, une zone de transfert et un bassin sédimentaire. L'étude de systèmes S2S reste cependant complexe du fait que les différents compartiments du système sont décrits par des données et des échelles temporelles souvent incompatibles, mal contraintes voire même inexistantes. La quantification combinée du budget sédimentaire dans les parties bassin versant et bassin sédimentaire du système est un moyen de résoudre ce problème.

L'objectif de cette étude est (i) de mesurer conjointement l'érosion et le dépôt (volumes et calendrier) de sédiments dans l'ensemble d'un système S2S, et ensuite (ii) de discuter des facteurs d'influence et du mode de propagation du signal. L'étude se concentre sur le système de Sithas (rift de Corinthe, Grèce), où de nombreux marqueurs géomorphologiques (par exemple, les terrasses marines) fournissent des contraintes géométriques, pour quantifier les volumes érodés à terre, et des contraintes temporelles. En parallèle, un ensemble riche de données en mer est disponible pour établir un budget sédimentaire bien contraint.

Après avoir mis à jour le modèle d'âge sur les derniers 800 ka, autant à terre qu'en mer, nous avons reconstitué les volumes de sédiments érodés et quantifié les volumes de sédiments déposés dans le bassin. Nous avons ainsi pu reconstituer des flux de sédiments au cours des derniers cycles climatiques quaternaires dans la partie " Source " à terre et la partie " Sink " en mer du système. Nous avons également comparé ces résultats avec un modèle empirique estimant les charges de sédiments en suspension et les flux d'érosion (BQART).

Les flux d'érosion (Source) et de sédiments (Sink) montrent une augmentation progressive depuis 800 ka : de 2 à 100 km3/Ma pour la Source et de 1 à 75 km3/Ma dans le cône sous-marin (Sink). Cette tendance globale à l'augmentation est combinée avec des variations cycliques, observables en érosion et en dépôt. Des augmentations significatives des flux sont observées sur des périodes d'environ 12 ka tous les 120 ka (vers 10, 120, 230 et 340 ka), suivies d'une diminution progressive. Ces périodes coïncident respectivement avec des hauts niveaux marins de la courbe eustatique globale (équivalent aux MIS - Marine Isotopic Stages). Curieusement, les pics des flux de sédiments (Sink) sont enregistrés avant les pics des flux d'érosion (Source) avec un décalage temporel d'environ 30 ka. La comparaison avec les flux BQART montre par ailleurs l'influence significative de la taille du bassin versant et des facteurs climatiques tels que la température et les précipitations dans la variation de la propagation du signal.

Ces observations suggèrent que, même pour un petit système couplé incluant un bassin versant et un cône sous-marin, la propagation du signal n'est pas simple et mérite beaucoup plus d'attention dans les travaux futurs.

<footnote n="1">¹ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6553 GET, Université de Toulouse 3, CNRS, IRD, CNES</footnote>
# Détermination des contributions sédimentaires et de leurs contaminations associées dans un bief du canal de l'Escaut par l'utilisation de méthodes statistiques

Morgan Delaporte<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Claire Alary<fnref n="1" />, Christine Franke<fnref n="3" />, Gabriel Billon<fnref n="2" />, Thomas Thiebault<fnref n="4" />, Jules Gallazzini<fnref n="3" />, Dylan Laurence<fnref n="3" />,<fnref n="5" />, Marion Delplanque<fnref n="6" />

Contact : morgan.delaporte@univ-lille.fr

Le gestionnaire des voies navigables de France (VNF) fait face à un défi double lié à l'engraissement sédimentaire pouvant induire de mauvaises conditions de navigation et la contamination de ces sédiments par les activités anthropiques. Le gestionnaire doit donc curer régulièrement les biefs et les sédiments extraits doivent être, au vu de la politique actuelle de valorisation des sédiments, classés qualitativement pour leur éventuelle valorisation. L'objectif de cette étude est de tester, dans le contexte des voies navigables, une méthodologie basée sur les outils de fingerprint et de krigeage factoriel pour identifier les sources de matières, quantifier leur contribution au stock de sédiments et identifier leur rôle dans la contamination de ces derniers. Enfin, ce travail devrait correspondre à un premier jalon pour la mise en place d'une stratégie de réduction des apports. L'étude se focalise sur le bief Denain-Trith (7 km) du canal de l'Escaut considéré comme représentatif du département du Nord tant en termes d'apports sédimentaires que de pressions anthropiques. A partir de plus 200 échantillons de sédiments du bief, de rejets conventionnés, des affluents du biefs et de sols, des analyses ont été réalisées concernant (i) la composition élémentaire des échantillons (majeurs et éléments trace métallique) ; (ii) les composés organiques (HAP, PCB, BTEX, hydrocarbures, pesticides, résidus médicamenteux), (iii) les caractéristiques granulométriques et minéralogiques. L'ensemble de ces résultats a permis d'obtenir un ensemble de données conséquent et bien réparti spatialement, permettant son utilisation dans les différents outils de modèle de mélange (SedSAT v3.0) et de cartographie (Smart-maps) permettant le traçage de sources sédimentaires. L'emploi du module Smart-Maps (sous QGIS) permet le krigeage des données afin d'associer spatialement un panache de contamination à une source sédimentaire.

L'utilisation de SedSAT a permis de bien différencier/quantifier la provenance de sédiments d'un affluent du bief parmi deux sources sédimentaires (Escaut amont et l'affluent Selle) en définissant plusieurs éléments comme traceurs de source. Cette approche a également montré la difficulté de séparer deux affluents différents (Selle vs Ecaillon) du bief présentant un fond géochimique suffisamment proche, pour ne pas pouvoir différencier statistiquement leur apport sédimentaire. L'étape de krigeage (Smart-Maps) a quant à elle, aidé à caractériser des panaches de contaminations le long du bief. C'est notamment le cas pour la somme des concentrations en herbicides au droit du rejet d'une malterie. Sur ce paramètre, on observe un gradient de concentration bien marqué vers l'aval du rejet, mais aussi de façon moins prononcée, en amont du rejet. Cette observation pourrait être caractéristique du faible courant dans le bief hors de la portée d'influence des écluses et de la remobilisation probable de ces sédiments par le passage dans les deux sens des péniches.

A terme, cette étude devrait permettre de mieux discrétiser des traceurs de sources sédimentaires et de contaminations, afin de pouvoir appliquer cette méthode à d'autres biefs de la région tout en limitant le nombre d'analyses à réaliser.

<footnote n="1">¹ ULR 4515 LGCgE, Université de Lille, Junia, IMT Nord Europe, Université d'Artois</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8516 LASIRE, Université de Lille, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Centre de Géosciences, MINES ParisTech, Université PSL</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7619 METIS, Université Paris-Sorbonne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="5">⁵ Sipartech France</footnote>

<footnote n="6">⁶ Voies navigables de France, DT Nord-Pas-de-Calais</footnote>
# Estimation de l'impact du phénomène de saturation du sol en eau sur l'importance des évènements d'érosion des sols (Hauts-de-France)

Morgan Delaporte<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Claire Alary<fnref n="1" />, Christine Franke<fnref n="3" />, Gabriel Billon<fnref n="2" />

Contact : morgan.delaporte@univ-lille.fr

En France, l'érosion des sols par l'eau est estimée en moyenne à 1,5 t.ha⁻<fnref n="1" />.an⁻<fnref n="1" /> et peut atteindre des taux de plus de 10 t.ha⁻<fnref n="1" />.an⁻<fnref n="1" /> dans certaines grandes plaines agricoles comme celles du nord de la France. Dans cette région, le bassin versant de la Canche (1294 km<fnref n="2" />) est étudié depuis 2016 du fait de sa sensibilité à l'érosion. L'érosion des sols agricoles conduit à la diminution de la quantité de sol, et préférentiellement du sol fertile situé en surface qui est une ressource non renouvelable à l'échelle de temps humain. Une fois que les particules de sol ont rejoint le cours d'eau, la qualité de celui-ci s'en trouve dégradé en termes de turbidité mais également par les apports en nutriments, pesticides et éléments trace métallique que le sol peut apporter. Depuis plus d'une décennie, la politique d'aménagement anti-érosion a permis, au travers des différentes lois découlant de la Directive Cadre sur l'Eau, l'installation de fascines, haies ou bandes enherbés visant à réduire les taux d'érosion de ces territoires.

Cette étude présente le suivi des flux hydrosédimentaires du bassin versant élémentaire de la Pommeroye (0,54 ha) faisant partie du bassin versant de la Canche. A l'aide d'une station de mesure installée à l'aval de ce bassin versant, l'acquisition de données hautes fréquences (6 min) des phénomènes érosifs associée au suivi de l'état de la surface du sol, a permis d'établir un lien entre quantité de sol érodé et phénomène de saturation du sol. Le taux de saturation du sol en eau a pu être estimé à partir des différents relevés de terrain et d'outil de modélisation de l'érosion des sols préalablement calé sur notre site d'étude.

Après deux ans de suivi (2021-2023), plus de 100 évènements érosifs ont été enregistrés sur ce bassin versant avec une très grande hétérogénéité tant sur les masses exportées (10 à 23 000 kg) que sur leur distribution temporelle. L'originalité des résultats de l'étude porte sur le fait que la majorité des masses exportées ait lieu en hiver quand nous attendions aussi des exports importants lors d'orages et des pluies intenses associées. Malgré l'enregistrement d'intensités de pluie records en été 2021, la majorité de la masse de sol érodé est expliquée par les phénomènes de pluies longues et peu intenses d'hiver. Après une étude statistique de l'ensemble des données, il en ressort que le couvert végétal est la principale caractéristique du sol permettant de limiter l'érosion, et que le phénomène de saturation du sol explique l'occurrence des évènements les plus importants en termes d'érosion.

<footnote n="1">¹ ULR 4515 LGCgE, Université de Lille, Junia, IMT Nord Europe, Université d'Artois</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8516 LASIRE, Université de Lille, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Centre de Géosciences, MINES ParisTech, Université PSL</footnote>
# Intégration de l'évaluation du carottage pour l'élaboration du MasterCore : exemple du lac du Lauzet-Ubaye et autres projets

Francois Demory<fnref n="1" />, Yannick Garcin<fnref n="1" />, Elodie Brisset<fnref n="1" />, Frédéric Guiter<fnref n="2" />,
Kazuyo Tachikawa<fnref n="1" />, Laurence Vidal<fnref n="1" />

Contact : demory@cerege.fr

Dans de nombreux cas, le processus de carottage est distinct des processus d'ouverture de la carotte et des premières acquisitions de données. Ces étapes sont réalisées par des opérateurs différents mobilisant diverses compétences. Cependant la mise en place d'une routine pour l'établissement d'un MasterCore est nécessaire pour une meilleure estimation de la qualité de l'archive sédimentaire et donc de sa valorisation. Cette étape vient ainsi valider l'ensemble du processus de carottage et finalise ainsi " la mission " avant exploitation de l'archive.

Nous présentons les résultats d'un carottage réalisé au lac du Lauzet (44°25'37"N, 6°26'02"E, 890 m asl) (Vallée de l'Ubaye, Alpes du Sud), en septembre 2021 avec le soutien de la DT-INSU. Le carottage a été effectué par carottier à piston Uwitec et a permis de prélever deux séquences de 15 mètres avec deux diamètres différents (90 et 63 mm). La description sédimentologique ainsi que la première acquisition de données (XRF, scanning magnétique) montrent que l'intégrité de la carotte sédimentaire peut être affectée par différents artefacts tels que la succion des sédiments, le dédoublement sédimentaire ou les manques dus au carottage. La reconstruction d'un MasterCore fiable à partir d'une corrélation précise de paramètres acquis à haute résolution peut permettre d'identifier toute perturbation de la séquence sédimentaire et d'en distinguer l'origine naturelle ou artificielle.

D'autres projets de carottages (en cours ou à venir) seront présentés ainsi que les contraintes logistiques et/ou techniques rencontrées. Dans ces autres projets, l'accent est mis sur l'intégration du carottage dans l'évaluation totale de la qualité des archives sédimentaires.

<footnote n="1">¹ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>

<footnote n="2">² MR 7263 IMBE, Aix-Marseille Université, Avignon Université, CNRS, IRD</footnote>
# Quantification de l'impact de l'activité de labour sur les échanges de dioxyde de carbone à l'interface sédiment-atmosphère dans les prés-salés de l'estuaire de la Somme

Lionel Denis<fnref n="1" />, Léna Kocyla<fnref n="1" />, Gwendoline Duong<fnref n="1" />

Contact : lionel.denis@univ-lille.fr

Soumises à un régime macrotidal (marnage supérieur à 9m lors des vives eaux), les zones intertidales estuariennes de Manche orientale ont une importance écologique et géochimique majeure en raison de leur rôle de tampon entre domaine fluvial et océanique, ainsi que de la diversité des conditions physico-chimiques et hydrodynamiques qui sont rencontrées. Ainsi, ces estuaires sont caractérisés par la succession de plusieurs types de couverts sédimentaires, allant des bas niveaux avec un large chenal sableux majoritairement immergés aux vasières et filandres situées à des altitudes intermédiaires et aux prés-salés, zones végétalisées situées sur les parties hautes de la zone intertidale.

Ces prés-salés sont particulièrement prisés par les cueilleurs à pied pour le prélèvement de végétaux halophiles, tels que la salicorne (Salicornia sp.) et l'Aster maritime (Tripolium pannonicum). Si la croissance de ces végétaux se fait de manière naturelle, leur exploitation par les professionnels en Baie de Somme est limitée à des concessions localisées à proximité du Crotoy (rive droite) et du Hourdel (rive gauche). Toutefois, d'autres végétaux sont présents dans ces écosystèmes riches et diversifiés, et ont tendance à prendre le dessus sur les espèces exploitées, tels que la spartine anglaise (Spartina anglica) et la soude maritime (Suaeda maritima). Ainsi, pour conserver l'abondance en végétaux exploités, les professionnels ont reçu l'autorisation de limiter l'expansion de la spartine anglaise et de gérer celle de la soude maritime par des opérations hivernales de labour au sein des concessions.

Certaines études dans ces zones ont déjà montré l'influence néfaste des activités de labour sur la richesse faunistique et floristique des prés-salés, toutefois aucune étude à ce jour n'a eu pour objet d'estimer l'influence de ces travaux sur les bilans de carbone, alors que ces prés-salés sont pourtant reconnus comme des puits de carbone (carbone bleu). Dans ce contexte, nous avons étudié l'intensité de la minéralisation du carbone, en travaillant lors de campagnes de terrain en Baie de Somme avec des chambres benthiques à émersion et au noir, instruments permettant de mesurer le flux gazeux de CO2 à l'interface sédiment-atmosphère. Nous avons ainsi comparé les flux de dioxyde de carbone dans des couverts végétaux semblables (sédiment nu, salicorne, soude, spartine), mais dans 3 zones adjacentes d'une concession : 1) ayant subi un labour durant l'hiver 2022-23, 2) ayant subi un labour durant l'hiver 2023-24 et 3) témoin, n'ayant jamais subi de labour. Les résultats montrent une nette modification des mécanismes d'échange de carbone au sein de ces systèmes suite aux opérations de labour, avec une diminution de l'intensité de la minéralisation dans les zones labourées. Par ailleurs, plus le labour est récent, plus l'intensité de minéralisation du carbone est réduite par rapport au témoin non labouré. La résilience post-labour est aussi mise en évidence, sans pour autant que les sédiments retrouvent un fonctionnement biogéochimique semblable aux zones non labourées, même après plus d'un an et demi sans labour. D'autre part, les zones labourées offrent moins d'obstacles à l'hydrodynamisme, et sont donc moins propices à l'accumulation de particules fines comme à l'installation de macroalgues qui se développent temporairement dans les entrelacements des végétaux du pré-salé sous forme d'une sorte de tapis recouvrant le sol et contribuant largement aux bilans de carbone.

Ces résultats montrent l'impact majeur du labour sur la fonctionnalité de ces prés-salés, diminuant largement leur efficacité en termes de minéralisation du carbone, et suggèrent que le rôle de puits de carbone est largement affecté par ces opérations.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>
# Futur projet TUPAK : carottage continental d'une oasis en Arabie Saoudite

Bruno Depreux<fnref n="1" />

Contact : depreux.bruno@gmail.com

Cette demande s'inscrit dans la session Carottages continentaux : avancées technologiques, retours de mission, idées de mission... Elle répond à l'invitation de présenter de futurs projets de missions de carottage.

Cette présentation présentera le futur projet TUPAK " Towards an understanding of sedimentary archives, palaeoenvironments and past human societies in Khaybar ", qui est un projet de recherche, en cours de montage, soumis dans le cadre de l'appel d'offre de la Commission royale d'Al-Ula (RCU) et de l'Agence Française pour le développement d'AlUla (AFALULA).

Ce projet a pour objectif l'étude diachronique des paysages, des environnements et des interactions société-milieu de l'oasis de Khaybar, située dans le nord-ouest de l'Arabie Saoudite. Il s'inscrit dans une proche collaboration avec d'autres projets archéologiques étudiant les occupations humaines de différentes périodes de la région de Khaybar. Le projet, qui débuterait en avril 2025, comporte deux axes principaux, un axe centré autour de l'évolution des paléoenvironnements depuis la fin du Pléistocène jusqu'à aujourd'hui, et un deuxième axe centré sur l'anthropisation du milieu et l'agrosystème oasien. A cette fin, il se concentrera sur l'investigation du remplissage sédimentaire des trois principales vallées de Khaybar, et notamment dans la zone centrale de l'oasis, au plus proche des sites funéraires et d'habitat (proto-)historiques et au sein de la palmeraie actuelle.

L'ambition du projet est de documenter :

* les conditions d'habitabilité qu'offrait cette " oasis " aux populations depuis le Paléolithique et les adaptations humaines à des conditions climatiques désertiques ;

* le rôle des fluctuations climatiques dans les changements environnementaux et l'impact des sociétés, notamment (proto-)historiques, sur leur environnement naturel ;

* et les temporalités et les modalités de l'exploitation du milieu et des ressources naturelles par les communautés humaines, notamment depuis l'émergence des agrosystèmes, supposée de l'âge du Bronze.

Dans le but de reconstituer l'histoire la plus longue possible et d'exploiter le maximum du potentiel de l'oasis, il est ainsi envisagé de procéder à une exploration étendue et systémique de l'ensemble des trois principales plaines de Khaybar par carottage. Une première campagne de carottage a été réalisée à l'aide d'un carottier mécanique léger à percussion (Cobra TT), et bien que réussite, l'équipement s'est révélé insuffisant pour atteindre les couches les plus anciennes du remplissage sédimentaire. Face à ces écueils, nous souhaiterions présenter, dans le cadre de cette session, le terrain d'étude et les questions de logistique et d'accessibilité au site ainsi que de discuter des équipements adaptés et de la faisabilité d'un tel projet de carottage en domaine continental à l'étranger.

<footnote n="1">¹ UMR 5133 Archéorient, Université Lumière Lyon 2, CNRS</footnote>
# Assessment of combined microplastic and metallic contamination in surface sediment and water along a historically industrialised gravel-bed river (Severn River, UK)

André-Marie Dendievel<fnref n="1" />, Brice Mourier<fnref n="1" />, Lee Haverson<fnref n="2" />, Liam Kelleher<fnref n="2" />, Anna Kukkola<fnref n="2" />, Uwe Schneidewind<fnref n="2" />, Stefan Krause<fnref n="2" />

Contact : andre-marie.dendievel@entpe.fr

In the fast-growing context of knowledge about microplastic (MP) contamination of all Earth compartments, we propose a spatial approach along the UK's longest river, the Severn (354 km/220 miles long; 107 m3/s). Our objective is not only to identify areas where MPs accumulate, it mainly aims at estimating how the cocktail of MP and metal contaminants can impact the river system, with a special focus on sediment transiting from upstream to downstream. The Severn has great potential for this type of study because: (i) its upstream section is mainly composed of sedimentary rocks (mudstone and sandstone) dating back to the Palaeozoic Era, that have been mined to extract lead, zinc, silver and copper (in Shropshire and Plylimon counties), it also presents small towns which originally developed thanks to woolen and heavy industries, (ii) downstream of Telford, the Severn flows through Jurassic and Triassic sedimentary rocks, especially coalfields in the Birmingham Basin (population: 2.9 Minhab.). The main city along the Severn is Worcester (population: 100 kinhab.), which is at the mouth of the SW- Birmingham canal network. The downstream section is therefore densely populated and has been industrialised for a long time.

To take into account these spatial features, 16 sites were sampled for sediment and water from the sources to the mouth of the inland river (upstream of Gloucester). MP concentrations and types were extracted from surface sediments and mapped by using a µFT-IR. Trace metal elements (TME) and sedimentological parameters (grain size, organic matter – OM, carbonates) were also analysed for each site. Then, contamination indices based on the mass concentrations of metals and MPs in surface sediments were calculated for the pollutant cocktail (Pollution Load Index). In addition, MP content in the water column was also quantified. Based on the river discharge, we estimated daily flows of microplastics transported by the river during the sampling campaign. These results were then statistically processed and spatialised to discuss possible correlations and interpretations.

Our results show two major areas of contamination, separated by a breakpoint zone. (1) In the upstream area, from the Plylimon to North Powys and Shropshire counties, TME (Cd, Ni, Pb, Zn) are found in high concentrations in surface sediments (twice the baseline). TME were statistically correlated with OM and fine particles and can be linked to the weathering of geological elements, inherited from past mining. High MP levels in sediments were also found, even if it does not coincide with low MPs found in the water column. One hypothesis is that MPs in the sediment are inherited stocks from local deposit or discharge areas. All contaminant concentrations fall around Montford (statistical breakpoint), likely due to the dilution of the signal by some rivers (e.g. Vyrnwy River) and the rural occupation of the area. Then, (2) a gradual increase of the studied contaminants is highlighted in the downstream direction, with a major hotspot south of Worcester and Birmingham basins. TME are typical of urban releases, while MP concentrations are high in both surface sediments and water. The Pollution Load Index (PLI), combining TME and MP, indicates a strong pollution of several upstream sites (PLI=3-4 in North Powys and Shropshire counties) and of the hotspot downstream of Worcester (PLI> 4). The daily flows of MPs in the water column are also significant in the latter area. This is a critical situation because pollutants stored in surface sediments can be easily remobilised by severe floods, typical of the Severn, in particular south of Worcester (2nd hotspot).

<footnote n="1">¹ UMR 5023 LEHNA, ENTPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² University of Birmingham (UK)</footnote>
# Les terrasses de la Moyenne Durance : une signature des cycles glaciaire-interglaciaires du quaternaire ?

Virgile Dervis<fnref n="1" />, Alexis Nutz<fnref n="1" />, Régis Braucher<fnref n="1" />, Magali Rizza<fnref n="2" />, Pierre Dietrich<fnref n="3" />, Hélène Tissoux<fnref n="4" />

Contact : dervis@cerege.fr

Actuellement, dans les vallées et bassins situés en périphérie des Alpes, de nombreuses formes de relief témoignent de l'existence de cycles glaciaire/ interglaciaires. Des alternances de périodes d'avancées et de retraits glaciaire liées aux cyclicités climatiques quaternaires ont été suggérées dès le XIXe siècle. L'existence de ces cycles glaciaire/interglaciaires ont fait émerger de nombreuses questions sur notre compréhension des dynamiques sédimentaires dans les différentes vallées alpines au Quaternaire (1). Les premiers travaux de Penck et Bruckner (1) proposent que l'aggradation fluviatile ait eu lieu pendant les stades glaciaires, tandis que l'incision fluviale a prédominé durant les interstades. Depuis, un certain nombre d'études ont permis d'acquérir des données géochronologiques alimentant de nouvelles reconstitutions paléoenvironnementales. Ainsi, certains auteurs (REF) remettent en question cette vision initiale et proposent que l'aggradation fluviale et la formation des terrasses se sont produites pendant les périodes interglaciaires.

Dans le cadre de ce projet, nous tentons de comprendre l'origine des multiples générations de terrasses visibles le long de la vallée de la Moyenne Durance (sud-est France) et notamment l'impact respectif des cycles glaciaires-interglaciaires quaternaires et de l'évolution géodynamique à plus long terme dans leurs formations. La vallée de la Moyenne Durance a fait l'objet de nombreuses études au cours de la deuxième moitié du XXe siècle. Cependant l'essor de nouvelles techniques géochronologiques, tel que les Nucléides Cosmogéniques, la Luminescence Stimulée Optiquement (OSL) et la Résonance de Spin Electronique (ESR), permettent d'obtenir de nouvelles données quantitatives afin de lever un verrou scientifique sur la compréhension de la dynamique sédimentaire quaternaire.

Grâce aux nouveaux relevés LiDAR, un nouveau Modèle Numérique de Terrain (MNT) à haute résolution a permis la réalisation de nouvelles cartes géomorphologique détaillées qui seront présentées. Cette nouvelle cartographie met en évidence 11 niveaux de terrasses le long de la Moyenne Durance. Dans le cadre de cette étude, la nature sédimentologique des terrasses est réexaminée et leur chronologie de mise en place est réévaluée. Ensuite, des transects transversaux et longitudinaux associés à des logs stratigraphiques ont permis d'attribuer ces 11 niveaux de terrasses à trois cycles aggradation/incision. Les datations en cours permettront également de confronter ces trois cycles aggradation/incision aux paramètres climatiques quaternaires et l'évolution à plus long terme des Alpes dans ce secteur.

## Références

Penck. A & Brückner. E, 1909. *Die Alpen im Eiszeitalter*, Fig. 127. 717-1199

<footnote n="1">¹ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>

<footnote n="2">² UQAM, Montréal (Canada)</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ BRGM, Orléans</footnote>
# Anatomy of a lacustrine margin: example of the of the LaClede Beds of the Green River Formation (Eocene, USA)

Rémy Deschamps<fnref n="1" />, Youri Hamon<fnref n="1" />, Mathilde Adelinet<fnref n="1" />, Jean-Marie Mengus<fnref n="1" />

Contact : remy.deschamps@ifpen.fr

The Green River Formation located in Wyoming, North Colorado and Utah is a complex Eocene lacustrine system deposited within a series of lake systems surrounding the Uinta uplift during the end of the Laramide Orogeny (Roehler, 1973; Smith et al., 2008). Two large scales lacustrine systems are recorded in different sub-basins separated by an East-West uplift. The sedimentation of the Green River Formation is dominated by alluvial facies. However, these clastic dominated strata are interbedded by thin carbonate-dominated intervals including the Laney Member in the in the Greater Green River Basin. These carbonate-dominated intervals mainly correspond to balanced-fill lake-type stage, and are characterized by fluctuating facies associations, dominated by stromatolite-rich deposits in the lake margins, and by thinly laminated marly mudstones in the basin center, known to be the main source rocks and oil shale bearing strata of the Green River Formation.

The lower LaClede Beds of the Laney Member correspond to a 10 to 20 m-thick marginal lacustrine carbonates and includes a large variety of facies such as insect-microbial build-ups, tufas, coquinas, skeletal, oolithic grainstones, and silty marls. In terms of architecture, this interval is organized in patches of reef-like morphologies made up of insect microbial build-ups, with intercalated breccia and shales. Based on the vertical stacking pattern of facies and the stratigraphic architectures proposed from the correlation between measured sections, the northwest lake margin occupying the Green River basin exhibited different depositional profiles depending on the stratigraphic interval. The predominance of shallow marginal facies (no extensive development of basin deep facies) suggests low- to medium gradient type margin, rather than steep-type margin (Platt and Wright, 1991). Synthetic depositional profiles have been established and represent the facies distribution as observed in the LaClede beds that represent three different stages of the lake margin evolution, with specific associated facies and architectures.

The LaClede Beds stratigraphic interval correspond to an overall transgressive trend bounded by to major Sequence Boundaries that correspond to major erosional surfaces, the basal one eroding the top of the Wilkins Peaks Formation, the topmost one corresponds to the erosional surface at the base of the Buff Marker Beds. 5 mains stratigraphic units were identified, reflecting different stages of development of the lake margin system. The basal unit corresponds to the onset of the lake system onto the alluvial sediments, with clastic channelized systems surrounded by flood-plain and mudflats deposits. This unit shows a transition between alluvial and palustrine and shallow lacustrine flat deposits with more perennial lake system characterizing the Unit 2. The units above (Units 3 and 4) are characterized by the onset of the development of stromatolite buildups and bioherms surrounded by coarse grained deposits up to a maximum of stromatolite buildup thickness preserved during Unit 4 deposition. During the Unit 5, the margin is n completely flooded with profundal facies deposition infilling first the interbuildups topographies and then covering the whole lake margin. The Unit 5 is capped by a major erosional surface that corresponds to the unconformity at the base of the clastic Buff Marker Beds, marking the end of the lacustrine carbonate sedimentation.

Following the palaeogeographic reconstructions, two margin configurations were observed during the maximum development of the margin:

An extended margin, that corresponds to a wide and flat shallow area (7-10 km) where numerous buildups could develop. A narrow margin where the transition from the shoreline towards the distal margin (and transition towards profundal environment) occur in a short distance (1-2 km), where buildups developed with specific architecture.

<footnote n="1">¹ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>
# Caractérisation des réservoirs silicoclastiques du Trias inférieur à la méso-échelle, un aquifère aux enjeux locaux, nationaux et européens

Gaspard Dewaele¹, Sophie Leleu¹, Sylvie Bourquin², Rémy Deschamps³, Jean-Marie Mengus³, Fadi H. Nader ³,⁴

¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS

² UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS

³ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison

⁴ Utrecht Universiteit (Pays-Bas)

Contact gaspard.dewaele@u-bordeaux.fr

Les grès du Trias Inférieur dans le Bassin germanique, connus sous le nom de Buntsandstein moyen dans le Nord-Est de la France, présentent des propriétés intéressantes pour l'écoulement des fluides. Ces grès sont aujourd'hui visés par de nombreux pays d'Europe pour leur intérêt en géothermie et en stockage de CO2. Des essais sont déjà en cours en Belgique, en Allemagne, aux Pays-Bas ou encore au Luxembourg. Plus localement, en Lorraine, la formation des Grès Vosgiens appartenant au Buntsandstein moyen est un aquifère qui enregistre une importante remontée de la nappe liée à l'arrêt de l'activité minière. Cette élévation du niveau de la nappe présente un risque majeur d'inondation par débordement dans des zones habitées bordant les sites miniers. La compréhension des circulations de fluide en subsurface joue donc un rôle majeur pour le monitorage actuel et l'exploitation future de l'aquifère.

D'après les travaux publiés, le Trias Inférieur a été déposé au sein d'un bassin considéré comme endoréique sous un climat aride avec un taux d'humidité variable lié aux flux provenant des reliefs adjacents. Les sédiments préservés sur la marge méridionale de ce bassin sont issus de systèmes alluviaux pérennes et éphémères dans une plaine alluviale aride avec préservation de dépôts éoliens. Les origines fluviatiles et éoliennes de ces grès ont engendré des hétérogénéités dans les faciès proximaux présents actuellement dans le Nord-est de la France. L'agencement à la méso-échelle des associations de faciès issus de ces environnements est observable et quantifiable grâce à un modèle photogrammétrique 3D réalisé dans une ancienne carrière au droit des mines de charbon en Lorraine. Cette étude est complétée en subsurface grâce à des données de carottes traversant la série triasique sous-jacente. Les failles et fractures qui traversent localement cette unité doivent également être caractérisées afin d'évaluer leur impact sur l'écoulement des fluides dans le réservoir. L'étude de l'architecture sédimentaire et la cartographie des failles et fractures, couplées aux analyses sédimentologiques et pétrographiques, permettent de construire un modèle géologique robuste de ce système.

L'objectif est de construire un modèle géologique 3D basé sur le modèle photogrammétrique en y implémentant des caractéristiques géométriques et architecturales observables sur les données photogrammétriques de systèmes fluvio-éoliens similaires. Avec cette méthode, ce projet vise à caractériser, à la méso-échelle, ce réservoir silicoclastique sur la marge méridionale du Bassin germanique. Pour cela, l'objectif est de construire un modèle numérique représentant la distribution des propriétés de ce réservoir afin d'intégrer ces données dans une simulation dynamique de circulation de fluides. Ce type de modélisation répond à la fois aux enjeux de vulnérabilité des populations en Lorraine et aux enjeux énergétiques liés aux capacités géothermiques des réservoirs du Trias inférieur en France et en Europe.
# Les sédiments fluviaux comme réservoir de microplastiques : exemple du Rhône en amont et aval de Lyon

Elie Dhivert<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Thierry Winiarski<fnref n="2" />, Johnny Gasperi<fnref n="3" />, Florence Delor-Jestin<fnref n="4" />, Bruno Tassin<fnref n="5" />, Brice Mourier<fnref n="2" />

Contact : Elie.DHIVERT@entpe.fr

Dans les fleuves, les niveaux de contamination sont de l'ordre de quelques microplastiques par litre d'eau, mais peuvent atteindre plusieurs centaines à milliers de particules par kilogrammes de sédiments (mp.kg-1). Ce constat, laisse entrevoir l'existence d'un important réservoir de microplastiques piégé dans le compartiment sédimentaire. La quantification de ce stock nécessite néanmoins de mieux cerner les mécanismes de contaminations dans l'espace et le temps. Dans cette perspective, le projet ANR Sédi-Plast s'intéresse aux sédiments de surface et carottes sédimentaires prélevés au niveau de six stations réparties sur les trois principaux fleuves métropolitains : la Seine ; la Loire et le Rhône. Elles intègrent différentes configurations au regard de l'influence des sources de microplastiques et de fonctionnement hydrosédimentaire, ainsi que des chroniques sédimentaires sur plusieurs décennies. L'exemple des stations du Rhône illustre les principaux enseignements de ces recherches. Elles sont situées en amont et aval de la métropole de Lyon. L'analyse des sédiments de surface met ainsi en évidence une contamination de l'ensemble de la bande de sédimentation active. Pour la station amont, les niveaux de contamination sont proches de la littérature internationale (103 mp.kg-1) et homogènes à l'échelle de la station. Sur la station aval, les niveaux de contamination sont un ordre de grandeur plus importants avec également une plus grande diversité de polymères. La distribution spatiale des contaminations est également plus hétérogène avec des teneurs plus élevées associées à la sédimentation de particules fines dans les chenaux secondaires. En ce qui concerne les carottes sédimentaires, les chroniques couvrent quatre décennies. A distance des sources, l'archive sédimentaire de la station amont atteste de niveaux de contamination s'inscrivant dans une même gamme tout au long de l'enregistrement. En aval de Lyon, les teneurs maximales sont enregistrées dans les années 1990-2000 avant d'être sensiblement plus basses dans les années 2010-2020. Sur cette base les taux d'accumulation des microplastiques ont été calculés, donnant accès in fine aux stocks accumulés sur les périodes documentées par les carottes sédimentaires. Les estimations font état de 14 et 966 kg.ha-1 accumulés dans les chenaux secondaires respectivement en amont et aval de la métropole de Lyon. Ce réservoir de microplastiques peut dans certaines circonstances être déstocké et venir altérer davantage la qualité des milieux aquatiques. Il soulève également des enjeux particuliers pour la gestion des sédiments fluviaux et la conservation/restauration des milieux aquatiques.

<footnote n="1">¹ EA 6293 GéHCO, Université de Tours</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5023 LEHNA, ENTPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ LEE, Université Gustave Eiffel</footnote>

<footnote n="4">⁴ SIGMA, Université Clermont Auvergne, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ LEESU, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne, École des Ponts ParisTech</footnote>
# Nature et origine de débris délestés d'icebergs de l'Atlas marocain au Carbonifère inférieur : Implications paléogéographiques et climatiques

Pierre Dietrich<fnref n="1" />, Thibault Parodi<fnref n="1" />, Marc Poujol<fnref n="1" />, Guilhem Amin Douillet², Lahcen Kabiri<fnref n="3" />, Mohamed El Houicha<fnref n="4" />, Alexis Nutz<fnref n="5" />

Contact : pierre.dietrich@univ-rennes.fr

L'avant-dernière glaciation que notre planète a connue, la glaciation du paléozoïque supérieure, a duré près de 100 millions d'années, de 360 et 260 Ma, et a profondément affecté l'ensemble des enveloppes externes de la Terre (climats, surfaces continentales, biosphère). Sur la majeure partie du sud Gondwana, de l'Amérique du Sud à l'Australie en passant par l'Afrique centrale et australe, l'inde et l'Antarctique, les très épaisses accumulations sédimentaires témoignant de cette glaciation, leurs datations absolues, ainsi que des paléoreliefs glaciaires spectaculairement préservés (fjords, overdeepenings) permettent de retracer l'évolution spatio-temporelle des glaces aux cours de cette glaciation. Les reconstructions paléogéographiques existantes suggèrent que l'extension glaciaire a été maximale aux environs de la transition Carbonifère-Permien, vers 300 Ma. Cependant, notre récente découverte dans l'Atlas marocain de clastes décimétriques composés de lithologies exotiques à cette région au sein d'alternances marines argilo-gréseuses datées d'environ 330 Ma (Viséen, Carbonifère inf.), et interprétés comme des débris délestés d'icebergs, indique donc que des icebergs ont atteint cette région alors située aux alentours de 20-25-S de latitude, soit aux Tropiques. La caractérisation de la nature des clastes gréseux et granitiques formant ces débris délestés (datations U-Pb des populations de zircons détritiques et magmatiques, mesure des majeurs et traces et caractéristiques pétrographiques des clastes granitiques) permet de discuter l'origine de ces débris délestés sur le Gondwana ou les terranes peri-gondwaniens et de proposer une trajectoire des glaciers continentaux ayant ultimement produits les icebergs, c'est à dire une paléogéographie glaciaire sur le nord Gondwana. Un stage de recherche de Master 2 à l'IPGP portant sur la modélisation numérique de la dérive des icebergs viséens est prévu sur l'année universitaire 2024-2025.

<footnote n="1">¹ UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institut für Geologie, Universität Bern (Suisse)</footnote>

<footnote n="3">³ FST Errachidia, Université Moulay Ismail Meknès (Maroc)</footnote>

<footnote n="4">⁴ Laboratoire de Géodynamique et géomatique, FST Université Chouaïb Doukkali El Jadida (Maroc)</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>
# Matière organique des sédiments marins récents du bassin de Guaymas : analyse Rock-Eval 7S® (RE7S)

Pauline Dodinet<fnref n="1" />, Isabelle Kowalewski<fnref n="2" />, Herman Ravelojaona<fnref n="2" />, Melissa Tellez<fnref n="2" />, Wenda Dherbois<fnref n="2" />, Violaine Lamoureux-Var<fnref n="2" />, Armelle Riboulleau<fnref n="1" />

Contact : pauline.dodinet@ifpen.fr

Nous allons étudier les sédiments provenant du bassin de Guaymas. Ce bassin est intéressant car il est caractérisé par une sédimentation rapide et une forte productivité dont une grande proportion de diatomées marines. Il en résulte de fortes teneurs en carbone organique et en soufre avec un TOCmoy de 2 % et un Stot de 1 %. L'expédition IODP 385 en 2019 a permis de forer 7 sites sur une épaisseur pouvant aller à 500 m et ayant un âge maximal de 400 000 ans. Parmi ces 7 sites, nous avons obtenu des résultats sur 4 sites : U1545 qui est le site de référence sans déformation, U1546 qui est un site affecté par une intrusion magmatique profonde, U1547 qui est un site affecté par une intrusion magmatique superficielle et U1552 qui est un site possédant des clathrates. Notre objectif est d'étudier la matière organique pour caractériser son devenir au cours de l'enfouissement en fonction des différents contextes via le RE7S.

Le RE7S nous permet d'étudier la matière organique via différents paramètres : TOC, Tmax, OI, HI, Total S, le soufre organique (Sorg) et le soufre pyritique (Spyr) dont les deux derniers sont déterminés par le logiciel Géoworks®. Le TOC est un paramètre stable qui diminue de 4 à 2 % puis se stabilise autour de cette valeur dans tous les sites. Le Tmax diminue puis augmente en profondeur. Les OI et HI sont variables d'un site à l'autre. Le total S augmente jusqu'à 2 % dans le site U1546 et varie entre 1 et 1,5 % dans les autres sites avec parfois un maximum à 2%. Les Sorg et Spyr varient d'un site à l'autre.

Pour le site U1545, sans déformation et pour le site U1546, qui affecté par une intrusion magmatique profonde, le Tmaxmin se situe dans la zone de transition méthane sulfate (ZTSM) qui est aussi la zone où le TOC commence à se stabiliser. Dans le site U1547, la colonne chimique n'est pas en équilibre, ce qui ne nous permet pas de déterminer la ZTSM. Il semble que les transformations de la matière organique soient affectées par l'intrusion magmatique peu profonde. Dans le site U1552, la présence de la couche d'hydrate de gaz vers 20 m n'affecte pas significativement les transformations diagenétiques qui semblent être comparables aux sites U1545 et U1546.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>
# Paramètres thermochimiques et signification géologique des ciments précoces dans les aquifères carbonatés : apports de la diagenèse expérimentale

Julien Douçot<fnref n="1" />, Jean-Baptiste Regnet<fnref n="1" />, Philippe Robion<fnref n="1" />, Jérôme Fortin<fnref n="2" />

Contact : jean-baptiste.regnet@cyu.fr

Les ciments produits par la diagenèse précoce des carbonates, dans les environnements météoriques phréatique et vadose, jouent un rôle décisif pour les propriétés pétrophysiques et mécaniques des roches qui en héritent. Les paramètres thermochimiques mis en jeu au cours de ces processus sont peu documentés. Nous proposons une investigation fine de leur évolution dans le temps à travers une diagénèse expérimentale en laboratoire. Le précurseur sédimentaire est un sable aragonitique à 99% des Bahamas composé d'oolithes. Saturé d'eau distillée, il est placé en autoclave à 150°C pendant une durée variant de 6h à 140 jours. Au cours d'une première phase, les résultats font apparaître des processus de transformation aragonite/calcite : on observe une croissance de ciments calcitiques à la périphérie des oolithes et une dissolution partielle de l'aragonite en direction de leur centre. Les zones partiellement dissoutes présentent une alternance d'enveloppes poreuses et de laminations concentriques d'aragonite. Au cours d'une deuxième phase, l'alternance d'enveloppes disparaît. De gros cristaux de calcite apparaissent à sa place. Les deux types de microstructures produites trouvent leur analogue dans des formations naturelles. Leur croissance peut être interprétée en fonction des variations de la saturation en CaCO3 à l'intérieur de l'oolithe, de la température et du temps. Enfin, les deux phases de stabilisation minéralogique observées montrent que ces microstructures peuvent apparaître tôt lors de la diagenèse, dès que l'oolithe forme un système thermodynamiquement fermé.

<footnote n="1">¹ Laboratoire Géosciences et Environnement, Cergy Paris Université</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8538 Laboratoire de géologie, ENS Paris, CNRS</footnote>
# Surveillance des Microplastiques dans les sédiments portuaires : Évaluation de différentes méthodes d'analyse

Julie Droit<fnref n="1" />, Camille Lacroix<fnref n="2" />, Sébastien Rohais<fnref n="3" />, Maria Fermanda Romero-Sarmiento<fnref n="3" />, Sophie Goulitquer<fnref n="4" />

Contact : julie.droit@cerema.fr

**Introduction** : La contamination des sédiments portuaires par les microplastiques (MP) est une problématique importante pour les activités de dragage. Le développement de la surveillance des MP dans les milieux marins est préconisé au niveau national, via la feuille de route zéro déchet plastique en mer, au niveau européen, via la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin (DCSMM), et au niveau international via les recommandations des conventions des mers régionales.

La convention OSPAR travaille notamment au développement d'un indicateur MP dans les sédiments. Ainsi, un protocole d'échantillonnage et d'analyse devrait être préconisé. Le Cerema est expert technique pour le réseau national de surveillance des ports maritimes (REPOM). L'objectif de ce réseau est de surveiller la qualité des sédiments portuaires en s'appuyant sur les services chargés de la police des eaux littorales. Afin d'acquérir des données sur la contamination des sédiments portuaires par les MP, un programme spécifique a été initié en 2021 au niveau des ports de Brest et de Douarnenez. En 2022, 15 ports supplémentaires, répartis sur plusieurs façades maritimes, ont été surveillés. La campagne test se poursuit actuellement par l'analyse d'une dizaine de points répartis sur 3 départements de la façade Manche et Atlantique. Différentes méthodes d'analyse sont ainsi testées en collaboration avec le Cedre, IFPEN et le laboratoire Labocea afin d'identifier la plus adaptée au REPOM.

**Méthode** : Les prélèvements sont effectués par les services de Police des Eaux de chaque département. Le plan d'échantillonnage des points REPOM est le même d'année en année. Les concentrations en MP pourront ainsi être comparées à celles d'autres contaminants, notamment les phtalates. Plusieurs méthodes ont été testées afin d'identifier de comparer les résultats en termes de répétabilité, d'unité de mesure, de durée d'analyse et de coût :

* Analyse visuelle

* Infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)

* Méthode thermique pyrolyse via l'outil Rock-Eval d'IFPEN

* Pyrolyse couplée à la chromatographie en phase gazeuse et à la spectrométrie de masse (Pyr- GC/MS)

**Résultats** : Les résultats des analyses FTIR montrent une grande disparité des concentrations en MP. Les teneurs varient entre 470 MP/kg à près de 35 000 MP/kg. Une variabilité importante est également observée au sein d'un même port en fonction des points échantillonnés. La médiane des valeurs est de 8 300 MP/kg pour un écart type de plus de 10 000 MP/kg. Les polymères les plus fréquemment identifiés sont le polyéthylène (23 %), le polypropylène (20 %) et enfin le copolymère polyéthylène-propylène (12 %). Les particules sont majoritairement de taille inférieure à 500 µm. Selon les analyses visuelles, les MP retrouvés dans les sédiments portuaires sont principalement composés de fragments de plastique dur (45 à 80 %) et de fibres synthétiques (15 à 60 %). Les concentrations de MP calculées en utilisant les paramètres Rock-Eval®, exprimées en ppm (mg/kg), sont cohérents avec les estimations obtenues par les méthodes classiquement utilisées pour les études de quantification des MP dans l'environnement comme le µ-FTIR ou la Py-GC-MS. Il n'existe actuellement aucune norme pour l'analyse des MP dans les sédiments. Dans le cadre des campagnes d'essais 2021, 2022 et 2024, plusieurs méthodes d'analyse ont ainsi pu être testées afin d'identifier la méthode la plus adaptée pour généraliser cette surveillance via le REPOM. Plusieurs critères ont finalement été évalués afin de proposer des recommandations pour les prochaines étapes de structuration du réseau de surveillance.

<footnote n="1">¹ CEREMA, Plouzané</footnote>

<footnote n="2">² CEDRE, Brest</footnote>

<footnote n="3">³ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>

<footnote n="4">⁴ LABOCEA, Plouzané</footnote>
# Evidence of Miocene Mediterranean salt giant formation in the Atlantic: preliminary results from IODP Expedition 401

Emmanuelle Ducassou<fnref n="1" />, Rachel Flecker<fnref n="2" />, Trevor Williams<fnref n="3" />, Science Party Expedition 401

Contact: R.Flecker@bristol.ac.uk

Warm, saline Mediterranean overflow is an important intermediate water mass in the Atlantic that helps drive thermohaline circulation today. In the latest Miocene, Mediterranean salinity varied dramatically as a salt giant formed; the so-called Messinian Salinity Crisis (MSC). These extreme salinity fluctuations, resulting from changes to the Mediterranean-Atlantic gateway, impacted the timing, volume and density of paleo-Mediterranean overflow. International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 401 is the offshore element of a Land-2-Sea project, IMMAGE, designed to reconstruct Miocene-Pliocene Mediterranean-Atlantic exchange and evaluate its impact on North Atlantic thermohaline circulation and global climate. Expedition 401 sites link Mediterranean overflow at the gateway (U1611 in the Alborán Sea) to a proximal (U1610 Gulf of Cádiz) – distal (U1609 and U1385 Portuguese Margin) transect down the Mediterranean overflow plume. Strong precessional cyclicity in both the Atlantic and Mediterranean successions allows a preliminary correlation between sites. These correlated successions demonstrate that Miocene Mediterranean-Atlantic connectivity changes are clearly visible in the distal plume contouritic sequences on the Portuguese margin. The proximal sequence recovered from the Gulf of Cádiz also contains precessionally-paced bottom current (contourite) deposits indicative of overflow plume sedimentation, but these began later than anticipated, ~700 kyr after the Mio-Pliocene boundary. The Messinian sequence recovered from the Alborán Basin comprises a near continuous subaqueous sequence. This is at odds with models suggesting that Mediterranean baselevel fall at the end of the MSC resulted in subaerial exposure of the Alborán Basin. It also demonstrates that the Gibraltar Strait only started functioning as the modern-day Mediterranean-Atlantic gateway from the early Pliocene. Consequently, during the latest Messinian, the gateway was under the influence of different oceanographic processes or has been elsewhere. Collectively these results challenge accepted understanding of the location and timing of gateway change, its impact on Mediterranean overflow and has implications for thermohaline circulation in the North Atlantic.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² University of Bristol (UK)</footnote>

<footnote n="3">³ Texas A&M University (USA)</footnote>
# Impact des aménagements et des crues sur la dynamique d'accumulation sédimentaire dans les annexes fluviales : l'exemple de la Saône

Augustine Ecorse¹, André-Marie Dendievel¹, Brice Mourier¹, Jean-Philippe Bedell¹, Thierry Winiarski¹

1 UMR 5023 LEHNA, ENTPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS

Contact : andre-marie.dendievel@entpe.fr

Depuis la fin du XIXe siècle, les grands fleuves ont été largement modifiés et aménagés pour la navigation, le contrôle des crues ou encore la production hydroélectrique. Les tracés des cours d'eau et les dynamiques hydro-sédimentaires ont largement évolué sous l'effet direct ou indirect de ces actions, notamment en cas de rectification, de court-circuitage de méandres ou de tronçons fluviaux, d'incision suite à l'extraction de granulats, ou de changements des débits et niveaux d'eau suite à la mise en place de barrages. Les annexes fluviales, reliées au court d'eau principal par leur extrémité apicale ou terminale, ont été également touchées, affectant leur fonctionnement hydro-sédimentaires ainsi que les services rendus par ces zones humides (puits à carbone, zones tampons pour les crues, habitats-refuge, biodiversité, filtrage des polluants, etc.). Plusieurs études, notamment menées sur le long du Rhône, ont démontré que ces annexes fluviales avaient tendance à se combler rapidement au cours des dernières décennies, mais à des vitesses et des rythmes relativement variés. Néanmoins, les affluents du Rhône ont – en dehors de l'Ain – été peu étudiés.

Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est de mieux comprendre les dynamiques d'accumulation des sédiments (et dans le futur des polluants) dans les annexes fluviales des affluents du Rhône, dans le but de mieux appréhender les facteurs contribuant à leur évolution sur le long terme. Dans le cadre d'un travail de Master récent, des annexes fluviales situées l'Arve, la Saône et le Rhône en aval de la Cance, ont été étudiées. Nous présenterons ici la méthodologie générale suivie, ainsi que les résultats obtenus sur l'annexe fluviale de Port-Bernalin dans la section avale de la Saône.

Sur tous les affluents, une approche rétrospective géohistorique est développées pour identifier des annexes fluviales ayant été en eau, et donc à même de stocker des sédiments, de façon relativement continues depuis les années 1950. L'évolution des sites est reconstituée à partir de plans d'archives et de photographies aériennes anciennes. Une vérification de terrain est effectuée (prospection pédestre puis géophysique), puis des carottages en milieu aquatique peu profond sont réalisés à l'aide d'un carottier UWITEC. Ensuite, les carottes sont étudiées en laboratoire en réalisant des mesures classiques de granulométrie laser, de susceptibilité magnétique, et dosage de la matière organique (MO) et des carbonates par perte au feu. Ces données sont traitées statistiquement (EMMA) et replacées dans le temps à l'aide de datations basées sur des radionucléides (137Cs, 210Pbxs, 14C).

Sur le site d'étude de la Saône, la séquence débute par un niveau grossier, peu magnétique, riche en coquilles et en carbonates dont la base est datée de la crue de 1955, ce qui montre l'impact et l'influence des crues exceptionnelles sur l'écosystème de l'annexe fluviale. Ces caractéristiques changent à partir des années 1970 avec l'augmentation des particules les plus fines. Notre hypothèse est que ce changement de sédimentation est lié à la mise en place d'un barrage en aval qui augmente l'épaisseur de la tranche d'eau sur le site. Enfin, les couches les plus récentes montrent une augmentation des taux de MO, tandis que les valeurs de susceptibilité magnétique chutent. Cette dernière dynamique témoigne du comblement et de l'eutrophisation de l'annexe. Une forte hétérogénéité de la taille des particules est également observée, peut-être en raison d'apports détritiques (crues) et d'agrégats organiques. Ce travail souligne la pertinence des archives sédimentaires stockées dans les annexes fluviales pour comprendre les dynamiques de sédimentation des affluents du Rhône, sous l'effet des aménagements et des crues, et permettront à terme de reconstituer les tendances de pollutions aussi archivées dans ces sédiments.
# Micro-elements tracing; a tool for tracking biogenicity in pyritized specimens

Anna El Khoury<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Andrea Somogyi<fnref n="2" />, Ernest Chi Fru<fnref n="4" />, Abderrazak El Albani<fnref n="1" />

Contact: anna.el.khoury@univ-poitiers.fr

Proof of life on Earth is preserved in many methods but a common one is the mineralization of organic tissues by pyritization. Thus, pyrite permitted the preservation of traces of life in different environments from first steps of life development until present days. It is also the sink of trace elements that depend on many factors for their incorporation. One approach to elucidate the biogenicity in pyritized specimens involves the analysis of trace elements (e.g. As, Zn, Cu, Ni and Co) preserved in rocks. Hence, trace elements found in pyrite hold the unique potential to work as valuable biogenic proxies when their geochemical signatures associated with biological processes are well-constrained. Often, in order to track the complex elemental interplay between abiotic and biotic processes, sophisticated analytical techniques are used, including LA-ICPMS, Synchrotron nano-XRF, XANES and isotope studies to quantify elemental concentrations, visualize elemental repartition, assess oxidation state and isotope distribution of bulk and single mineralogical assemblages. Here, using these techniques, we studied the one of a kind 2.1 billion years Gabonese pyritized fossils (1,2,3,4), as well as younger specimens from different geological age and deposition and compared it to abiotic pyritized specimens to better elucidate prevailing interactions of elemental biogeochemical cycling associated with the emergence of different form of life on Earth. This data complements morphological observations, which are not always decisive, as well as remains of organic matter, which could easily be contaminated by modern materials.

## References

* El Albani, A. et al (2010). Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. Nature, 466(7302), 100-104

* El Albani, A. et al (2014). The 2.1 Ga old Francevillian biota: biogenicity, taphonomy and biodiversity. PLoS One, 9 (6), e99438

* El Albani, A. et al (2019). Organism motility in an oxygenated shallow-marine environment 2.1 billion years ago. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116 (9), 3431-3436.

* El Albani, A. et al (2023). A search for life in Palaeoproterozoic marine sediments using Zn isotopes and geochemistry. Earth and Planetary Science Letters, 612, 118169.

<footnote n="1">¹ UMR 7285 IC2MP, Université de Poitiers, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Nanoscopium, Synchrotron SOLEIL, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ Centre for Geobiology and Geochemistry, Cardiff University (UK)</footnote>