# Architectures et modélisation géologique 3D des réservoirs argilo-sableux apto-albiens d'Île-de-France (bassin de Paris) pour des applications en géothermie

Perrine Mas¹, Benjamin Brigaud¹, Rémy Deschamps², Eric Lasseur³, Raphael Bourillot⁴, Yara Al Bayssari¹, Codjo Essou¹, Thomas Blaise¹

¹ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS

² IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison

³ BRGM, Orléans

⁴ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS

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

En Île-de-France, la stratégie énergie-climat prévoit d'augmenter assez significativement la production de chaleur par géothermie à l'horizon 2030. L'aquifère des Sables de l'Albien, situé à environ 650 mètres de profondeur avec des températures de 28 à 38°C, constitue une cible intéressante pour l'exploitation de la géothermie. En revanche, des retours d'expériences sur cinq opérations sur cet objectif montrent que des problèmes techniques ou aleas altèrent le fonctionnement efficace et durable des doublets geothermiques. En effet, la capacité d'injection est souvent inférieure à celle estimée, ou diminue assez rapidement lors de l'exploitation. La réinjection de particules fines, argileuses, venant du puits producteur, et trop petites pour être filtrées, est l'une des causes considérées pour expliquer cette perte d'injectivité (Maurel et al., 2020). Afin d'optimiser le développement de l'aquifère, il convient de mieux caractériser les hétérogénéités de ce réservoir en termes de continuité ou d'épaisseur des niveaux sableux et/ou des niveaux argileux, de minéralogie, de faciès, d'argilosité des sables ou de leur granulométrie. Dans le cadre du projet ANR UPGEO, une base de données rassemblant les logs et données pétrophysiques de puits profonds d'exploration, pétroliers, géothermiques ou encore de stockage de gaz en Île-de-France a été constituée à partir de la Banque du Sous-Sol (BSS) mise à disposition sur InfoTerre par le BRGM, par notre partenaire GEOFLUID, ou encore par STORENGY. Parmi cette base, 149 puits traversant les sables de l'Albien ont été sélectionnés, comprenant au moins une diagraphie (GR) et/ou des descriptions de carottes (forage d'Orsay). Le périmètre d'étude couvre une grande partie de la région Île-de-France, et s'étend du nord de la Seine-Saint-Denis jusqu'au sud de l'Essonne et de la Seine et Marne (110 x 85km). À partir des travaux de Sévenier et Lasseur (2016), ainsi que de la description de carottes de deux forages des sites de stockage de gaz de STORENGY à Crouy-sur-Ourcq et Beynes (longueur totale de 83 m), un réexamen des faciès et séquences stratigraphiques a été réalisé.

L'étude détaillée des faciès sur carottes a permis de reconnaître 10 faciès correspondant à 4 environnements de dépôt côtiers avec une dynamique sédimentaire très marquée par les courants tidaux. Sept séquences stratigraphiques de 3ème et 4ème ordre ont ainsi été identifiées et hiérarchisées par l'analyse précise des successions verticales et latérales des faciès sur 20 transects, selon les méthodes de stratigraphie séquentielle. Les Sables de l'Albien sont formés à la base d'une succession estuarienne (Sables Verts), qui se déposent au-dessus de la discordance de l'Aptien supérieur et remplissant des paléo-vallées incisées. Puis un système deltaïque (Sables des Drillons) se met en place, suivi par un système côtier dominé par la houle (Sables de Frécambault) à l'Albien inférieur et moyen. Cette succession traduit une période transgressive après l'émersion d'une grande partie du bassin puis une période de progradation des dépôts côtiers influencés par la marée, avant un ennoiement à l'Albien moyen.

Les transects de corrélations permettent d'illustrer la géométrie des corps réservoirs et de retracer les évolutions paléo-environnementales au cours de l'Albien inférieur. A partir de ces interprétations, des cartes paléogéographiques ont été établies et un modèle 3D de faciès centré sur Paris a été réalisé, permettant de visualiser l'architecture des réservoirs. Ce travail a permis d'évaluer les faciès les moins argileux (les sables propres de shoreface), les volumes d'argiles des différents faciès, leur répartition géographique, et leurs épaisseurs.

Le modèle géologique 3D habillé en faciès pourra servir de base à la création d'un modèle réservoir afin de réaliser à terme des simulations d'écoulements hydro-thermodynamiques dans le cadre du projet.

## Références

* Maurel, C., Bugarel, F., Hamm, V., 2020. Retour d'expérience des opérations de géothermie à l'Albien et au Néocomien du Bassin de Paris (BRGM No. RP-69437-FR). BRGM.

* Sévenier, M., Lasseur, E., 2016. Géométries 3D et variations latérales des dépôts albiens du bassin de Paris: Continuité des réservoirs sableux et intégrité des niveaux argileux - Rapport final (BRGM No. RP-66377-FR).
# Le futur des mangroves des îles carbonatées sans apport détritique : étude de la diagenèse précoce de sédiments des mangroves d'Ouvéa (Nouvelle-Calédonie)

Maximilien Mathian<fnref n="1" />, Laurence Le Callonnec<fnref n="2" />, Sarah Robin<fnref n="1" />, François Baudin<fnref n="2" />, Andrew Swales⁴, Kapeliele Gututauava<fnref n="1" />, Océane Tardivel<fnref n="1" />, Cyril Marchand<fnref n="1" />

Contact: maximilien.mathian@unc.nc

Les mangroves sont des écosystèmes côtiers essentiellement présents dans la zone intertropicale. Leur importance dans le fonctionnement de la Zone Critique n'est plus à démontrer, que ce soit vis-à-vis de leur capacité à représenter un puits de carbone majeur, leur rôle de zone tampon dans les transferts de matière entre les continents et océans ou leur influence sur la géomorphologie côtière. D'un point de vue géologique, leurs apports en matière organique (MO) ainsi que l'influence des palétuviers sur leur environnement immédiat (formation de sulfures, influence des acides organiques, formation de carbonates en parallèle à la minéralisation de la MO) fait que leur substrat est souvent considéré comme un sol, bien qu'il possède aussi toutes les caractéristiques d'un sédiment (apports réguliers de matière en surface, variations redox en fonction de la profondeur, formation de phyllosilicates et d'oxy-hydroxydes authigènes, présence de minéraux liés à l'évaporation). Un certain consensus a émergé dans la communauté scientifique autour de l'idée que ces différents processus, combinés à des apports détritiques réguliers, devraient permettre aux écosystèmes de mangroves de suivre " le pas " de la montée du niveau marin liée au réchauffement climatique. Mais qu'en est-il des mangroves développées sur des îlots récifaux et des anciennes plateformes carbonatées émergées sans apports terrigènes ? Cette étude a pour objectif de caractériser l'évolution du substratum des mangroves carbonatées en identifiant ses transformations liées à l'activité biologique et à la diagenèse précoce. La mangrove du nord d'Ouvéa, un atoll de Nouvelle-Calédonie directement impacté par la montée des eaux, a été sélectionnée à cet effet. Des carottes de sédiments de 30 à 50 cm, prélevées sous deux espèces de palétuviers (Rhizophora et Bruguiera) et dans des zones de la mangrove caractérisées par des tailles d'arbres différentes, ont été analysées. L'évolution géochimique et minéralogique de ces carottes a été déterminée via le croisement d'analyses sur roche totale et isotopiques ainsi que par diffraction de rayons-X et pétrographie. Les conditions physico-chimiques de ces environnements sont globalement peu favorables à la formation de carbonates. Toutefois, l'évolution minéralogique du substratum sous les petits palétuviers montre des précipitations et des variations de la proportion de ses principaux composés (aragonite/calcite et calcite magnésienne), de la surface vers la profondeur. Les grands arbres quant à eux favorisent des conditions environnementales plus hostiles aux carbonates, notamment les *Bruguiera* dont les carottes n'en présentent presque aucune trace. Les observations pétrographiques indiquent que malgré la cristallisation de carbonates néoformés, parfois sous forme de tapissages, et d'une quantité non négligeable de pyrites, notamment sous les *Rhizophora*, ces minéraux authigènes ne semblent pas compenser la perte de volume induite par la dissolution partielle des grains de carbonates, causant un affaissement global de la mangrove. Ces données sont confirmées par les analyses géochimiques et les tests de bilans de masse associés. La stabilité à long terme des mangroves se développant dans de tels contextes n'est donc pas assurée.

<footnote n="1">¹ EA 7484 ISEA, Université de la Nouvelle-Calédonie</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ National Institute of Water and Atmospheric research (NZ)</footnote>
# Aspect ratio and construction dynamics of turbiditic lobe bodies

Louison Mercier<fnref n="1" />, Jean-Louis Grimaud<fnref n="1" />, Fabien Ors<fnref n="1" />

Contact : louison.mercier2@gmail.com

Terminal lobes (the endmembers of siliciclastic systems) constitute high-quality reservoirs that are actively sought out and exploited by the oil & gas industry. The sizes and shapes of lobes depend on the type of sedimentary system, the nature of associated gravity flows and the sea bottom topography, controlled by tectonic deformation and the geometry of preexisting deposits. Previous analyses of modern and ancient systems highlighted two major classes of lobe morphologies: unconfined (high planform area to a thickness ratio) and confined (low planform area to thickness ratio).

This study aims at further improving the characterization of lobe geometry in natural systems. To this end, we built a database based on cases from the literature, which includes 20 turbiditic and lacustrine systems worldwide where dimensions (length, width and/or thickness) of lobe bodies are known. The database contains measurements from all hierarchical levels (lobe elements, lobes and lobe complexes).

Plotting thickness vs planform area allowed identifying two new classes of lobate bodies. A third population of "semi-confined" lobes is located between confined and unconfined lobes. The best documented examples belong to the recent Congo/Zaïre system. A fourth population of lobes with a very low planform area to thickness ratio is called "highly aggrading" lobes. We interpret semi-confined lobes as resulting from a sharp lateral onlap against anterior deposits, which forces lobes to grow in other directions. In unconfined mud-rich systems such as the Congo, some semi-confined lobes and confined lobe complexes are observed. It shows that the degree of confinement of lobe bodies depends on the capacity of turbidite systems to aggrade relative to the seafloor relief. Also, we observe that sand-rich, highly aggrading lobes can be found in various settings, including intraslope basins that are not necessarily ponded. As previously proposed by some authors, we suppose that an important break-of-slope value leading to hydraulic jumping is the main factor controlling the morphology of this population of lobes.

Finally, each hierarchical level has a specific planform (i.e., width to length) aspect ratio, among which lobes show a greater elongation ratio than lobe elements and lobe complexes, the last one being more circular. This suggests that lobes are mainly built through the progradation/retrogradation of lobe elements, while lobe complexes are mainly built from lobes by lateral compensation.

<footnote n="1">¹Centre de Géosciences, MINES ParisTech, Université PSL</footnote>
# Valorisation et partage des données sédimentologiques et océanographiques industrielles pour la recherche

Meril Merindol<fnref n="1" />, Loïc Moutoussamy<fnref n="1" />, Agathe Ignacio<fnref n="1" />, Marie Laurent<fnref n="1" />, Edith Le Borgne<fnref n="1" />

Contact : meril.merindol@shom.fr

Le développement de l'éolien offshore nécessite une compréhension approfondie des caractéristiques des fonds marins et des conditions océanographiques dans les zones d'implantation. Dans ce contexte, le Shom est mandaté par le gouvernement français pour étudier les sites des futurs parcs éoliens offshore ainsi que leurs zones. Ce travail se déroule en trois grandes étapes. La première étape consiste en une synthèse des connaissances existantes afin d'alimenter les débats publics. Durant cette phase, le Shom compile l'ensemble des données disponibles sur les zones étudiées, incluant des cartes sédimentaires et bathymétriques, ainsi que des données sur la houle, les courants, les marées et les objets anthropiques. Ces données sont par la suite complétées et actualisées par des campagnes océanographiques menées par sa flotte, utilisant des sondeurs multifaisceaux pour la bathymétrie, des sondeurs multifaisceaux et monofaisceaux, des sonars à balayage latéral et des bennes de prélèvement pour caractériser la nature des fonds. L'épaisseur des sédiments est mesurée avec un Sub Bottom Profiler, tandis que les données de houle et de courants sont fournies par les bouées de Météo-France. Ces informations sont ensuite traitées par le Shom pour produire des modèles numériques de terrain (MNT), des cartes de l'épaisseur sédimentaire, des cartes sédimentaires, des inventaires d'objets anthropiques, ainsi que des cartes de courants, de houle et des variations du niveau de la mer.

Toutes ces données sont intégrées dans un système d'information géographique (SIG) à très haute résolution afin de répondre aux besoins des projet d'Energie Marine Renouvelable (EMR). Une telle concentration de données océanographiques pour une zone justifie d'un potentiel d'application bien au-delà des projets EMR. Ainsi, l'utilisation des SIG permet de compiler et de partager ces données, facilitant leur exploitation à des fins de recherche en sédimentologie et au-delà, par les universités et les instituts de recherche. Cette base de données constitue une ressource précieuse, incitant les chercheurs à l'utiliser pour mener à bien divers projets scientifiques.

<footnote n="1">¹ Département de géologie marine, SHOM</footnote>
# Localisation d'une ressource majeure en hydrogène dans le bassin carbonifère de Lorraine par application d'une technique innovante de monitoring des gaz de puits et de géochimie organique expérimentale

Raymond Michels<fnref n="1" />, Philippe De Donato<fnref n="1" />, Jacques Pironon<fnref n="1" />, Catherine Lorgeoux<fnref n="1" />, Aurélien Randi<fnref n="1" />, Salim Allouti<fnref n="1" />, Odile Barrès<fnref n="1" />, Marie-Camille Caumon<fnref n="1" />, Médéric Piedevache<fnref n="2" />, Fady Nassif<fnref n="3" />

Contact : raymond.michels@univ-lorraine.fr

Les investissements dans l'exploration et l'exploitation du gaz naturel sont considérés par l'Union Européenne comme durables et les événements récents ont démontré dans quelle mesure les efforts de transition énergétique peuvent être compromis si les approvisionnements ne sont pas sécurisés. L'identification de ressources gazières locales/régionales à faible émission de carbone ou décarbonées est ainsi un facteur important, s'inscrivant dans la stratégie de transition énergétique. Le bassin carbonifère de Lorraine est localisé dans le nord-est de la France et est reconnu pour ses séries sédimentaires à charbon. Sa principale ressource gazière est le gaz de charbon avec une réserve de 371 milliards de mètres cubes estimée dans l'est de la Moselle. Afin de déterminer la quantité et la composition géochimique des gaz à divers niveaux de maturité thermique, une étude de maturation artificielle de charbon a été menée. La pyrolyse confinée permet de documenter les étapes de formation de gaz ainsi que la composition isotopique du méthane sur une gamme de maturation de 0,5 à 3,0% de réflectance de la vitrinite. En parallèle, le développement de la sonde SysMoG™ a permis d'établir un profil d'évolution de la composition des gaz dissous jusqu'à 1250m dans les aquifères du puits scientifique de Folschviller (FOLS1A). Le méthane a été identifié comme étant le gaz majeur. Bien qu'absent dans les mesures effectuées jusqu'à 100m, la teneur en hydrogène des gaz dissous augmente régulièrement jusqu'à atteindre 20% en volume à 1200m. Cette augmentation soulève deux questions : quel est le mécanisme responsable de la formation de l'hydrogène? A quelle profondeur se trouve sa source ? Afin de répondre à la seconde question, une première approche consiste à extrapoler le profil d'enrichissement en hydrogène observé dans le forage scientifique. Les calculs montrent qu'un taux en hydrogène de 76% devrait être obtenu à une profondeur d'environ 3000m. La seconde approche consiste à comparer la composition isotopique en carbone et hydrogène du méthane accompagnant l'hydrogène au profil d'évolution en fonction de la maturité thermique obtenu expérimentalement. Il s'avère que cette composition est générée lorsque le charbon atteint une réflectance de 1.4%. Ce niveau de maturité thermique est actuellement observé vers une profondeur estimée à 3200m. Ces deux approches indépendantes donnent ainsi des résultats convergents et indiquent que le méthane dissous observé dans le forage FOLS1A entre 800 et 1200m aurait diffusé depuis des couches de charbon situées vers 3200m. Ceci suggère aussi que le méthane et l'hydrogène sont mélangés à cette profondeur bien que leurs sources génétiques puissent être différentes. Nous proposons ainsi que cette dernière soit une cible privilégiée lors du forage planifié dans le cadre du projet de recherche et développement REGALOR II.

<footnote n="1">¹ UMR 7359 Géoressources, Université de Lorraine, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² SolExperts France, Vandoeuvre-les-Nancy</footnote>

<footnote n="3">³ La Française de l'Energie, Pontpierre</footnote>
# Past climate fluctuations on species diversification in the tropics: Madagascar as a case of study

Vincent Montade<fnref n="1" />, Charly Favier<fnref n="1" />, Fabien Arnaud<fnref n="2" />, Laurent Bremond<fnref n="1" />

Contact : vincent.montade@umontpellier.fr

Anticipating potential biotic responses to future environmental changes is essential for biodiversity conservation. This requires an understanding of the fundamental mechanisms, such as evolutionary and ecological processes, that generate and sustain biodiversity. Tropical regions are very valuable in this respect, as they harbor a large portion of the world's biodiversity due to high speciation rates and/or low extinction rates. Madagascar is widely recognized, among tropical regions, for its exceptional species richness and endemism. Furthermore, phylogeographic and molecular studies have highlighted Madagascar as a key area for examining speciation patterns and processes. The island's long-term geological isolation associated with heterogeneous physical geography has contributed to lineage and species diversification. In addition to these intrinsic factors, climatic fluctuations over geological timescales have been suggested as a crucial mechanism for species diversification. Specifically, cycles of dry/cold and humid/warm climates, such as during the glacial-interglacial cycles of the Quaternary, would have influenced ecosystem range contractions and expansions, thereby impacting diversification. Although species diversification extends well beyond the Quaternary, several studies have also stressed the role of Quaternary climate fluctuations in Madagascar's species diversification. A clear historical framework, based on paleoenvironmental reconstructions, is required for testing such mechanisms. Paleorecords frequently used as a baseline for phylogenetic studies are mainly derived from high-latitude regions dominated by glacial-interglacial cycles. However, recent studies in the tropics reveal that precipitation variability does not always align with the multimillennial climate trends observed at high latitudes. Other climatic oscillations, such as climate variability of the monsoon, can cause dramatic changes within a single glacial period and can also generate antiphase climate changes from one region to another within the same continent. In addition to being an ideal model for studying species diversification, Madagascar has an excellent potential for palaeoenvironmental reconstructions. Many deep lakes (> 20 m depth) are distributed across different ecosystems and regions, which offers many sites to obtain long records of past environmental changes by carrying out deep coring. Here we will show potential sites in Madagascar to obtain long records of paleoenvironmental changes that could encompass several glacial/interglacial periods. Preliminary data will be presented and methods to sample long sediment cores in these study sites will be discussed. Combining palaeoenvironmental with paleogeographical studies in Madagascar, as part of a multidisciplinary long-term research project, will provide a unique opportunity to improve our understanding of species diversification in a tropical context.

<footnote n="1">¹ UMR 5554 ISEM, Université de Montpellier, CNRS, IRD, EPHE, CIRAD, INRAP</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>
# New sedimentological model for Buntsandstein and Muschelkalk deposits in eastern France: an integrated approach paving the way for subsurface investigations in the Bresse Basin

Chloé Morales<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Pierre Pellenard<fnref n="2" />, Pierre-Yves Collin<fnref n="2" />, Irène Aubert<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Noémie Carlot<fnref n="3" />, Franck Smektala<fnref n="1" />, Emmanuelle Vennin<fnref n="2" />

Contact: chloe.morales@ingen-geosciences.com

Buntsandstein and Muschelkalk deposits, Early to Middle Triassic in age, are key geological targets for georessources in NW Europe. These reservoirs indeed provide several gas producing fields in the UK and in the Netherlands and large aquifers in Germany, Poland, Switzerland and France. In the Rhine Graben, the combination of elevated subsurface temperatures and favourable aquifer properties has led to the installation of geothermal plants on both sides of the French-German border. Over the past 20 years, the petrological and petrophysical properties of these Triassic deposits have been the focus of growing research in these regions. Despite potential aquifer properties in the Bresse Basin (Jauffrey et al., 2009), the interest for Triassic deposits focussed, however, mainly in NW Europe. In the Burgundy and Jura area, Buntsandstein and Muchelkalk series have not been investigated since the 90s, and available stratigraphic works only allow drawing large chronostratigraphic outlines (Courel et al., 1984; Dromart, 1994). This study aims at evaluating if Buntsandstein and Muchelkalk deposits are potential targets for geothermy in the Bresse Basin. Therefore, a renewed sedimentological and stratigraphical framework is needed to better understand the geometries and lithological heterogeneities of these series. Nine sections have been investigated in Burgundy (corresponding to the eastern border of the Morvan Massif) and in the Jura Mountains (La Serre Massif), as well as two drill cores in the Bresse Basin.

Sedimentological analyses allow 21 facies to be identified, which have been grouped into 9 facies associations. These associations represent depositional environments, ranging from continental alluvial systems to marine inner ramp settings, enabling the development of four depositional models. Field sections and drill cores have been correlated based on the revision of available biostratigraphic markers and on sequence stratigraphy. Seven depositional sequences of 3rd order have been identified, and document a two-step flooding of the basin, peaking in upper Buntsandstein and upper Muschelkalk deposits, respectively. The latter flooding may be correlated to the 2nd order maximum flooding surface of Early Ladinian age identified in nearby Tethyan and Continental European Basins. This study reveals that lower Buntsandstein sandstones have a very limited occurrence while upper Muschelkalk carbonates are not porous in the area. However, despite their low thicknesses, upper Buntsandstein sandstones, poorly cemented, exhibit excellent lateral continuity, which make them relevant targets in the research of deep aquifers. Although diagenetic and structural studies are necessary to fully understand the petrophysical properties of this lithological unit in the basin, this represents a significant step forward in subsurface investigations for geothermal resources in the Bresse Basin.

## References:

* Courel, L., Adloff, J., Appia, C., Aubague, M., Barfety, J. C., Baud, A., et a., (1984). Trias, descriptions régionales. DEBRAND-PASSARD, S., COURBOULEIX, S. & LIENHARDT, MJ In Synthèse Géologique du Sud-Est de la France: Stratigraphie et Paléogéographie. Mémoire du Bureau de Recherches géologiques et minières. Géol. Min., Orléans-la-Source, 125 (1), 69-118.

* Dromart, G., Monier, P., Curial, A., Moretto, R., & Guillocheau, F. (1994). Triassic transgressive- regressive cycles in the Bresse-Jura and adjacent Basins, eastern France. In Hydrocarbon and petroleum geology of France (pp. 347-360). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.

* Jauffret, D., Couëffé, R., & Tourlière, B. (2009). Étude des ressources en eau profonde du fossé de la Saône en Bourgogne et en Franche-Comté. Rapport final, BRGM. RP-56538-FR.

<footnote n="1">¹ INGEN - Innovations Geosciences, Dijon</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="3">³ IRSPS, Università degli Studi G. d'Annunzio Chieti e Pescara (Italy)</footnote>
# Impact des faciès et de la diagenèse sur les propriétés pétrophysiques des carbonates continentaux et leur implication pour les études réservoirs : exemple des carbonates lacustres et palustres cénozoïques du bassin de Paris

Kevin Moreau<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Jean-Baptiste Regnet<fnref n="3" />, Benjamin Brigaud<fnref n="1" />, Cédric Bailly<fnref n="1" />, Simon Andrieu<fnref n="4" />, Philippe Robion<fnref n="3" />, Justine Briais<fnref n="5" />

Contact : kevin.moreau@univ-fcomte.fr

Les carbonates continentaux possèdent des réseaux poreux très hétérogènes, ce qui complique la corrélation entre les propriétés physiques et leur signification géologique, comme le faciès sédimentaire et la diagenèse. Cette présentation vise à exposer la part relative du faciès et de la diagenèse sur la variabilité des porosités, perméabilités et vitesses acoustiques des carbonates micritiques lacustres et palustres. Pour cela, un cadre pétrographique précis de sept faciès des dépôts cénozoïques du Bassin de Paris (France) a permis de comprendre les mesures pétrophysiques réalisées sur 77 mini-carottes.

Les faciès lacustres (wackestones avec lithoclastes et floatstones riches en coquilles de gastéropodes) ont des porosités allant de 2,7 % à 25,0 %. Ils sont peu affectés par la diagénèse et sont principalement constitués de microporosité et de porosité moldique résultant de la dissolution des coquilles de gastéropodes et de la dégradation de racines. Ceci leur confère des propriétés élastiques similaires à celles d'un milieu composé de pores allongés. Les faciès palustres montrent une modification partielle ou presque totale des sédiments lacustres due à des processus de surface tels que l'activité racinaire (faciès wackestone avec traces de racines et calcrene laminaire) ou l'alternance de phases de dissolution et de recristallisation de la calcite (faciès grainstone à peloides, calcaires bréchiques et calcrentes). Ces faciès présentent une gamme plus large de porosités (1,7 % à 40,5 %) et des vitesses d'ondes P anormalement rapides pour une porosité donnée. Ceci est dû aux pores vacuolaires et à la porosité de fabrique associée aux systèmes racinaires, dont les tailles de l'ordre du millimètre ou du centimètre sont trop grandes pour affecter la propagation des ondes aux fréquences utilisées à l'échelle de la carotte. La silicification des carbonates est également fréquente dans les dépôts palustres, et elle entraîne une vitesse des ondes P plus faible que prévu, en raison des différences de compressibilité mécanique entre le quartz et la calcite.

Les types de pores ont alors deux origines : (1) une origine primaire/sédimentaire (micropores, pores inclus dans une fabrique microbienne ou racinaire), et (2) une origine secondaire/diagénétique (formation de pores moldiques par la dissolution de coquilles de gastéropodes ou la dégradation de racines, pores vacuolaires), toutes deux dépendantes du faciès et de l'environnement de dépôts. Les perméabilités les plus élevées (> 1mD) sont liées à la formation des pores vacuolaires et de drains préférentiels macroscopiques issus de la dissolution du carbonate. Elles sont plus fréquemment rencontrées dans les faciès palustres au top de séquences progradantes. L'anisotropie est clairement visible dans ces carbonates, où la perméabilité au toit des bancs est généralement supérieure de 2-3 ordres de grandeurs par rapport au mur. Ceci s'explique par la présence de surfaces d'émersion au toit des bancs, représentant des zones très contrastées d'un point de vue faciologique et diagénétique.

La vitesse de propagation des ondes P dépend des types de pores et permet de différencier les faciès lacustres des faciès palustres. Toutefois, l'interprétation de ces données acoustiques en propriétés d'écoulement est délicate : les faciès de calcrètes par exemple, très cimentés, donnent de faibles perméabilités en carotte tandis qu'ils sont traversés par des drains bien identifiables sur le terrain ou en forage. Néanmoins, les différences diagénétiques entre les faciès lacustres et palustres sont telles qu'il doit être possible de les distinguer par l'utilisation d'ondes sismiques lors d'études réservoirs à grande échelle.

Au final, une proposition de la définition de 3 catégories de carbonates continentaux, demandant 3 échelles d'investigations différentes (carotte-banc-affleurement), est proposée pour aider à comprendre et prédire la distribution spatiale des propriétés réservoir de ces carbonates.

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

<footnote n="2">² UMR 6249 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire Géosciences et Environnement, Cergy Paris Université</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ BRGM, Orléans</footnote>
# Impact du forçage astronomique sur les rapports isotopiques du carbone au Crétacé inférieur : un outil de corrélation globale à l'échelle de 100 ka ?

Minka Moreau Ledegen<fnref n="1" />, Mathieu Martinez<fnref n="1" />, Eleys Ben Saïd<fnref n="1" />, Beatriz Aguirre-Urreta<fnref n="2" />, Brieuc Rabu<fnref n="1" />, Pierre Pellenard<fnref n="3" />, Anne-Catherine Pierson-Wickmann<fnref n="1" />

Contact : mathieu.martinez@univ-rennes.fr

La reconstitution des changements climatiques et océanographiques passés nécessite l'établissement de signaux climatiques largement distribués dans le monde et synchronisés entre eux avec une résolution temporelle meilleure que 0,1 Ma dans le Mésozoïque. Or, les bio-événements utilisés en biostratigraphie (première, dernière occurrence, acmé...) peuvent présenter du diachronisme d'un bassin à l'autre tandis que les marqueurs géochimiques dépendent d'événements, ponctuels par définition, pour servir de marqueurs. La conséquence est que cette résolution temporelle inférieure à 0,1 Ma n'est généralement pas atteinte dans le Mésozoïque, ce qui impacte la qualité des interprétations des changements climatiques passés. L'astrochronologie permet en principe d'établir une échelle chronostratigraphique précise avec une résolution inférieure à 100 ka dans le Mésozoïque, ce qui permet de préciser un cadre chronostratigraphique basé sur la bio-, chimio-, magnétostratigraphie. Toutefois, celle-ci se base souvent sur l'enregistrement sédimentaire, donc la réponse locale, à un forçage global (les mouvements de l'orbite terrestre). Il convient donc de trouver des signaux qui répondent au forçage orbital de la même manière sur de larges extensions géographiques. Nous proposons ici de tester l'impact du forçage orbital sur le rapport isotopique du carbone mesuré sur matière organique (δ13Corg) au Valanginien, pendant l'excursion isotopique liées à l'Evénement Weissert, dans deux bassins différents : le Bassin de Neuquén, dans l'Ouest de l'Argentine, et le Bassin Vocontien, dans le Sud-Est de la France. Les coupes analysées sont Cerro La Parva pour le Bassin de Neuquén et Vergol pour le Bassin Vocontien. Ces deux coupes sont constituées de marnes et calcaires mudstones et wackestones déposées en milieu offshore de bassin. Ces deux coupes sont par ailleurs datées astrochronologie à l'aide d'analyses spectrales effectuées sur le signal de susceptibilité magnétique à Cerro La Parva et de gamma-ray total pour Vergol. Ces deux mesures sont corrélées à l'argilosité de la roche. Dans les deux cas de figures, le δ13Corg montre des séquences qui se corrèlent avec l'argilosité de la roche et les cycles de 405 ka, les plus fortes valeurs de δ13Corg ayant lieu dans les intervalles les plus argileux. A Vergol, ces intervalles les plus argileux correspondent aussi à des maximums de kaolinite, reflétant des conditions plus hydrolysantes sur les masses continentales. Deux modèles existent alors pour expliquer le lien entre forçage orbital et cycle du δ13Corg. Dans un premier cas, ce sont des changements de sources locales, passant de matière organique d'origine marine à de la matière organique d'origine continentale. Dans le deuxième cas, ce sont des changements plus globaux, dans lesquelles le forçage orbital amènerait un changement du régime hydrologique sur les masses continentales, amenant en fine une augmentation de l'extension des surfaces d'eaux marines anoxiques et une préservation accrue de matière organique dans les bassins océaniques, amenant à une augmentation du δ13Corg.

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

<footnote n="2">² Instituto de Estudios Andinos, Universidad de Buenos Aires, CONICET (Argentine)</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>
# Mise en place, fonctionnement et pérennité du canyon carbonaté géant d'Abaco : le rôle combiné de la tectonique, de l'eustatisme et de la circulation thermohaline

Thierry Mulder<fnref n="1" />, Thibault Cavailhes<fnref n="1" />, Audrey Recouvreur<fnref n="2" />, Vincent Hanquiez<fnref n="1" />, Jean Borgomano<fnref n="3" />

Contact : thierry.mulder@u-bordeaux.fr

Le Great Abaco Canyon (GAC) est un canyon géant de 250 km de long incisant le plateau de Blake avec des flancs de plus de deux kilomètres et un dénivelé total de 4500 m. Il s'étend parallèlement à la plate-forme du Little Bahama Bank et traverse l'Escarpement de Blake Bahama (BBE) pour déboucher dans le bassin de Blake dans l'océan Atlantique. De nouvelles données sismiques haute résolution ont mis en évidence un lobe structurellement confiné sans expression bathymétrique actuelle. Son emplacement est limité par des failles d'orientation N110 parallèles à la zone de fracture héritée de la fracturation continentale de Great Abaco. Elles forment une architecture de blocs inclinés affectant les dépôts du Crétacé au Miocène moyen. Ces observations suggèrent que ce contrôle structural a déterminé l'emplacement du GAC en délimitant un couloir d'affaissement (graben) et une zone de moindre résistance mécanique favorisant une dissolution des carbonates. Du Crétacé supérieur à l'Eocène, le couloir de cisaillement de Great Abaco a orienté l'érosion régressive des canyons (box-shaped canyons) de manière contemporaine au retrait du BBE (Cénomanien-Campanien). Après cette phase de pré-conditionnement, le remplissage s'est produit pendant une courte période au Miocène moyen (réflecteur régional Au) correspondant aux highstands du Langhien et du Serravalien, jusqu'à probablement la chute eustatique du Tortonien. Son maximum d'activité correspondrait alors au highstand shedding du Miocène, synchrone de l'événement de Great Abaco. L'initiation des lobes après la phase d'incision a été suivie par la mise en place de turbidites grossières et de Complexes de Transport en Masse, puis à nouveau par une progradation rapide avec la mise en place de turbidites de haute énergie (phase de remplissage). Un petit chenal latéral a canalisé les écoulements sur la bordure nord de l'incision jusqu'au remplissage complet. Le remplissage en masse peut être lié à des événements gravitaires sismo-tectioniques engendrés par la collision à Cuba, 400 km au sud-ouest. Des failles normales se propagent localement à travers le remplissage du lobe après le Miocène moyen, suggérant des périodes de réactivation jusqu'au comblement de la dépression. En parallèle, le Miocène représente la période de mise en place du courant S-N appelé Antarctique Bottom Water à la suite de l'accroissement de l'Antarctic Ice Cap (Burdigalien). La fraction la plus fine des événements gravitaires a ainsi pu être captée par ce courant et redéposée plus au nord sous forme de contourites et alimenter la Bahama Outer Ridge (BOR). L'AABW a également pu dévier les écoulements et entrainer le dépôt de turbidites fines drapant la plaine abyssale et retrouvées dans les forages ODP. Il est également possible que la virgation du système vers le nord ait été forcée par la rugosité de la croûte océanique et/ou des pointements diapiriques détectés à d'autres endroits de la marge. L'activité sédimentaire a probablement diminué considérablement au cours du bas niveau marin du Tortonien, faute de production carbonatée sur les plates-formes adjacentes. Après cette période, les écoulements arrivant à l'embouchure du GAC n'étaient pas assez volumineux pour s'accumuler à l'embouchure du canyon. Ils se sont à nouveau accumulés dans la plaine abyssale au nord du canyon et ont été balayés par les courants de contour actifs dans le bassin de Blake et sur la BOR. L'histoire du GAC montre une interaction complexe entre le contrôle structural permettant la phase de pré-conditionnement et la formation du canyon, le contrôle par l'eustatisme, la circulation thermohaline permettant soit la corrosion soit le transport sédimentaire et l'activité tectonique post-phase de remplissage miocène. Si la phase de pré-conditionnement affectant la résistance mécanique des roches dans les failles et couloirs fracturés et le creusement du canyon a été longue (Crétacé supérieur - Eocène), il apparaît que le remplissage ait été prompt, limité au Miocène moyen.

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

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

<footnote n="3">³ MR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>
# Morphologie des pentes leeward et windward dans le système carbonaté des Bahamas

Thierry Mulder<fnref n="1" />, Vincent Hanquiez<fnref n="1" />, Brendan Talwar<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Edward James Brooks<fnref n="2" />, Anthony Chaumulon<fnref n="2" />, Rich Jeong<fnref n="6" />, Benjamin Le Lorec<fnref n="5" />, Alexia Proanec<fnref n="6" />,¹⁰, Julian Race<fnref n="4" />, Thibault Romao<fnref n="2" />, Jordan Vautier<fnref n="1" />,<fnref n="6" />, Stanislas Wilk<fnref n="7" />, Kelly Fauquembergue<fnref n="1" />, Mélanie Principaud<fnref n="8" />

Contact : thierry.mulder@u-bordeaux.fr

Les marges carbonatées sont classiquement subdivisées en marges leeward et windward, mais ces deux types de marges n'ont pas été complètement caractérisées ou comparées dans le système carbonaté des Bahamas (BCS). Des données nouvelles de bathymétrie multifaisceaux et de réflectivité acoustique ont permis de caractériser les structures sédimentaires sur six marges leeward et windward. Les marges leeward et windward présentent de nombreuses similarités en termes de morphologie des pentes, de processus hydrodynamiques et de corps et structures sédimentaires associés. Une barrière de corail continue ou discontinue, des îles rocheuses et des hauts fonds bordent les plates-formes internes mais peuvent être aussi absentes. Les marges étudiées sont soit en accrétion, soit en by pass, soit en érosion, mais la morphologie des pentes ne reflète pas strictement ces modèles classiques. Les processus hydrodynamiques, notamment les marées, les courants induits par les tempêtes et les courants circulant parallèlement aux plates-formes, agissent uniformément sur les marges leeward et windward. L'export de sédiments est principalement contraint par la continuité de la barrière rocheuse ou récifale, permettant aux processus hydrodynamiques d'évacuer la production carbonatée. En particulier, les courants de marée accélérés au niveau des shoals et des îles apparaissent comme un mode efficace d'export des sédiments, construisant des deltas tidaux de flot ou de jusant qui peuvent exporter localement des particules grossières. C'est également le cas du density cascading qui a alimenté en boue carbonatée le prisme progradant, lui-même remanié en periplatform drift par les courants de contour. La plate-forme externe présente de manière ubiquiste des terrasses correspondant à des périodes de stagnation du niveau marin lors de la dernière remontée eustatique du Pléistocène supérieur et de l'Holocène. Ces terrasses sont limitées par des escarpements, le plus externe étant l'escarpement marginal fortement cimenté et montrant la plus forte déclivité et partiellement drapé par le prisme progradant. Le prisme est moins développé sur les pentes windward où l'érosion est plus intense. L'escarpement marginal limite la plate-forme externe et s'ouvre sur la pente où la déclivité ne semble pas être un critère discriminant entre les marges windward et leeward. Des monts carbonatés d'eau froide sont omniprésents sur les marges leeward alors qu'ils colonisent plutôt la pente inférieure sur les marges windward. Des scours et des sediment waves indiquant un transport downslope sont aussi observés quel que soit le type de marge. La pente inférieure n'est pas totalement homogène pour les deux types de marges. Sur les marges leeward, des réseaux de ravines assurent le transfert de sédiment. Sur les deux types de marges, de petits canyons peuvent permettre l'export de sédiment vers le bassin. Ils se forment à la limite inférieure d'une zone très cimentée sur les pentes supérieure et moyenne. Quel que soit le type de marge, les instabilités gravitaires, parfois de grande taille (MTC), sont présentes. In fine, des courants de contour, plus intenses sur les marges leeward du fait du confinement, contribuent à la redistribution des sédiments en pied de pente. L'ensemble du BCS est bordé à l'est par l'escarpement abrupt de plus de 3000 m de Blake Bahama. Il représente un relief sous-marin partiellement contrôlée structuralement qui s'ouvre sur la plaine abyssale atlantique où sont installés des systèmes turbiditiques carbonatés alimentés par des canyons géants. Ces résultats mettent en évidence la difficulté de classer les marges carbonatées et de les décrire avec des modèles conceptuels historiques simples. La discrimination des pentes windward ou leeward par leur simple orientation ne permet pas d'expliquer la variété et surtout la similitude entre les structures sédimentaires présentes. L'utilisation d'éléments morphologiques et/ou architecturaux semble plus appropriée.

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

<footnote n="2">² Cape Eleuthera Institute (Bahamas)</footnote>

<footnote n="3">³ Florida International University (USA)</footnote>

<footnote n="4">⁴ OceanX, New York City (USA)</footnote>

<footnote n="5">⁵ Intechmer, CNAM</footnote>

<footnote n="6">⁶ ENSEGID, Bordeaux INP, Université de Bordeaux</footnote>

<footnote n="7">⁷ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France</footnote>

<footnote n="8">⁸ IFREMER, Plouzané</footnote>
# Influence de la tectonique et de l'eustatisme sur l'altération des silicates et la régulation du CO₂ atmosphérique en contexte volcanique extrême à l'Aptien et au Turonien ?

Thomas Munier<fnref n="1" />, Laurent Riquier<fnref n="1" />

Contact : thomas.munier@sorbonne-universite.fr

L'intervalle Aptien-Turonien (~125-90 Ma) est caractérisé par des perturbations climatiques et géodynamique majeurs. Cette période enregistre une hausse importante du niveau marin et deux intervalles aux températures élevées à l'Aptien inférieur (~122 Ma) et à la limite Cénomanien/Turonien (~94 Ma). Ces changements climatiques découlent de la perturbation du cycle du carbone par une activité volcanique intense synchrone de l'augmentation des températures : développement des provinces magmatiques d'Ontong-Java et de la partie sud du plateau des Kerguelen à l'Aptien inférieur puis des plateaux de Madagascar, de la partie centrale du plateau des Kerguelen et des provinces des Caraïbes et d'Ontong-Java II au Turonien. Alors que ces deux phases présentent une forte activité volcanique, les variations climatiques observées sont différentes. La phase aptienne, marquée par le plus fort taux de production de croûte océanique (~50.106 km3 de roche émise) ne semble pas enregistrer de hausse majeure de la pCO₂, et seulement une augmentation de l'ordre de 3 à 4°C des températures océaniques. À l'inverse, la phase turonienne, avec un volume de roche basaltique moindre (~18.106 km3), serait marquée par des hausses de la pCO₂ (~600 ppm) et une augmentation des températures océaniques de l'ordre de 7°C.

Cette différence entre l'Aptien inf. et le Turonien implique une variation importante des processus de régulation du CO₂ comme l'altération chimique des silicates. Ce processus est amplifié par (i) l'augmentation des précipitations et dans une moindre mesure des températures et (ii) des reliefs importants. L'intervalle Aptien-Turonien est marqué par la séparation des plaques africaine et sud-américaine et l'ouverture totale de l'océan Atlantique. L'instabilité des marges et les mouvements épirogéniques entrainent ainsi une altération importante sur les continents, possiblement associée à de plus fortes conditions d'altération chimique.

L'étude de la composition minéralogique de la fraction argileuse du site DSDP 361 (bassin du Cap, côte sud-africaine), l'un des rares à présenter des sédiments aptiens inférieurs et turoniens, témoigne de l'altération différente lors de ces deux phases. Alors que les cortèges argileux de l'Aptien inférieur sont riches en argiles primaires (chlorites et illites, ~60%), et en kaolinites (~20%), les dépôts du Turonien sont, quant à eux, dominés par les smectites (~85%) et sont relativement pauvres en kaolinites (~5%). Les variations des cortèges argileux sur d'autres sites du domaine Atlantique présentent également cette tendance, avec un léger décalage temporel du fait du déplacement de la contrainte tectonique vers la partie centrale de l'Afrique. Ainsi, alors qu'une altération importante, physique comme chimique, semble marquer l'Aptien inférieur, le Turonien semble être caractérisé par une altération bien plus faible du fait de la diminution de l'activité tectonique et de la hausse du niveau marin réduisant ainsi les masses continentales. Les fortes proportions de kaolinites, observées sur certains sites à l'Aptien inférieur, semblent ainsi conforter l'hypothèse d'une altération chimique accrue qui pourrait expliquer une régulation de la pCO₂ et des températures lors de cet intervalle. Néanmoins, l'observation des kaolinites au microscope électronique à balayage témoigne d'une origine authigenèse, découplée de l'altération continentale. Ainsi, la régulation de la pCO₂ à l'Aptien inférieur proviendrait davantage de processus de néoformation argileuse (altération sous-marine, authigenèse) et du stockage de carbone par la matière organique que d'une altération continentale accrue.

<footnote n="1">¹ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>
# Dynamique sédimentaire des silicates du site ECUSED (Effets CUMulés sur le SEDiment) en Baie de Seine basée sur la méthodologie ELSA : (2) le quartz tracé par le silicium

Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Emmanuel Poizot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Gwendoline Gregoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Clément Frigola<fnref n="1" />

Contact : anne.murat@lecnam.net

Le projet ECUSED concerne les effets cumulés des activités humaines en mer sur l'état physique des fonds sédimentaires. Il a été financé par la région Normandie (RIN Recherche Emergent) et soutenu par le GIS ECUME (Groupement d'Intérêt Scientifique Effets Cumulés en Mer). Plus particulièrement, nous considérons l'impact cumulatif des activités d'extraction de granulats marins (concession GMH, Granulats Marins du Havre), et d'immersion de sédiments dragués par les Grands Ports Maritimes pour l'entretien des chenaux de navigation (site du Machu) de l'estuaire de la Seine. Une mission de prélèvement sédimentaire s'est déroulée en avril 2022. Elle a permis d'obtenir des échantillons sur 115 stations régulièrement réparties sur une grille qui couvre une zone de 43 km2. Cette zone s'étend du site du Machu au sud au site d'exploitation de granulats du GMH au nord entre 14 et 25 m de profondeur.

Pour comprendre le fonctionnement naturel de la dynamique sédimentaire du site, il est nécessaire de caractériser les sources (naturelles et anthropiques) de sédiments et leurs directions de transport à une échelle de plusieurs dizaines de km2. La méthodologie ELSA (ELemental composition of Sediment frActions), basée sur l'analyse spatialisée de la composition géochimique de fractions granulométriques séparées par tamisage, a été utilisée.

La dynamique sédimentaire est le résultat des dynamiques de la masse d'eau (marée et houle) appliquées à une morphologie préexistante et à des grains sédimentaires susceptibles d'entrer en mouvement. Ce travail s'est attaché à identifier les déplacements des différentes tailles de grains naturellement présents sur le site. Le traçage des quartz s'effectue en utilisant le silicium. L'évolution des teneurs les plus fortes en Si a été étudiée à la fois dans l'espace géographique et les dimensions granulométriques. Les quartz les plus gros (1600-2000 µm) sont situés dans le tiers nord-ouest de la zone étudiée. Pour la fraction 1250-1600 µm, ils occupent une bande orientée SO-NE légèrement plus au sud. Ce schéma se répète pour les fractions plus fines jusqu'à 630 µm. La fraction 500-630 µm montre une augmentation de la surface occupée, la limite nord de la bande reste identique et la progression se poursuit vers le sud. Pour la fraction 400-500 µm, deux zones enrichies apparaissent, la plus importante en superficie correspond à la poursuite du schéma d'évolution décrit pour les fractions plus grossières. La plus petite apparait à la bordure sud-est de la zone étudiée. Elle pourrait être en relation avec une autre source de particules, le fleuve Seine. Pour la fraction 315-400 µm, ces deux zones fusionnent avec à nouveau une extension vers le sud. Les deux zones de dépôts de dragage (casiers F et C) sont contournées. A partir de 250-315 µm, les quartz atteignent les casiers F abandonnés depuis 2 ans lors de la mission de prélèvement. Pour cela, ils doivent franchir un dénivelé de plusieurs mètres ce qu'ils ne peuvent effectuer qu'en suspension. A l'inverse, la zone de dépôt de dragage en activité pendant la mission (Casiers C) demeure un îlot sans quartz de cette taille. Les fractions plus fines sont plus difficiles à interpréter probablement car les sources naturelles décrites pour les fractions plus grossières sont complétées par la source anthropique des dépôts de dragage. Les fractions 125-200 µm présentent une homogénéisation des concentrations en Si avec une extension à la fois vers le nord et vers le sud qui pourrait correspondre à une augmentation de la fréquence des transports en suspension.

Les données terrain démontrent qu'il existe, pour un minéral donné, une organisation spatiale des différentes tailles de grains. Cette organisation résulte probablement de l'action à long terme de la marée (les grains les plus grossiers se concentrent dans les zones les plus profondes). Chaque type de grain (taille et densité) va trouver une zone de dépôt privilégiée où il est à l'équilibre dynamique.

<footnote n="1">¹ LUSAC, Université de Caen Normandie, site de Cherbourg, CNAM</footnote>

<footnote n="2">² Intechmer, CNAM</footnote>
# Dynamique sédimentaire des silicates du site ECUSED (Effets CUMulés sur le SEDiment) en Baie de Seine basée sur la méthodologie ELSA : (1) la glauconite tracée par l'arsenic

Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Emmanuel Poizot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Gwendoline Gregoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Clément Frigola<fnref n="1" />

Contact : anne.murat@lecnam.net

Le projet ECUSED concerne les effets cumulés des activités humaines en mer sur l'état physique des fonds sédimentaires. Il a été financé par la région Normandie (RIN Recherche Emergent 2021-2023) et soutenu par le GIS ECUME (Groupement d'Intérêt Scientifique Effets Cumulés en Mer) créé en novembre 2020. Plus particulièrement, nous considérons l'impact cumulatif des activités d'extraction de granulats marins (concession GMH, Granulats Marins du Havre), et d'immersion de sédiments dragués par les Grands Ports Maritimes pour l'entretien des chenaux de navigation (site du Machu) de l'estuaire de la Seine. Une mission de prélèvement sédimentaire s'est déroulée du 21 au 29 avril 2022 sur le N/O Côtes de la Manche. Elle a permis d'obtenir des échantillons sur 115 stations régulièrement réparties sur une grille qui couvre une zone de 43 km2. Cette zone s'étend du site du Machu au sud (dépôts de dragage) au site d'exploitation de granulats du GMH au nord.

Pour comprendre le fonctionnement naturel de la dynamique sédimentaire du site, il est nécessaire de caractériser les sources (naturelles et anthropiques) de sédiments et leurs directions de transport à une échelle de plusieurs dizaines de km2. La méthodologie ELSA (Elemental composition of Sediment frActions), basée sur l'analyse spatialisée de la composition géochimique de fractions granulométriques séparées par tamisage, a été appliquée (16 fractions granulométriques sableuses et une fraction < 50 µm analysées pour chaque échantillon).

La dynamique sédimentaire est le résultat des dynamiques de la masse d'eau (marée et houle) appliquées à une morphologie préexistante et à des grains sédimentaires susceptibles d'entrer en mouvement. Ce travail s'est attaché à identifier les déplacements des différentes tailles de grains naturellement présents sur le site. Les premiers minéraux étudiés sont des glauconites en utilisant comme traceur l'arsenic. Initialement ces glauconites proviennent des formations mésozoïques du Bassin parisien. In situ, une zone source de glauconites constituée de dépôts probablement anciens non recouverts par la dynamique récente a été identifiée immédiatement au nord du banc de Seine (grains de glauconites > 630 µm). Les grains d'une taille de 630 µm à 250 µm, sont transportés sur le fond essentiellement vers le sud-est et d'autant plus loin qu'ils sont plus petits. Ce transport débute en remontant une pente. Pour la gamme 250 à 160 µm, les grains de glauconite viennent sédimenter par-dessus les dépôts de dragage du Machu effectués deux ans avant la mission (Casiers F). Pour cela, ils doivent franchir un dénivelé de plusieurs mètres ce qu'ils ne peuvent effectuer qu'en suspension. A l'inverse, la zone de dépôt de dragage en activité pendant la mission n'est pas atteinte (Casiers C). Enfin, la dernière fraction analysable, 160-125 µm, présente une organisation spatiale inédite qui pourrait indiquer une autre source de ces particules à l'est de la zone (le fleuve Seine ?) avec un transport vers l'ouest.

<footnote n="1">¹ LUSAC, Université de Caen Normandie, site de Cherbourg, CNAM</footnote>

<footnote n="2">² Intechmer, CNAM</footnote>
# Evolution des masses de glace sur le craton ouest africain (WAC) pendant la glaciation Gaskiers (580 Ma) : nouvelles interprétations de la Formation Tiddiline (Anti-Atlas, Maroc)

Alexis Nutz<fnref n="1" />, Pierre Dietrich<fnref n="2" />, Boris Robert<fnref n="3" />, Guilhem Amin Douillet<fnref n="4" />, Lahcen Kabiri<fnref n="5" />

Contact : nutz@cerege.fr

La glaciation Gaskiers est considérée comme la dernière grande glaciation du Protérozoïque. Elle a d'abord été envisagée comme une glaciation globale (Terre-Boule-de-Neige) du fait de l'identification à basses latitudes de diamictites glaciaires (Pisarevsky et al., 2011, McGee et al., 2013), cependant, son envergure a par la suite été rétrogradée à une échelle régionale d'abord parce que i) bien que la paléogéographie de l'Ediacarien reste incertaine, la majorité des dépôts ont été décrits à moyenne et haute latitudes et ii) la durée de la glaciation est estimée à moins de 1 Ma (Pue et al., 2016), rendant impossible sa comparaison avec les autres épisodes avérés de Terre-Boule-de-Neige (Sturtian, Marinoan). Dans cette contribution, nous présenterons une succession sédimentaire à influence glaciaire attribuée à la glaciation Gaskiers (Letsch et al., 2018) dans la partie supérieure de la Formation Tiddiline (Boutonnière de Bou Azzer, Anti-Atlas) au Maroc, sur la frange nord du craton ouest africain. Combinant des associations de faciès glaciogéniques, glaciomarines et marines, la succession sédimentaire montre deux séquences d'avancée-retrait. La première séquence d'avancée-retrait est enregistrée par la présence de dépôts sédimentaires sous- glaciaires (esker) recouvert d'un système proglaciaire (ice- contact fan) qui indique un premier épisode d'ancrage d'une masse de glace sur le fond marin. Au-dessus, des sédiments d'offshore marins sans influence glaciaire suggèrent un retrait important du front glaciaire sur le continent. Une nouvelle réavancée glaciaire est alors visible par la présence de sédiments glaciomarins dans lesquels s'intercale un till qui indique un nouvel épisode d'ancrage de la glace dans le secteur. Au- dessus, le second retrait glaciaire est enregistré par une séquence deltaïque régressive surmontée de sédiments marins qui traduit l'effet de l'ajustement glacio-isostatique, avant un ennoiement post-glaciaire probablement d'origine eustatique. Finalement, nous discuterons la signification de ces 2 séquences glaciaires d'avancée-retrait pendant la glaciation Gaskiers en fonction des différents modèles paléogéographiques à l'Ediacarien.

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

<footnote n="2">² UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 7154 IPGP, Université Paris-Cité, CNRS, CNES</footnote>

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

<footnote n="5">⁵ FST Errachidia, Université Moulay Ismail Meknès (Maroc)</footnote>
# De la matière organique dans les pyrites framboïdales du Tithonien du Boulonnais (France) ?
: une étude chimique et structurale

Giliane Odin<fnref n="1" />, Nicolas Tribovillard<fnref n="2" />, Frédéric Delarue<fnref n="3" />

Contact : giliane.odin@univ-eiffel.fr

L'association entre matière organique (MO) et framboïdes de pyrite sédimentaire a fait l'objet de diverses études, portant aussi bien sur des environnements passés qu'actuels. Dans ces derniers, cette MO est majoritairement biogénique. Dans le cadre d'environnements anciens, les caractéristiques chimiques et/ou structurelles des framboïdes et de la MO sont très souvent altérées par l'histoire géologique des sédiments, rendant par exemple plus difficile la détermination du mécanisme de formation des framboïdes (biotique vs. abiotique).

La formation des Bancs Jumeaux (Tithonien, France) contient de la pyrite en abondance, majoritairement sous formes de (poly)framboïdes, lesquels atteignent régulièrement la centaine de micromètres (Tribovillard et al., 2022). Des travaux antérieurs y ont reporté des teneurs en carbone allant de 2,8 à 6,5 % wt, sans pour autant identifier son origine ni sa localisation. Pour éclaircir celles-ci, de nouveaux framboïdes, en partie préparés par BIB (Broad Ion Beam milling) afin d'observer la structure interne, ont été analysés au microscope électronique à balayage et spectroscopie Raman. Aucune structure interne n'est observée et la texture spongieuse (poreuse) observée dans des framboïdes issus de sédiment actuels (Mc Lean et al. 2008) ou anciens (Wacey et al., 2015), et interprétée comme émanant de biofilms, n'a pas été décelée. Des cartographies réalisées en spectroscopie Raman ont mis en évidence la présence de MO, très faiblement altérée thermiquement selon la thermométrie Raman (T < 160 °C ; Lahfid et al., 2010). Cette MO est présente à la surface des microcristaux individuels de pyrite, aussi bien en bordure qu'au cœur des framboïdes. Ces résultats indiquent que les framboïdes de la formation des Bancs Jumeaux sont des pièges à MO et qu'ils ont probablement cristallisées au sein d'un matériel organique par voie biotique.

## Références :

* Maclean, L. C. W. et al. A high-resolution chemical and structural study of framboidal pyrite formed within a low-temperature bacterial biofilm, Geobiology, 2008, 6, 471-480

* Lahfid, A. et al. Evolution of the Raman spectrum of carbonaceous material in low-grade metasediments of the Glarus Alps (Switzerland), Terra Nova, 2010, 22, 354-360

* Tribovillard, N. et al. Sedimentary pyrite as a trap of organic matter: preliminary results from large-framboid observation, European Journal of Mineralogy, 2022, 34, 77-83

* Wacey, D. et al. Uncovering framboidal pyrite biogenicity using nano-scale CNorg mapping, Geology, 2015, 43, 27-30

<footnote n="1">¹ EA 4508 LGE, Université Gustave Eiffel</footnote>

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

<footnote n="3">³ UMR 7619 METIS, Université Paris-Sorbonne, CNRS, EPHE</footnote>
# La karstification du réservoir barrémien du bassin de Parentis

Alexandre Ortiz¹, Gabrielle Rumbach²,³, Christine Flehoc¹, Catherine Guerrot¹, Philippe Lach¹, Claire Aupart¹

¹ BRGM, Orléans

² Vermilion Rep France

³ ES-Géothermie, Schiltigheim

Contact : alex.ortiz@hotmail.fr

Le Bassin de Parentis, situé au sud-ouest de Bordeaux, est connu depuis les années 50 comme étant un réservoir pétrolier prolifique. Il se situe à la terminaison orientale du Golfe de Gascogne. Plusieurs champs sont exploités dans la partie " onshore " du bassin (Cazaux, Lavergne, Lugos, Mothes, Mimizan Nord, Cabeil, Lucats), le plus important se trouve à Parentis-en-Born et a été découvert par ESSOREP en 1954. Ce champ se trouve sur une structure anticlinale d'axe est-ouest, formée lors des différents épisodes géodynamiques en relation avec une halocinèse des séries du Trias et de l'Hettangien. Deux réservoirs distincts sont exploités dans ce champ, i) un réservoir sableux daté de l'Aptien Inférieur et ii) un réservoir calcaire/dolomie daté du Barrémien au Jurassique supérieur. Ce dernier présente une porosité matricielle de 14 % et une perméabilité de 100 mD sur une épaisseur moyenne de 200 mètres.

De nombreuses études et acquisitions (sismiques 3D, 122 forages) ont été menées par les géologues d'exploration d'ESSOREP et de Vermilion afin de caractériser le réservoir calcaire/dolomie du Barrémien notamment sur l'origine de la dolomitisation et de la porosité. Les modèles de mise en place évoquent une dolomitisation post-sédimentaire par reflux et une karstification épigène liée à des bombements tectoniques précoces.

Notre étude vise à utiliser les méthodes et concepts modernes afin de mieux comprendre les grandes étapes de mise en place de ce réservoir en relation avec les événements géodynamiques qu'a connu la région. Elle se base sur une étude fine des lames minces et également sur l'interprétation des données sismiques 3D disponibles sur la zone. Au total, 160 échantillons ont été prélevés sur 5 forages dans le but de mener une étude diagénétique (pétrographie, cathodoluminescence, isotopie du carbone, de l'oxygène et du strontium, datation U/Pb).

L'étude des carottes au niveau macroscopique montrent la présence de nombreuses " mudloss " souvent liées à la présence de failles (stries observées), ce qui était interprété comme étant des karstifications épigènes. De nombreuses veines ont été observées au niveau des zones de fractures, celles-ci sont composées de calcite, de dolomie baroque et d'anhydrite. De plus, une diminution du nombre de veines/fractures s'observe en s'éloignant des grands accidents structuraux. Au niveau microscopique la paragénèse montre une dolomitisation primaire anté-enfouissement (euhedral à subhedral dolomite), puis des phases de circulations de fluides hydrothermaux riches en magnésium (dolomite baroque – " non-planar ") et sulfates (anhydrite).

Les premières interprétations tendent à affirmer que les zones de vides rencontrés au sein des forages seraient liées à la remontée de fluides profonds et entraînerait une karstification hypogène. Ces épisodes seraient liés à la reprise de l'anticlinal lors de la phase pyrénéenne.
# Bréchification du membre du Pech-Affamat
(Bajocien, Quercy) : origine et processus – Partie 2,
échelle microscopique

Alexandre Ortiz<fnref n="1" />, Églantine Husson<fnref n="1" />, Thierry Pélissier<fnref n="2" />, Quentin
Deloume-Carpentras<fnref n="3" />, Carine Lézin<fnref n="4" />

Contact : [alex.ortiz@hotmail.fr](mailto:alex.ortiz@hotmail.fr)

La caractérisation de la porosité et de la perméabilité des réservoirs carbonatés fait l'objet de nombreuses études et réflexions sur des applications très variées (géothermie, hydrogéologie, stockage de CO2). L'évolution de ces deux paramètres résulte de nombreuses modifications qui peuvent prendre place depuis le dépôt jusqu'aux modifications récentes. La compréhension de ces processus se fait en grande partie grâce aux études diagénétiques. La karstification est un processus majeur qui peut prendre place à chaque étape du parcours diagénétique d'une roche carbonatée, de l'éogénese jusqu'à la télogénese ou les deux grands types de karstifications peuvent venir modifier les propriétés de la roche (hypogène/épigène). La difficulté actuelle des études diagénétiques est la spatialisation des événements et le saut d'échelle entre i) bassin sédimentaire, ii) formation sédimentaire, iii) échantillons et iiii) lame mince. Suivant son origine et les moteurs associés, la karstification peut être distribuée à l'échelle régionale mais également très localisée et peut engendrer des effets de sites.

Cette étude vise à étudier à l'échelle de la lame mince les processus de formation et de modifications de la brèche du Pech-Affamat afin de reconstituer son évolution à l'échelle de la carrière présentée en partie 1. Au total, une soixantaine d'échantillons ont été prélevés sur cette carrière depuis les Calcaires oolithiques et dolomitisés de Calvignac jusqu'aux deux membres de dolomies bréchiques de Pech-Affamat datées du Bajocien.

La méthodologie utilisée est celle des études diagénétiques classiques avec, i) réalisation de lames minces, ii) caractérisation pétrographique, iii) imagerie sous cathodoluminescence, ivii) analyses isotopique (C et O) des ciments de calcites/dolomites. Des analyses XRF ainsi que la datation de différentes phases de calcite (U/Pb). De plus, cette étude s'appuie également sur les résultats d'études similaires récentes sur la zone d'étude.

Les premiers résultats montrent une structuration du réservoir en plusieurs temps. Le premier correspond à une phase de dédolomitisation (dolomite rose remplacée par une calcite gardant la forme losangique). Puis une phase d'altération préférentielle de la roche (fantomisation) à la faveur de discontinuité (limite de banc, stylolithes) suivie d'une forte recristallisation de l'ensemble. Puis la seconde phase se matérialise par la création de vide par dissolution et évacuation de l'altérites suivi d'une phase de remplissage détritique (sidérolithique) accompagné d'une cimentation par de grandes plages de calcites (calcite non luminescente).

<footnote n="1">¹ BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="2">² PNR Causses Quercy</footnote>

<footnote n="3">³ Département de Géologie, Université Jean Monnet</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6553 GET, Université de Toulouse 3, CNRS, IRD, CNES</footnote>
# Mesure des flux d'alcalinité à l'interface eau-sédiment dans des écosystèmes aquatiques du littoral tunisien : Impact sur le pH et le stockage du carbone inorganique

Walid Oueslati<fnref n="1" />, Haifa Ben Mna<fnref n="1" />, Takwa Mghirbi<fnref n="1" />, Amina Ben Mefteh<fnref n="1" />, Sarah Ben Jeddi<fnref n="1" />, Valérie Mesnage<fnref n="2" />

Contact : walid.oueslati@fst.utm.tn

Dans le contexte actuel de changement climatique et de l'augmentation des concentrations en CO2 dans l'atmosphère, les sédiments marins côtiers caractérisés par une production primaire élevée d'algues et d'herbiers marins (Posidonie) sont des puits efficaces de séquestration du carbone et jouent ainsi un rôle essentiel dans la régulation du climat. Cependant, les flux de CO2 vers l'eau marine, provoquent la diminution du pH de la colonne d'eau. Cette acidification des océans anime la communauté scientifique autour de discussions environnementales et ceci depuis plus de 20 ans. En effet, le compartiment sédiment, siège de la diagenèse anaérobie précoce, est dominé par la réduction des oxyhydroxydes de fer et la réduction des sulfates. Ces réactions diagénétiques favorisent la formation de sulfures métalliques, en particulier la pyrite et facilitent son enfouissement en profondeur. D'autre part, ces réactions sont capables de générer des quantités importantes d'alcalinité dans les eaux interstitielles. La production d'alcalinité sédimentaire peut ainsi compenser les effets de la production du carbone inorganique dissous par la minéralisation de la matière organique sur l'acidification des eaux côtières, favorisant ainsi l'absorption du CO2 atmosphérique. Cette recherche porte sur la modélisation de la diagenèse précoce sur quatre écosystèmes aquatiques du littoral tunisien : les lagunes côtières de Ghar El Melh et de Bizerte, la sebkha de l'Ariana et la baie de Monastir. L'objectif global de cette recherche est l'estimation quantitative de la libération d'alcalinité benthique. La caractérisation géochimique des phases liquide (eau interstitielle) et solide ont été réalisée sur les sédiments de ces quatre écosystèmes aquatiques tunisiens. Ainsi les flux d'alcalinité à l'interface eau-sédiment et la mesure de carbonates authigènes ont été déterminés. Les résultats de cette étude démontrent que les sédiments sont bien une source importante d'alcalinité pour la colonne d'eau de chacun de ces écosystèmes, les valeurs des flux varient de 1,1 à 3,4 mmol m-2 j-1. D'autre part, les résultats de cette étude illustrent comment la forte alcalinité de l'eau interstitielle peut stimuler la précipitation des carbonates authigènes. Cette réaction permet que le sédiment soit aussi un puits de carbone inorganique.

<footnote n="1">¹ LR01ES06 Ressources Minérales et Environnement, Université de Tunis El Manar (Tunisie)</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>
# Analyse du potentiel de séquestration du carbone dans les sédiments marins côtiers en Tunisie

Walid Oueslati<fnref n="1" />, Asma Jlassi<fnref n="1" />, Eya Farhat<fnref n="1" />, Haifa Ben Mna<fnref n="1" />, Sarah Ben Jeddi<fnref n="1" />, Mohamed Amine Helali<fnref n="1" />, Valérie Mesnage<fnref n="2" />

Contact : walid.oueslati@fst.utm.tn

Au cours des dernières années, beaucoup d'études ont tenté d'évaluer la séquestration du carbone à l'échelle mondiale, avec une attention particulière portée à la Méditerranéenne. Toutefois, comme l'ont souligné plusieurs auteurs, il subsiste un manque de données concernant les côtes sud-méditerranéennes. La présente recherche constitue un inventaire du stock de carbone dans les sédiments marins côtiers en Tunisie, ainsi qu'une analyse des principaux facteurs influençant le stockage définitif de la matière organique (MO). L'étude s'appuie sur la modélisation de la diagenèse précoce de la MO dans divers écosystèmes côtiers. Les analyses géochimiques réalisées sur 30 carottes datées ont mis en évidence que les flux de dégradation de la MO varient entre 0,7 et 63 mmol C m-2 j-1, tandis que les flux de séquestration oscillent entre 0,4 et 40 mmol C m-2 j-1, avec une moyenne de 6 mmol C m-2 j-1. Cette dernière valeur est comparativement proche des résultats observés dans les herbiers de Posidonie méditerranéens. Les flux les plus faibles ont été calculés dans les lagunes de Bizerte, Ghar El Melh et Korba, situées au nord de la Tunisie, bien que ces zones présentent des taux de sédimentation de MO très élevés. En revanche, les flux de séquestration les plus élevés ont été mesurés dans des mers ouvertes, notamment dans des zones où se trouvent des herbiers de Posidonie, telles que la baie de Monastir au centre et Sidi Rais au nord de la Tunisie. Les résultats relatifs aux écosystèmes côtiers (lagunes, golfes et baies) ont été comparés à ceux d'un lac continental à influence marine, le lac Ichkeul qui communique avec la lagune de Bizerte à travers un canal artificiel. L'analyse a révélé que le pourcentage de séquestration du carbone n'est pas dépendant des paramètres de profondeur, de salinité ou de taux de sédimentation, mais est plutôt influencé par l'origine de la MO, avec une préférence des milieux à influence détritique favorisant la séquestration définitive du carbone. Il en ressort que les herbiers de Posidonie en Tunisie constituent des écosystèmes importants pour le stockage du carbone atmosphérique, en particulier dans la baie de Monastir, qui stocke environ 514 tC ha-1, un flux nettement supérieur à celui observé dans l'herbier de Sidi Rais, qui atteint seulement 0,9 tC ha-1. Cependant, ces habitats sont menacés par les activités de pêche par chalutage. En effet, une analyse de l'indice de végétation (NDVI), réalisée par télédétection sur l'herbier de Sidi Rais dans le golfe de Tunis, a montré une perte de 37 hectares entre 2009 et 2024, d'où la nécessité de conserver ces écosystèmes, qui jouent un rôle très important dans l'absorption du carbone atmosphérique et la régulation du climat.

<footnote n="1">¹ LR01ES06 Ressources Minérales et Environnement, Université de Tunis El Manar (Tunisie)</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>
# Dynamique sédimentaire de l'avant-côte du centre du Golfe de Gascogne : apport des suivis bathymétriques couplés à la sismique réflexion et aux carottages sédimentaires

Laura Olivier-Simonitti<fnref n="1" />, Éric Chaumillon<fnref n="1" />, Julie Billy<fnref n="2" />

Contact : l.olivier1203@gmail.com

Les zones pré-littorales (ou avant-côte incluant la plage sous-marine ou encore la plateforme continentale interne) sont crucialles car ce sont des lieux où se concentrent de multiples activités à très forts enjeux (fermes éoliennes, extraction de granulats, zones portuaires, tourisme, pêche, aquaculture...). Le long des littoraux meubles, les dynamiques sédimentaires sont déterminantes pour la stabilité de ces écosystèmes et activités humaines (Schmitt and Chaumillon, 2023). Vaste et peu accessible, l'avant-côte (jusqu'à -70 à -80 m de profondeur dans notre cas d'étude) est un espace encore peu connu et doit donc faire l'objet d'études approfondies.

Une grande quantité de données bathymétriques multifaisceaux, sismiques réflexion (1120 profils) et de carottages (45 carottes d'une longueur de 5 à 6 m) a été acquise au large de La Rochelle en 2020/2022 pour l'étude du raccordement électrique du parc éolien offshore de l'île d'Oléron. Un partenariat entre le Réseau Transport d'Electricité (RTE) et le laboratoire du LIENSs a été établi afin à la fois de comprendre les dynamiques et stocks sédimentaires de l'avant-côte et localiser les zones propices à la pose des câbles sous-marins. Il se concrétise par une thèse co-financée par la région Nouvelle Aquitaine et co-dirigée par le BRGM.

Dans cette communication, nous nous focalisons principalement sur la comparaison des données bathymétriques nouvelles avec les plus anciennes (1820, 1960 et 2001) afin de montrer les dynamiques sédimentaires de cette zone pré-littorale. Compte tenu de la diversité des données (plomb suiffé, sondeur monofaisceau et mutifaisceaux, différents instruments de positionnement et corrections de marée), la première étape a été de vérifier leur qualité. Pour cela, nous avons comparé les sondes de différentes époques sur des points stables correspondant à des affleurements rocheux sous-marins. Ce contrôle qualité suggère que la plus grosse source d'erreur est liée à la correction de la marée. Après corrections des données, et confrontation avec les données sismiques, nous montrons la progradation (entre 0.40 et 3.7 m/an) et l'accrétion verticale de bancs de sable (+2,5 Åt,5cm/an), qu'une partie de la zone d'avant-côte reçoit des apports sableux du large. Ces observations nouvelles sont cohérentes avec la migration de dunes dans une zone d'extraction de granulats plus au large (Schmitt and Chaumillon, 2023). Nous montrons également l'accrétion d'un drapage vaseux depuis la côte vers le large. Ces résultats qui indiquent un flux sableux depuis le large vers la côte et un envasement dans les zones abritées devront être confrontés à des données supplémentaires et des résultats de modélisations numériques du transport pour mieux identifier les processus mis en œuvre.

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

<footnote n="2">² BRGM, Orléans</footnote>
# Vers une indépendance européenne de l'approvisionnement en Matières Premières Critiques

Gilles Ollier¹

¹ GOconsult (Belgique)

Contact : gilles.ollier@skynet.be

Le congrès de l'ASF 2024 est une opportunité unique pour sensibiliser la communauté des sédimentologistes à l'effort d'indépendance européenne vis-à-vis de l'approvisionnement en Matières Premières Critiques (english: Critical Raw Material - CRM).

De fait, le congrès de l'ASF 2024 a lieu à une période charnière puisque l'UE a adopté cette année un cadre législatif visant à garantir un approvisionnement sûr et durable en CRM. Le règlement est directement applicable dans tous les États membres depuis le 23 mai 2024. Ce règlement identifie 34 CRM, incluant des éléments tels que le lithium, le groupe des terres rares, ou celui du platine.

Ces matières premières non énergétiques sont liées à toutes les industries et à toutes les étapes de la chaîne d'approvisionnement. Elles sont irremplaçables dans des technologies stratégiques, telles que l'espace et la défense: le progrès technologique et l'amélioration de la qualité de vie dépendent d'un nombre variable et croissant de ces matières premières. La décarbonisation de la société telle que prôné par le pacte vert européen dans les secteurs du climat, de l'énergie et de l'environnement nécessite un accès accru à ces matières premières – elles sont les matériaux de base des panneaux solaires, des éoliennes, des véhicules électriques et des éclairages à faible consommation d'énergie. Cependant, alors que la demande en CRM tend à augmenter de manière drastique, l'Europe dépend fortement des importations, souvent en provenance de fournisseurs d'un pays tiers en situation de quasi-monopole.

Le règlement européen sur les CRM a donc pour but d'atténuer au niveau de l'UE les risques pour les chaînes d'approvisionnement liés à ces dépendances stratégiques afin de renforcer sa résilience économique. Le règlement se base sur les atouts et les possibilités du marché unique et des partenariats extérieurs de l'UE pour diversifier les chaînes d'approvisionnement et renforcer leur résilience.

La présence de ces matières critiques dans les bassins sédimentaires est soulignée par exemple par Christopher J.M. Lawley et al. (2022) : "Les bassins sédimentaires sont d'importantes sources de matières premières critiques et de nouvelles découvertes de type Mississippi Valley (MVT) hébergées dans des sédiments et/ou des gisements de Zn – Pb à dominance clastique (CD) seront probablement nécessaires pour atténuer les futures perturbations de la chaîne d'approvisionnement en Zn, Pb, Ag, Cd, Ga, Ge, Sb et In. Les sédimentologistes ont donc une opportunité à saisir afin de contribuer à l'exploration, l'exploitation et le recyclage des CRM accumulées à la faveur des processus sédimentaires, en se basant sur les dernières avancées de la sédimentologie.

L'implication de la communauté des sédimentologistes, en ligne avec Le cadre législatif européen, pourrait apporter une contribution significative à la découverte nécessaire de nouveaux gisements, qui permettront de faire face à la demande en CRM résultant de la transition énergétique.

Par ailleurs l'adhésion des citoyens à plus d'exploitation minière ne se fera en Europe que dans le cadre d'exploitation de gisements respectueux de l'environnement. Le cadre législatif européen souligne de fait la nécessaire durabilité des activités le long de toute la chaîne d'exploitation des CRM. Une exploration et une exploitation de ces matières premières en contexte sédimentaires sûres et respectueuses de l'environnement ne peut que bénéficier des connaissances des sédimentologistes.

Un effort de recherche important est prévu pour soutenir le cadre législatif sur les CRM en particulier via le programme Horizon Europe. A la faveur de cet effort de recherche, la Commission renforcera l'adoption et le déploiement de technologies de pointe dans le domaine des matières premières essentielles. Cet effort auquel pourra se joindre la communauté des sédimentologistes implique également de disposer des filières adéquates de formation au niveau universitaire et écoles supérieures.

La présentation aura pour objectif de souligner l'importance des CRM pour la transition verte, de rappeler l'importance des bassins sédimentaires comme source de ces matières premières, de détailler le cadre législatif européen sur les CRM, et de présenter l'effort européen de recherche dans ce domaine.
# Evolution de l'architecture sédimentaire de la plaine maritime flamande depuis l'Antiquité : apport des données géoradar

Rachid Ouchaou<fnref n="1" />, Jean-Yves Reynaud<fnref n="1" />, Youn Besse<fnref n="1" />, Anissa

Tilehghouatine<fnref n="1" />, Éric Armynot du Châtelet<fnref n="1" />, Alain Trentesaux<fnref n="1" />, Romain Abraham<fnref n="1" />, Laurent Deschodt<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Guillaume Hulin<fnref n="4" />, Samuel Desoutter<fnref n="2" />, Benjamin Forès<fnref n="2" />, François-Xavier Simon<fnref n="2" />, Mathieu Lançon<fnref n="2" />

Contact : rachid.ouchaou@univ-lille.fr

La plaine maritime flamande est constituée par l'aggradation et la progradation de dépôts marins et estuariens holocènes dont l'épaisseur atteint 30m sous la ligne de côte actuelle. On s'intéresse à la bordure de la Denna, un des distributaires médiévaux de la plaine maritime, qui était situé à l'ouest de Gravelines, et qui a ensuite migré vers l'ouest pour devenir l'Aa. L'architecture des derniers dépôts avant l'exploitation agricole est reconstituée avec de la géophysique de surface. La cartographie des variations de conductivité électrique du sol met en évidence le dernier réseau de chenaux de marée et de fossés de drainage. Des profils géoradar, calés lithologiquement par des vibrocarottes, montrent que les derniers chenaux, à remplissage d'argiles à scrobiculaires, sont incisés dans une nappe sableuse agradante d'épaisseur métrique et comportant des spicules d'éponges. Ces sables contiennent également des lentilles décamétriques de tidalites remplissant des ombilics de brèches formés par le débordement de la marée le long des digues médiévales. Les dépôts sous-jacents, hétérolithiques, ont des géométries de barres de chenaux méandriformes détectables sur les profils géoradar jusqu'à 4 m sous la surface. Ces dépôts contiennent, outre des bivalves ubiquistes caractéristiques des domaines de transition, des foraminifères adaptés aux environnements saumâtres. Ces résultats font écho aux connaissances archéologiques acquises dans le secteur. Le passage des barres de méandres à la nappe sableuse, bien que mal daté, coïnciderait avec la généralisation de l'endiguement à partir du Xème siècle. Le débordement des digues permettrait le piégeage du sable pénétrant dans l'estuaire lors d'événements extrêmes, et l'accélération du colmatage, achevé au XVème siècle.

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

<footnote n="2">² INRAP Hauts-de-France</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ INRAP Paris</footnote>
# Lipid biomarkers in a stratified thalassohaline lake suggest a new mode of formation and preservation of organic biosignatures under euxinia

Mathias Pineau<fnref n="1" />, Pierre Adam<fnref n="2" />, Philippe Schaeffer<fnref n="2" />, François Gelin<fnref n="3" />, Vincent Grossi<fnref n="1" />

Contact : mathias.pineau@etu.univ-amu.fr

Anoxic aquatic environments are known to promote organic matter preservation by limiting biodegradation. Moreover, under sulfidic conditions (euxinia), interactions between organic matter and reduced sulfur species lead to abiotic sulfurization and/or reduction of biological compounds, inducing the formation of organic sulfur compounds (OSC; Raven et al., 2016) or reduced biomarkers (Hebting et al., 2006) that can be preserved in the geological record. Here, we explore the potential of preservation of (phyto)planktonic lipid biomarkers in a thalassohaline, alkaline volcanic crater lake (Dziani Dzaha, Mayotte, Indian Ocean), where primary production dominated by cyanobacteria induces a photic and anoxic waters below 1 meter depth (Leboulanger et al., 2017; Sala et al., 2022). The two dominant phytoplankton organisms, *Limnospira fusiformis* (Cyanobacteria) and *Picocystis salinarum* (Chlorophyta), are observed viable at all depths of the water column despite the absence of light and oxygen and the presence of high concentrations of reduced chemical species, including sulfides, ammonium and methane, below 1 meter depth (Bernard et al., 2019; Sarazin et al., 2020).

The study of lipid biomarkers in the water column and lake sediments reveals the presence of previously undescribed partially reduced carotenoid pigments derived from b-carotene, which appear in the euxinic part of the water column and accumulate in the underlying sediments. The presence of numerous reduced carotenoids has already been observed in the euxinic Lake Cadagno, where they were shown to be formed by abiotic reductive sulfurization/desulfurization processes operating on biosynthetic pigments from anoxygenic phototrophic bacteria (Hebting et al., 2006). However, in the present case, the lack of structural diversity of the reduced carotenoids and their specific chemical structures rather suggest biosynthetic production in response to adverse environmental conditions.

Quantification of the reduced carotenoid derivatives in lake sediments, along with other lipid biomarkers specific to archaea, bacteria and phytoplankton, was used to identify potential biological producers of the reduced carotenoids. Strong correlations with well-known phytoplanktonic lipid biomarkers indicate a phytoplanktonic origin of the reduced carotenoids and their intense production (> 20 mg/gTOC) following the establishment of stratified (euxinic) conditions ca. 900 years ago. Overall, our results suggest that some phytoplanktonic organisms may be able to adapt their lipidome to survive under anoxic/euxinic conditions, producing partially reduced carotenoid pigments poorly prone to degradation that could constitute a new pathway for phytoplanktonic organic biosignature preservation in anoxic/euxinic aquatic ecosystems.

<footnote n="1">¹ UMR 7294 MIO, Université d'Aix-Marseille, Université de Toulon, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7177 ICS, Université de Strasbourg, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ TotalEnergies, CSTJF, Pau</footnote>
# Les bilans de carbone au sein des écosystèmes côtiers à " carbone bleu " et comparaison avec les estuaires picards

Kentin Plegue<fnref n="1" />, Nicolas Spilmont<fnref n="1" />, Lionel Denis<fnref n="1" />

Contact : [kentinfac2019@gmail.com](mailto:kentinfac2019@gmail.com)

Localisés à l'interface entre le continent, l'océan et l'atmosphère, les écosystèmes estuariens sont le siège de nombreux processus physico-chimiques et biologiques influençant largement les cycles biogéochimiques et la dynamique des flux de carbone (Mitra et al., 2014).

Ainsi, les processus associés à la minéralisation de la matière organique dans les sédiments estuariens lors de la diagenèse précoce vont amener à un rejet de CO₂, à l'inverse des processus de production primaire qui permettent la fixation du CO₂ et sa séquestration dans les sédiments superficiels. Le bilan des flux associés aux processus de minéralisation et de production primaire définit le caractère autotrophe (dominé par les processus de production, donc puits de CO₂) ou hétérotrophe (dominé par les processus de respiration/minéralisation, donc source de CO₂) du système étudié. Certains systèmes avec un bilan autotrophe sont capables de séquestrer le carbone sur de longues périodes, et sont appelés écosystèmes à " carbone bleu ".

Bien qu'ils ne représentent qu'une faible surface des environnements côtiers, ces écosystèmes à " carbone bleu " pourraient stocker jusqu'à 50 % du carbone océanique (Behrenfeld et al., 2006 ; Arrigo, 2007). Les mangroves, les forêts de grandes algues brunes ou forêts de " kelps " (composées par exemple de laminaires) et les herbiers (composés de zostères ou de posidonies) sont les représentants les plus connus de ces écosystèmes à " carbone bleu ". Toutefois, même s'il est avéré que ces derniers participent largement aux mécanismes de séquestration du carbone, leur contribution globale précise reste encore mal connue.

Les prés-salés (ou schorres), localisés sur la partie la plus haute de la zone intertidale estuarienne et submergés uniquement lors des grandes marées, constituent de vastes surfaces végétalisées qui sont aussi suspectées de constituer des puits de carbone importants. Néanmoins, le statut d'écosystème à " carbone bleu " pour l'ensemble de la zone estuarienne intertidale reste discutable car peu de bilans de carbone fiables existent dans ce type d'environnement, en particulier prenant en compte la variabilité spatiale et temporelle à l'échelle de l'estuaire. Il est donc important de compiler les études portant sur la dynamique des flux et stocks de carbone dans les différentes zones de l'estuaire (chenaux, vasières, filandres, prés-salés), aux différentes échelles du cycle de marée (cycle immersion/émersion, cycle vivesses/eaux/mortes-eaux) ainsi qu'à l'échelle du cycle nycthéméral et du cycle saisonnier afin de déterminer leur capacité réelle à séquestrer le carbone. Des travaux d'une telle ampleur n'ont encore jamais été effectués dans les estuaires picards, et ces différentes questions seront traitées lors d'un doctorat portant sur les bilans des flux de carbone dans l'estuaire de la Canche, choisi comme estuaire picard " type " dans le cadre du projet FairCarboN CABESTAN, en raison de sa taille réduite et de la facilité d'accès aux divers types de substrats.

L'objectif de cette présentation est donc de dresser un bilan des connaissances déjà acquises sur les flux et les stocks de carbone au sein des différents écosystèmes estuariens intertidaux tempérés, notamment les différents estuaires picards, afin d'identifier les lacunes dans les connaissances actuelles, de lister les objectifs à atteindre et les moyens les plus adaptés à mettre en œuvre afin de quantifier le rôle de ces estuaires dans la séquestration de carbone.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>
# Spatial characterization of organic matter and carbon storage in two semi-arid mangroves of Ceara (NE Brazil) under the effect of land use

Hélène Plihon<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Stéphane Mounier<fnref n="1" />, Rozane Marins<fnref n="2" />

Contact : mounier@univ-tln.fr

Two mangrove systems in northeastern Brazil, Pacoti and Jaguaribe, were analyzed along a river gradient from upstream to downstream. Pacoti, historically impacted but now legally protected, contrasts with Jaguaribe, which is subject to intensive shrimp farming and upstream influences from dams, urban areas, and agricultural lands. We assessed sediment granulometry, carbon (C), nitrogen (N), and sulfur (S) content, and conducted spectrophotometric analyses (3D fluorescence, UV-Vis) on sediment cores from both mangroves. Pacoti exhibited a high mean C content of 2.16% (0.44% ; 5.80%), independent of granulometry, and a high mean C/N ratio of 21.75 (13.6; 28.7), indicating that the organic matter (OM) predominantly originates from the mangrove ecosystem itself. In contrast, Jaguaribe showed lower carbon content throughout the mangrove, with a mean of 1.2% (0.02 ; 2.46), and a lower mean C/N ratio of 15.1 (10.68 ; 29.82), primarily due to (i) variations in sediment granulometry and (ii) a greater influence of river-derived OM, attributed to a higher river-to-mangrove area ratio compared to Pacoti. 3D fluorescence analysis revealed an increase in the proportion of humic substances in OM with depth in Pacoti, while no such evolution was observed in Jaguaribe. These significant differences in OM dynamics between the two mangroves underscore the impact of land use: Pacoti's OM is characterized by higher carbon content typical of mangrove ecosystems and shows a classical OM evolution with increased humification with depth. In contrast, Jaguaribe's OM, with a balanced proportion of sulfur and nitrogen but lower carbon, shows no evidence of humification with depth. Consequently, Pacoti mangroves can store up to five times more carbon than Jaguaribe (85.83 MgC per hectare vs. 16.41 MgC per hectare). This difference is attributed to the distinct granulometry between the two mangroves-up to 97% sand in some upstream layers-as well as the influx of small, easily degradable molecules from urban sewage, shrimp farm effluents, and agricultural runoff. Carbon storage was higher downstream in Jaguaribe and upstream in Pacoti, indicating that Jaguaribe may be more vulnerable to carbon release under global change scenarios. The carbon sink and storage capacity of mangroves is highly dependent on land use and natural characteristics such as river size, sediment granulometry, and mangrove area.

<footnote n="1">¹ UMR 7294 MIO, Université de Toulon, Université d'Aix-Marseille, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceara (Brasil)</footnote>
# Multi-proxy Sediment Trend Analysis (MSTA) : dynamique sédimentaire de la source au puits

Emmanuel Poizot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Clément Frigola<fnref n="1" />, Gwendoline Gregoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Benjamin Le Lorec<fnref n="2" />

Contact : emmanuel-poizot@lecnam.net

L'analyse granulométrique est fondamentale pour l'interprétation des environnements sédimentaires. La variabilité spatiale des paramètres granulométriques (moyenne, sorting, skewness, kurtosis) peut être utilisée pour estimer les directions de transport (STA® : Sediment Trend Analysis ; McLaren, 1981 ; McLaren & Bowles, 1985 et GSTA : Gao & Collins, 1992). Le sédiment est constitué d'un mélange plus ou moins complexe de populations dynamiques, chacune d'entre elles est la résultante d'une source et de processus d'érosion, de transport et de dépôt. Chaque population ne retraçant qu'une partie de l'histoire des sédiments étudiés, il est de nécessaire de les identifier et de les qualifier.

L'approche " End-Members " (Ems) a été développée par Weltje (1997) dans cet objectif. Ce modèle peut déterminer le nombre et les spectres granulométriques des différentes populations dans un ensemble de données granulométriques caractéristiques d'une zone d'étude. L'analyse de l'organisation spatiale de chaque EMs et de leur pourcentage de mélange permet d'identifier les variabilités temporelles et spatiales des sources et des environnements sédimentaires. Le package R 0.9.6 d'EMMAGeo (Dietze et Dietze, 2019a,b), facilite l'application cette approche dans la décomposition une distribution granulométrique multimodale en ses différentes populations de grains. La méthode " End-Members " est de plus en plus utilisée et comparée conjointement à la méthode STA®/GSTA (Liu et al. 2012 ; Li et Li, 2018 ; Yu et al., 2019 ; Yuan et al., 2021 ; Chen et al., 2022 ; Paladino et al., 2022 ; Dong et al., 2023 ; Meng et al., 2023). Pour ces auteurs, une modélisation des EMs granulométriques utilisée en complément à une analyse STA®/GSTA permet de mieux comprendre les schémas de transport des sédiments et les mécanismes associés facilitant ainsi l'interprétation environnementale.

L'approche proposée ici se base sur l'intégration de ces deux méthodes (EMs et STA®/GSTA) pour modéliser les évolutions sédimentaires en remplaçant les paramètres statistiques historiques par les caractéristiques des EMs. Elle est appliquée à la rade de Cherbourg, site dont la complexité se retrouve dans l'hétérogénéité de la granulométrie de surface, la courantologie et la morphologie.

Les principales sources de sédiment sont extérieures à la grande rade de Cherbourg. Le sable fin à moyen (EM3) constitue le fond sédimentaire de la rade de Cherbourg. Présent au large, il est trié par les courants de marée et pénètre principalement par les passes (est et ouest). Au niveau de la passe de l'Ouest, il est chassé par la houle de part et d'autre d'un axe nord-ouest sud-est. A l'inverse, il constitue des unités sédimentaires d'épaisseur métrique dans la partie orientale de la grande rade. Dans l'axe de la passe de l'Ouest, ce sable fin à moyen est accompagné d'un sable grossier coquillier (EM4). Ce dernier pénètre dans la rade lors de fortes houles de secteur ouest à nord-ouest. Les sédiments les plus fins (EM1) transportés en suspension, se superposent au sable fin à moyen. Ils s'organisent spatialement en fonction de l'interaction entre les courants de marée et la morphologie côtière. Au pied de la digue centrale, une accélération localisée des courants est à l'origine d'un sédiment hétérométrique (EM2).

<footnote n="1">¹ LUSAC, Université de Caen Normandie, site de Cherbourg, CNAM</footnote>

<footnote n="2">² Intechmer, CNAM</footnote>
# Fosses et paléovallées de la Manche

Fabien Paquet<fnref n="1" />, Isabelle Thinon<fnref n="1" />, Olivier Dugué<fnref n="2" />, Bernadette Tessier<fnref n="2" />,
Massinissa Benabdellouahed<fnref n="2" />, Pol Guennoc<fnref n="1" />

Contact : f.paquet@brgm.fr

Pendant plusieurs décennies, les incisions affectant le fond marin de la Manche ont été interprétées comme un grand réseau de paléovallées formé et ayant évolué lors des bas niveaux marins successifs du Pléistocène. Localement, le réseau d'incisions s'accuse formant les fosses. Plusieurs hypothèses ont été avancées quant aux processus les ayant générées.

Les travaux récents et en cours en Manche, basés sur l'interprétation de sismique Très Haute Résolution et sur la bathymétrie, ont permis d'améliorer la description des différentes incisions qui affectent le fond marin et de distinguer deux ensembles : (i) d'une part, les paléovallées, superficielles associées au réseau hydrographique actuel et présentant des incisions modérées de quelques dizaines de mètres et un remplissage partiel à total, et (ii) d'autre part, un ensemble sous-jacent d'incisions pouvant dépasser plusieurs centaines de mètres, au remplissage sédimentaire total ou partiel et n'étant pas connecté au réseau hydrographique. Les deux ensembles distincts sont localement superposés, comme c'est le cas au nord-ouest de la Baie de Seine, où paléo-Vire et paléo-Seine surmontent les fosses du Cotentin. Ailleurs, certaines fosses semblent totalement isolées comme celles de la Hague, de Ste Catherine, de l'Île Vierge. Leur(s) âge(s) reste(nt) à déterminer, vraisemblablement entre Oligocène et Pliocène.

Le point commun de ces fosses semble être le surcrousement au niveau de lithologies favorables ou au niveau de contrastes lithologiques (sables et argiles du Crétacé inférieur ; Marnes et calcaires du Jurassique ; craie du Crétacé supérieur, contact avec le socle...). De nombreuses fosses sont actuellement situées dans des zones de fort courant tidaux, à proximité du littoral (fosses d'Ouessant, de la Hague et de Ste Catherine). Or, les variations paléogéographiques régionales ont (i) permis la mise en place de courants tidaux importants en Manche et (ii) ont modifié les zones d'accélération de ces courants. Ainsi, les zones d'érosion tidales préférentielles ont pu se localiser en différents endroits, notamment le long de structures tectoniques, qui ont contrôlé en premier lieu la distribution en surface de lithologies contrastées et propices à l'érosion. Ceci expliquerait entre-autres la présence de la Fosse Centrale (Hurd Deep) localisée sur l'axe central de la Manche, le long de structures majeures inversées au Cénozoïque.

La distinction des fosses et du réseau de paléovallées permet de réviser la compréhension de la paléogéographie du Pléistocène. Reste à contraindre l'âge du développement des fosses et de caractériser leur remplissage. Des initiatives sont d'ores et déjà en cours sur ces points.

<footnote n="1">¹ BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>
# Des Ressources et des Hommes. La sédimentologie appliquée aux ressources minérales et énergétiques

Olivier Parize¹,², Laurent Gindre-Chenu³, Geoffray Musial⁴, Christophe Rigollet⁵

¹ U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne

² DRSB Consulting

³ Terra Geosciences

⁴ IMT-Mines Alès

⁵ CVA group

Contact: Olivier.Parize@ext.unilasalle.fr

La géologie est omniprésente dans notre quotidien, et depuis longtemps : l'âge de Pierre, l'âge du Bronze, l'âge du Fer. La force musculaire, celles du vent, des eaux vives ont permis aux Hommes de vivre, construire, se déplacer. De tous temps, la recherche et l'exploitation des ressources minérales ont participé à l'émergence, l'essor des civilisations humaines, parfois jusqu'à leur déclin.

A partir du XVIIIe siècle, ces énergies naturelles sont remplacées par celle de la vapeur. Le feu est rapidement nourri par le " charbon de terre " au fort pouvoir calorifique. Au milieu du XIXe siècle, le pétrole devient dominant : c'est l'une des clefs du succès de la deuxième révolution industrielle et de sa pérennité. Les géologues savent répondre à la demande croissante en hydrocarbures. Au tournant des années 1960-70, la stratigraphie séquentielle devient l'outil d'analyse du remplissage des bassins sédimentaires et la sédimentologie de faciès se développe. Ces techniques et leurs outils s'appliquent désormais à la compréhension des aquifères profonds, de leurs écoulements et leur recharge au sein de systèmes de drainage complexes.

Au long des XIXe et XXe siècles, les moteurs électriques et les batteries connaissent des succès d'estime, freinés par leur manque d'autonomie et leurs coûts de production. Plus tard, le développement de la production d'électricité d'origine nucléaire répond à une trop grande dépendance à l'énergie pétrolière. En ce XXe siècle, une nouvelle révolution énergétique les redécouvre pour continuer à aller plus loin, plus vite, plus haut en diminuant les émissions de gaz à effet de serre. L'électricité décarbonée apparaît comme un substitut au charbon ou au pétrole. Si au début des années 1980, 12 éléments du tableau périodique étaient exploités, depuis les années 2000, cette course aux géoressources nécessite plus de 45 éléments pour faire fonctionner nos Nouvelles technologies. Cette nouvelle géopolitique minière mondiale se nourrit de plus de travaux d'exploration et de production de métaux rares aux réserves cependant finies. La géologie a contribué à toutes les transitions énergétiques. Nos outils stratigraphiques et sédimentologiques se sont adaptés pour répondre aux volontés économiques. Ils seront l'une des clefs de la réussite de la prochaine transition énergétique, fondée à la fois sur la recherche et la production d'énergies décarbonées dans les bassins sédimentaires et le stockage géologique des émissions industrielles de dioxyde de carbone, lorsqu'elles peuvent être captées. Le développement des énergies vertes intermittentes est conditionné par la disponibilité des métaux rares et par la nécessité de stocker d'importants volumes d'énergie pour adapter la production à la consommation. L'objectif de cette session est de faciliter les rencontres, les échanges entre des spécialités voisines, trop souvent sans contact, créer des passerelles entre nos disciplines.
# Sedimentology of the Tarkwaian host formation of the Assafou gold deposit, (Endeavour Mining, Ivory Coast): possible evidences of tidal environment of deposition

Olivier Parize¹,², Florentin Kouamé³, Mathias Boisorieux⁴, Aristide Dago³, Philippe Kister³, François Buscail³

¹ U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne

² DRSB Consulting

³ Endeavour Mining (Côte d'Ivoire)

⁴ UMR 7327 ISTO, Université d'Orléans, CNRS, BRGM

Contact: Olivier.Parize@ext.unilasalle.fr

The Assafou deposit, Gontouko Region in Côte d'Ivoire, is a major and recent discovery by Endeavour Mining company, whose resources attain 4,5 Moz at an average grade of 1.97 g/t Au (updated resources published on 29/11/2023). The deposit is in the Southwestern part of the Koun-Tanda basin composed of silicoclastic sediments of most probable Tarkwaian age (TAS), at/or immediately in the vicinity of a major NW-striking steeply dipping (60° to 80° to the SW) fault (thereafter named "Assafou fault"). This structure separates the Tarkwaian sediments from the Birimian basement rocks comprising mafic volcanic rocks, meta-volcano sediments and a felsic intrusion. At the scale of West Africa, previous works suggest that the TAS could be deposited in continental setting from alluvial fans to braided rivers.

Gold mineralization is associated to hydrothermal alteration characterized by pervasive silicification of the sandstones and by the presence of sulphides (mainly pyrite) within the TAS matrix or filling cracks and veins crosscutting the TAS

The Assafou deposit has been recognized through 868 oriented drill holes (183 081 m), cored from to 150 m down to depth of 370 m, providing a large set of samples for facies description (fabrics, textures, hydrodynamic diagnostic features) and structural measurements (S0, oblique laminations and paleocurrent directions).

At Assafou, the TAS are quartzitic (clay poor) coarse to very coarse sandstones and microconglomerates forming cross-sets of arcuate laminae locally marked by fine-grained dark linings composed of Fe-Ti oxides. These laminations are systematically distributed in couplets, as do mud drapes in tidal deposits. The conglomerates are composed of small to medium, polygenic, quartz-dominated, pebbles, mainly located at the base of the TAS. Their matrix is dominated by thin and fine dark oxide grains.

Based on cores and outcrop observations, the TAS consists of stacked 3 m high crossbedded dunes. The measured geometrical relationships between the laminae and masterbedding show that the paleocurrents are bidirectional, oriented SW-NE, perpendicular to the Assafou fault. The presence of couplets and the bidirectionality of the paleocurrents suggest that the depositional environment of the TAS was tide-dominated. The highwater depth could be of the order of 10 m based on present day bathymetric charts The dominant perpendicular orientation of the paleocurrents to the Assafou fault and the absence of matrix-supported, poorly-sorted conglomerates or angular-dominated deposits along the fault suggest that the Assafou fault might not have had a major morphological impact at the time of TAS deposition.
# Le système Fluvio-Lacustre fossile du sud de Grande Terre de Nouvelle-Calédonie : Caractérisation de l'impact des processus sédimentaires et post-dépôts sur la dynamique des éléments métalliques

Jean-Baptiste Parmentier<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Maximilien Mathian<fnref n="1" />, France Pattier<fnref n="1" />, Peggy Gunkel-Grillon<fnref n="1" />, Virginie Gaullier<fnref n="2" />, Nicolas Tribovillard<fnref n="2" />, Pierre Maurizot<fnref n="3" />, Alain Zanella<fnref n="4" />, Cyril Marchand<fnref n="1" />

Contact : [jean-baptiste.parmentier@unc.nc](mailto:jean-baptiste.parmentier@unc.nc)

La Nouvelle-Calédonie est un archipel du Sud-Ouest du Pacifique dont l'île principale, Grande Terre, est recouverte aux deux tiers par une nappe ultramafique (péridotites et intrusifs associés). Elle est exposée à un climat tropical humide depuis le Paléogène (25 Ma - actuel), ayant conduit au développement d'un profil d'altération latéritique de plusieurs dizaines de mètres. Celui-ci s'approfondit au détriment du complexe ultramafique, avec un enrichissement en éléments métalliques (EM : Fe, Ni, Cr, Co, Mn, ...). L'érosion qui affecte également les massifs péridoditiques depuis des millions d'années a localement mobilisé des éléments issus de l'intégralité du profil d'altération, allant de blocs de roche saine à des blocs de la cuirasse latéritique surmontant les péridotites. Ce phénomène a entraîné la formation d'un système continental intra-vallée, nommé Système Fluvio-Lacustre (SFL), au Sud de Grande Terre.

Cette formation est essentiellement fluviatile avec quelques occurrences lacustres, a une épaisseur maximale d'environ 80 m. Sa structure est complexe et certains niveaux sont caractérisés par des enrichissements en éléments métalliques similaires aux latérites. Le système se répartit dans plusieurs sous-bassins versants du Grand Sud, dont le bassin de la Rivière des Pirogues. Ce dernier présente de nombreux affleurements, formés grâce à la combinaison de la forte incision des rivières actuelles et de l'activité anthropique. La séquence sédimentaire du SFL dans cette partie du territoire demeure mal connue, toutefois les premières études issues de nos travaux ont permis de montrer que le remplissage est principalement gréseux (grès fin à moyen) avec des passées conglomératiques et des niveaux argileux. A l'échelle régionale, le pendage des couches est tabulaire montrant très peu de signes de déformation. Toutefois, localement le SFL abrite des niveaux métalliques indurés, horizontaux et verticaux, parfois déformés, formant des "cloisons". Ces structures peuvent correspondre potentiellement à la trace d'une ancienne fracturation ou à des injections syn ou post-sédimentaire.

L'objectif de ce travail de recherche est de discriminer puis de caractériser les processus liés au dépôt du SFL de ceux résultant de son évolution ultérieure (diagenèse/altération secondaire), ainsi que leurs mécanismes, afin de comprendre comment ces phénomènes impactent la mobilité des EM. Pour répondre à cette question, un échantillonnage systématique en quadrillage a été effectué sur deux affleurements (Nord et Sud du bassin), présentant des cloisons verticales et horizontales, d'environ 2 m<fnref n="2" /> chacun. Les deux affleurements se situent dans deux sous-vallées du bassin de la rivière des Pirogues. Au total, soixante-dix échantillons ont été récoltés, répartis entre ces deux affleurements. Des analyses chimiques (pXRF), minéralogiques (DRX) et structurelles (description macro, microscope optique et MEB) ont été effectuées.

L'affleurement de la partie Nord, se caractérise par des stratifications faiblement visibles avec un banc ferrugineux induré et ondulé, qui recoupe la stratification avec un angle allant jusqu'à 180° et dont l'origine de formation est inconnue. Les analyses chimiques pXRF des échantillons de cet affleurement montrent un ratio Si/Fe plus important sous le banc induré là où le fer domine sur le reste de l'affleurement. La source de ces sédiments étant dominée par des latérites pauvres en Si, ceci pourrait être l'indice de la remobilisation du fer pour permettre la cristallisation des bancs indurés. Sur l'affleurement Sud, la structure est plus complexe avec des réseaux de cloisons verticales indurées. Ces dernières présentent des enrichissements en éléments métalliques aux abords de ces objets (notamment Cr et Mn), ces métaux étant peu concentrés autour des cloisons. Ainsi, cette étude préliminaire montre que les objets ferrugineux des affleurements Nord et Sud, abritent des zones d'enrichissements et d'appauvrissements en EM. Ces travaux débouchent donc sur la question de la formation des cloisons indurées (processus diagénétiques et/ou altération post-dépôts) sur leur rôle concernant la distribution des EM dans le système Fluvio-Lacustre.

<footnote n="1">¹ EA 7484 ISEA, Université de la Nouvelle-Calédonie</footnote>

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

<footnote n="3">³ SGNC, Nouméa (Nouvelle-Calédonie)</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6112 LPG, Le Mans Université, Nantes Université, Angers Université, CNRS</footnote>
# Correlation between lithostratigraphy and karstic speleothems at the cave of Han-surLesse
(Rochefort, Belgium)

Bastien Paternostre de La Mairieu<fnref n="1" />, Sara Vandycke<fnref n="1" />, Sophie Verheyden<fnref n="2" />, Serge Delaby<fnref n="3" />

Contact : [bastweety@outlook.com](mailto:bastweety@outlook.com)

The main aim of this study is to investigate the correlation between speleothems (secondary carbonate deposits in caves) and rocks in which they were formed in the cave of Han-sur-Lesse in Belgium. To answer this problem, a lithostratigraphic study of the Givetian host rock in which the speleothems were set up was performed. The results showed that the geological Formations present in the cave (Touristic network and "Réseau Sud") are essentially those of Mont d'Haurs and Fromelennes (composed by Moulin Boreux and Flohimont Members in this cave). This study precisely locates the limits of Flohimont Member in the Artificial tunnel (Touristic network) and locates it entirely in the "Salle de la Pentecôte" ("Réseau Sud").

In addition, the "Réseau Sud" lithostratigraphic study and more particularly of the "Salle de la Pentecôte" reveals the presence of normal and reverse faults, unexpected in this place. Theses faults are the witnesses of tectonic Hercynian and post-Hercynian events.

With all these observations, a geological map has been drawn at the altitudinal level of the galleries of the Han-sur-Lesse cave, which shows slight differences from the surface geological map and better takes into account the observations at the cave level. This map proposes that the Salle de la Pentecôte and the Salle du Corail were formed following the Flohimont Member, part of which was off-set along a fault plane, most probably during Hercynian and/or post-Hercynian events.

In a second time, Laser Induced Breakdown spectroscopy (LIBS) and Raman spectroscopy, investigation have been carried out to understand if speleothems of the Salle de la Pentecôte can be geochemically associated with the geological formation in which they formed. Raman spectroscopy showed that aragonite speleothems (puffy matt white) and calcite speleothems (translucent white) are both present in the Salle de la Pentecôte but at different places.

LIBS on speleothems and associated rocks, showed that rocks are mainly composed by Ca, Mg, Al, Fe, Si, C with the possible presence of Sr and Ti and this composition appears directly reflected in speleothems that are associated with these rocks. This phenomenon is especially visible for Ca, Mg, Al, and C. Moreover, for speleothems analysis it can be considered that they are composed of 100% CaCO3. Thus, C and Ca peaks were considered as internal standards. Normalization of spectra was done based on the Carbon peak, perfectly pointed at 247.9nm in contrast to calcium peaks which are numerous and whose most representative peaks can be saturated. Therefore, for speleothems, relative amounts of Mg and Al can be determined. Indeed, speleothems LIBS investigations showed that aragonite contains more Al than calcite and that the wavelength peak of 285, 3 nm characterizing Mg is more important for aragonite than calcite. However, up to now, with LIBS method, no relevant distinction could be made between the different limestone formations in the "Salle de la Pentecôte".

Finally, geochemical results of the Salle de la Pentecôte have been combined with the geological map made in this study and clearly shows that aragonite speleothems were formed exclusively in the Flohimont Member of the Fromelenne Formation. In contrast, calcite speleothems are present in the Mont d'Haurs Formation and Moulin Boreux Member of the Fromelennes Formation.

Therefore, it can be concluded that the investigation based on a lithostratigraphic approach combined with specific geochemical analyses of karstic rocks and speleothems, shows that a clear geochemical and mineralogical link is present between the host rock and the speleothems formed within. Nevertheless, this should be further confronted with a similar approach to other contexts to be definitively concluded.

<footnote n="1">¹ Department of Mining Engineering, University of Mons (Belgium)</footnote>

<footnote n="2">² Department of Earth History of Life, Royal Institute of Natural Sciences, Brussels (Belgium)</footnote>

<footnote n="3">³ UNESCO Global Geopark Famenne-Ardenne, Han-sur-Lesse (Belgium)</footnote>
# Le champ de failles polygonales orientées du Bassin Sud Loyauté (Pacifique Sud-Ouest)

France Pattier<fnref n="1" />, Daryl Wienclawski<fnref n="1" />, Julien Collot<fnref n="2" />, Maximilien Mathian<fnref n="1" />

Contact : france.pattier@unc.nc

Le bassin Sud Loyauté appartient à l'archipel de la Nouvelle-Calédonie, situé dans le Sud-Ouest Pacifique. Ce bassin, avec une profondeur variant entre 1500 et 3000m, est long de 1000 km et large de 70 km. Il est bordé au nord par le bassin d'Entrecasteaux, à l'Ouest par la Grande Terre de Nouvelle-Calédonie puis par la ride Félicité, à l'Est par la ride des Loyauté et au sud par la fracture de Cook. Il présente une inflexion localisée au sud de la Grande Terre marquée par la présence d'un sursaut bathymétrique entre le Mont sous-marin de Munida et l'Ile Walpole subdivisant le bassin en deux. La partie nord du bassin s'approfondit ainsi vers le Nord-Ouest et sa partie Sud vers le Sud Sud-Est. La partie Nord est marquée par des remobilisations de pente et une sédimentation mixte associées aux sources sédimentaires en provenance de la Grande Terre. La partie Sud est quant à elle coupée de potentiels apports terrigènes actuels et présente une sédimentation hémiplégique carbonatée.

L'analyse morpho-bathymétrique du sous-bassin Sud à partir de la compilation des données de sondeurs multifaisceaux révèle la présence de linéations qui affectent le fond marin (inexistantes dans le sous-bassin Nord). Ces linéations peuvent former des polygones en surface et, sur les données de sismique réflexion, sont connectées à des failles pseudo-verticales qui affectent l'unité supérieure du remplissage du bassin Sud Loyauté épaisse de 0,4s TWT. Ces linéations peuvent donc être interprétées comme l'expression sur le fond marin de failles polygonales.

Cependant, dans le détail, les polygones ainsi formés ne sont pas réguliers. Ils sont caractérisés par des sillons de 16 m de profondeur, de 2 m de large et de longueur irrégulière. Plus de 50 % des linéations ont une longueur comprise entre 1500 m et 4000 m mais certaines atteignent 8000 voire 20000 m. Ces grandes linéations sont orientées préférentiellement vers le sud-ouest à l'échelle du sous-bassin Sud, un élément peut commun pour ce type de structure. Un découpage plus fin de la maille d'observation (50 km par 50 km) montre que leur orientation préférentielle varie entre le Sud et le Sud-Ouest. L'orientation au centre du sous-bassin Sud est majoritairement Sud alors que le Sud du sous-bassin est marqué par une orientation Sud-Ouest. La question de la cause de cette irrégularité associée à une orientation préférentielle se pause.

La coalescence de segments de failles polygonales peut être favorisée par un facteur tectonique. Or, la zone de subduction du Vanuatu est présente à l'Est de notre zone d'étude. Le bombement lithosphérique associé affecte de façon oblique en partie le sous-bassin Sud du Bassin Sud Loyauté. Nous interprétons ces différences d'orientations préférentielles comme étant liées à l'extension de surface, en extrados, générées par le bombement lithosphérique.

<footnote n="1">¹ EA 7484 ISEA, Université de la Nouvelle-Calédonie</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>
# Mise au point sur l'évolution du prisme sédimentaire d'embouchure de la Seine. Synthèse des connaissances, zones d'ombres et perspectives

Romain Pellen<fnref n="1" />, Bernadette Tessier<fnref n="1" />, Sandric Lesourd <fnref n="1" />

Contact : bernadette.tessier@unicaen.fr

A l'interface entre terre et mer, les estuaires sont des zones à l'hydrodynamisme puissant, où les flux sédimentaires continentaux et marins se rencontrent. Les évolutions morpho-hydro- sédimentaires (HMS) peuvent ainsi y être rapides et intenses. Dans l'objectif de contraindre ces évolutions, les modélisations HMS de l'estuaire de la Seine se heurtent au problème de la définition précise des épaisseurs de sédiments qui sont potentiellement remobilisables, dans le domaine de l'embouchure notamment. En particulier il convient de mieux localiser les " points durs ", constitués par des zones hautes du substratum ou par les nappes et cordons de galets.

Dans cet objectif, une campagne de carottages longs pourrait être envisagée afin de reconstituer le plus précisément possible la nature des sédiments qui composent le prisme sédimentaire d'embouchure, et définir la profondeur de son substrat non remobilisable sous l'action des conditions hydrodynamiques actuelles.

La réalisation d'un état des lieux précis des données paléo-bathymétriques, géologiques et géophysiques déjà disponibles à l'embouchure complète les travaux de Delsinne (2005) et nous apporte des renseignements 1) sur l'épaisseur du prisme sédimentaire disposé sur le substrat non remobilisable, 2) sa nature et son évolution sédimentaire générale et 3) la répartition des stocks sédimentaires au cours du temps, notamment au cours des derniers 200 ans.

A partir de ces données nous proposons de fournir une carte hypsométrique du toit du substrat " immobile " sur lequel repose le prisme sédimentaire de l'embouchure de la Seine, ainsi que plusieurs cartes du prisme permettant d'évaluer l'intensité des mouvements sédimentaires au cours du temps et en fonction de l'évolution des facteurs naturels et aménagements côtiers. Cette étude complète les observations de Delsinne (2005) confirmant trois stades de comblement progressif de l'estuaire entre 1834 et 2021. Evoluant en vaste système divagant jusqu'en 1875, la période 1875-1960 observe le comblement latéral du système. A partir de 1960 et sous l'influence des aménagements anthropiques, le comblement de l'amont vers l'aval du système entraine le développement et la progression vers le domaine marin de deux barres d'embouchure.

En raison du manque de données, des zones d'ombre nombreuses persistent, en particulier dans les parties centrale, sud et ouest du prisme sédimentaire. Il s'agit pourtant des zones les plus mobiles, avec une progradation très active du front de l'embouchure, de l'ordre de 25 m par an au maximum.

<footnote n="1">¹UMR 6143 M2C, Université Caen Normandie, Université Rouen Normandie, CNRS</footnote>
# New chronostratigraphic constrains on the Late Jurassic – Early Cretaceous carbon cycle by coupling U-Pb ages, chemostratigraphy and biostratigraphy in the Neuquén Basin

Pierre Pellenard<fnref n="1" />, Mathieu Martinez<fnref n="2" />, Beatriz Aguirre-Urreta<fnref n="3" />, Mélina Maurice<fnref n="1" />, Aurélia Londero<fnref n="4" />, Veronica Vennari<fnref n="5" />, Marina Lescano<fnref n="3" />

Contact : pierre.pellenard@u-bourgogne.fr

The Jurassic/Cretaceous boundary is still not fixed by the international groups working on it (Berriasian Working Group and Subcommission on Cretaceous Stratigraphy) due to provincialism and the difficulty to establish accurate correlations between palaeogeographic provinces with a unique marker. The Neuquén Basin (western Argentina) is a key area to fix the limit and to document the carbon cycle evolution at the Late Jurassic/Early Cretaceous transition considering both marine organic-rich sediments with high sedimentation rate containing index fossils (ammonites, nannofossils, calpionellids) and preserving numerous volcanic ash layers.

We propose here a new high-resolution carbon isotope curve (d13Corg) for the Vaca Muerta Formation in the Las Alcantarillas section encompassing the Tithonian-Berriasian boundary, allowing astrochronological constraints to be proposed coupled to CA-ID-TIMS U-Pb ages. The Las Alcantarillas section (215 m-thick) is newly dated using ammonites, calcareous nannofossils and calpionellids according to the Andean biostratigraphic zonation. In this section, fives K-bentonites (volcanic ash layers) have been dated so far ranging from 146.184 Ma in the *P. zitteli* ammonite biozone of the early Tithonian to 143.199 Ma in the late *S. koeneni* ammonite biozone of the late Tithonian, while 2 other are ongoing for the early Berriasian. These data are compared to the Las Loicas section (75 m-thick) 10 km far to the north-east, using carbon isotope (d13Corg) chemostratigraphy, where the Jurassic/Cretaceous boundary has been previously proposed from ammonites, calpionellids and nannofossils, including U/Pb ages (Lena et al., 2019). The correlation based on chemostratigraphy and biostratigraphy indicates that the Jurassic/Cretaceous boundary as defined currently in South America from biostratigraphy could be proposed around 180 m in the Las Alcantarillas section what is 80 m above the end of the VOICE (Volgian isotopic carbon excursion) recognized in this section. This pronounced negative excursion (5 ‰ of amplitude), is also identified in other worldwide basins and may be envisaged to help defining the Jurassic/Cretaceous boundary at a global scale.

## References:

Lena, L., López-Martínez, R., Lescano, M., Aguirre-Urreta, B., Concheyro, A., Vennari, V., Naipauer, M., Samankassou, E., Pimentel, M., Ramos, V., Schaltegger, U. (2019). High-precision U–Pb ages in the early Tithonian to early Berriasian and implications for the numerical age of the Jurassic–Cretaceous boundary. Solid Earth, 10(1), 1-14.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Instituto de Estudios Andinos, Universidad de Buenos Aires, CONICET (Argentina)</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ Instituto de Evolución, Ecología Histórica y Ambiente, Universidad Tecnológica Nacional San Rafael, CONICET (Argentina)</footnote>
# Le Portail national Cyber-Carothèque National

Cécile Pignol¹, Isabelle Billy², Pascal Calvat², Julien Penguen³, Bruno Galabertier¹, Xavier Crosta², Fabien Arnaud¹

¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD

² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS

³ UMS 2567 Porea, OASU, Université de Bordeaux, CNRS

Contact : cecile.pignol@univ-savoie.fr

La gestion des données constitue l'un des défis de la Science Ouverte de la prochaine décennie. Ceci est particulièrement important dans le domaine des Sciences de la Terre et de l'Environnement dans lequel la multiplication des échantillons de terrain et de mesures qui sont réalisées sur chacun d'entre eux, (DR1) conduit à une croissance exponentielle du nombre de données. Or, l'absence de systèmes d'information dédiés empêche de capitaliser sur cette grande richesse en reliant les données entre elles, notamment par des métadonnées riches et fiables.

Dans cette contribution, nous présentons un système mis en production depuis 2017 afin de bancariser les informations de terrain collectées lors du prélèvement de carottes sédimentaires. Ce système tend à répondre au plus près des principes d'ouverture de la données F.A.I.R. et est constitué de deux modules opérationnels : i) le CoreBook, qui est une application mobile de collecte d'information sur le terrain sous Android, et ii) la Cyber-carothèque nationale (Base de données MySQL), qui est un portail d'import multi-institutionnels de consultation et de diffusion des données collectées. A ce duo sera rattaché un troisième module opérationnel en 2023, Collect-Science. Ce système de gestion de base de données (SGBD) est développé par l'INRAe de Bordeaux. Il permettra, par interopérabilité, de faciliter la gestion des stocks d'échantillons dans les entrepôts d'échantillons gérés par des laboratoires français.

CoreBook est une application embarquée sur tablette Android qui apporte une plus-value en qualité lors des opérations de carottage sur le terrain, notamment les opérations complexes de carottages multi-sections et/ou multi-trous. Il est adapté à tout type de méthode de carottage (carottier russe, gravitaire, piston stationnaire, etc.).

Que ce soit par une opération de synchronisation du CoreBook, ou par l'import via un fichier d'inventaire respectant un format spécifique, ou par le flux de données entrant CSW (le IFREMER), les métadonnées de carottage sont ainsi capitalisées et tracées au niveau du portail national de la Cybercarothèque. Ainsi, chaque échantillon peut se voir attribuer un identifiant unique au format international IGSN, permettant de les identifier sans ambiguïté lors de citations dans des publications ou d'intégration dans des systèmes d'information tiers.

Il s'agit là d'étapes préalables indispensables vers la bancarisation, la qualité, le partage et l'utilisabilité des données de qualité.

En prenant le problème de la gestion des données à la base, au niveau des opérations de terrain, le système CoreBook - Cyber-carothèque - Gestion d'échantillons fournit à la communauté scientifique nationale un socle solide pour aller vers des des bases de données tournées vers les données instrumentales.

La Cyber-carothèque est accessible à l'adresse : www.cybercarotheque.fr, page sur laquelle figure le lien et les instructions pour créer le compte de son laboratoire et de ses utilisateurs, ses référentiels d'outils et télécharger l'application CoreBook.
# Modélisation stratigraphique de la Basse Vallée de l'Omo (Formation Shungura, Dépression du Turkana, Éthiopie) entre 4 Ma et 1 Ma

Perrine Poirier<fnref n="1" />, Alexis Nutz<fnref n="1" />, Vincent Godard<fnref n="1" />, Didier Granjeon<fnref n="2" />, Mathieu Schuster<fnref n="3" />, Doris Barboni<fnref n="1" />, Ghislain Gassier<fnref n="1" />, Jean-Renaud Boisserie<fnref n="4" />,<fnref n="5" />

Contact : [poirier@cerege.fr](mailto:poirier@cerege.fr)

La période de temps comprise entre 4 Ma et 1 Ma est cruciale dans l'histoire évolutionnaire des hominidés anciens, d'abord en Afrique orientale, et plus particulièrement dans la Dépression du Turkana (Rift Est-Africain, Kenya / Éthiopie). D'importants évènements (disparition du genre *Australopithecus*, apparition des genres *Paranthropus* et *Homo* et première expansion hors d'Afrique) y ont eu lieu, ainsi que des innovations technologiques majeures (i.e. industries lithiques lomekwienne, oldowayenne et acheuléenne). En parallèle, durant cet intervalle de temps, cette région a également connu des changements climatiques, tectoniques et volcaniques importants. Même si ces forçages sont plutôt bien contraints à l'échelle globale, peu d'informations existent sur leurs impacts locaux, limitant la compréhension de potentielles relations causales entre modification des environnements et évolution biologique.

Dans le but de mieux comprendre dans quelle mesure les pressions environnementales locales ont pu affecter les évolutions biologiques et culturelles, nous présentons ici l'évolution des environnements et des paysages sédimentaires de la basse vallée de l'Omo (Éthiopie) entre 4 Ma et 1 Ma. Nous avons utilisé le modèle stratigraphique DionisosFlow (Beicip-Franlab) et une compilation de données (géométrie du bassin, taux de subsidence, débit liquide et solide de la rivière Omo, paléo-précipitations), pour simuler l'évolution tectono-sédimentaire de la basse vallée de l'Omo. Confrontées aux reconstructions paléo-environnementales résultant des données de terrain, les sorties du modèle DionisosFlow permettent de présenter les géométries sédimentaires à l'échelle du bassin, la répartition des faciès sédimentaires, la trajectoire du trait de côte au cours du temps et de discuter de l'interaction des différents forçages ayant impacté le système de la Basse Vallée de l'Omo au cours du temps. Les réponses environnementales locales aux différents forçages (climat, tectonique et volcanisme) globaux ou régionaux connus sont particulièrement regardées.

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

<footnote n="2">² IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 7063 ITES, Université de Strasbourg, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ Centre Français des Études Ethiopiennes, CNRS, Addis Ababa (Éthiopie)</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 7262 PALEVOPRIM, Université de Poitiers, CNRS</footnote>
# Impact du climat sur l'érosion dans des cirques glaciaires alpins : une comparaison entre les périodes du Dryas Récent et du Néoglaciaire

Quentin Portal¹, Jean-François Buoncristiani¹, Romain Delunel², Jean-Louis Mugnier³

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

² UMR 5600 EVS, Université de Lyon 3, CNRS

³ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD

Contact : jfbuon@u-bourgogne.fr

Les cirques glaciaires sont des indicateurs clés pour comprendre les interactions entre glaciers, climat et relief. La formation des moraines des glaciers de cirque est principalement influencée par la quantité de débris supra-glaciaires, la dynamique glaciaire et la topographie. L'intensité et la variabilité temporelle de l'érosion des parois rocheuses sont également modulées par le climat, un facteur rarement pris en compte dans la formation des dépôts morainiques. Dans ce travail, nous avons utilisé les moraines déposées lors des avancées glaciaires dans les cirques de haute altitude comme proxy de l'érosion des parois afin de mieux comprendre le rôle du climat. Ainsi nous avons comparé les moraines mises en place durant le Dryas Récent (avec un climat froid et sec) et celles correspondant au Néoglaciaire (avec un climat tempéré et humide).

Cette étude a été réalisée à partir de l'analyse des moraines de glaciers de cirque des massifs du Mont-Blanc (cirques de la Pendant et de Lognan, du Nant Blanc, des Drus, des Nantillons, de Blaitière et des Pèlerins), des Aiguilles Rouges (cirque de la Remuaz) et du Grand-Paradis (cirques d'Invergnan, de Trajo, de Timorion, de Monciair et du Grand-Paradis). Les taux de dénudation des cirques glaciaires ont été calculés à partir du volume des moraines, déterminé à l'aide de MNT LiDAR à haute résolution. La calibration des paramètres climatiques (températures et précipitations) durant le Dryas Récent et le Néoglaciaire a été obtenue en utilisant une modélisation des bilans de masse glaciaires (modèle PDD - Harper et Humphrey, 2003 ; Blard et al., 2007). Finalement, afin d'identifier les zones les plus exposées à l'érosion périglaciaire nous avons utilisé un modèle de " frostcraking" (Hales et Roering, 2007 ; Delunel et al., 2010) que nous avons spatialisé, tout en intégrant les données de température de surface de la roche.

Les taux de dénudation ont été calculés dans douze cirques pour le Néoglaciaire et dans trois cirques pour le Dryas Récent. Au Néoglaciaire, les taux de dénudation moyens varient entre 0,17 et 0,85 mm.an-1. Au Dryas Récent, les taux de dénudation varient entre 0,05 et 0,20 mm.an-1 et sont inférieurs à ceux du Néoglaciaire dans les cirques correspondants. Les taux de dénudation des cirques présentent une corrélation positive avec les températures moyennes et les précipitations moyennes, une corrélation négative avec la surface des bassins versants, l'altitude maximale des cirques et leur relief. La modélisation des processus de " frostcracking " révèle une zonation altitudinale de son intensité à l'échelle d'un massif, mettant en évidence l'existence d'une fenêtre altitudinale où l'intensité est maximale. Cette fenêtre varie avec le climat : son altitude diminue lors des périodes froides et augmente lors des périodes tempérées.

Ce travail a permis de démontrer l'influence du climat sur l'érosion dans les cirques glaciaires. Les taux d'érosion sont plus élevés durant les périodes au climat tempéré et humide que durant les périodes au climat froid et sec. Ces résultats semblent liés à la variation altitudinale de la fenêtre de " frostcracking" en fonction du climat.

## Références

* Blard, P.H., Lavé, J., Pik, R., Wagnon, P., Bourlès, D., 2007. Persistence of full glacial conditions in the central Pacific until 15,000 years ago. Nature 449, 591-4. https://doi.org/10.1038/nature06142

* Delunel, R., Beek, P., Carcaillet, J., Bourlès, D., Valla, P., 2010. Frost-cracking control on catchment denudation rates: Insights from in situ produced 10Be concentrations in stream sediments (Ecrins-Pelvoux massif, French Western Alps). Earth Planet. Sci. Lett. 293, 72-83. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.02.020

* Hales, T.C., Roering, J.J., 2007. Climatic controls on frost cracking and implications for the evolution of bedrock landscapes. J. Geophys. Res. Earth Surf. 112. https://doi.org/10.1029/2006JF000616 Harper, J., Humphrey, N., 2003. High altitude Himalayan climate inferred from glacial ice flux. Geophys. Res. Lett. 30, 1764. https://doi.org/10.1029/2003GL017329
# Fonts-Bouillants (France) shallow reservoir: towards the first helium production in Western Europe

Éric Portier<fnref n="1" />, Benoît Hauville<fnref n="1" />, Nicolas Delcourt<fnref n="1" />, Charlotte Laine<fnref n="1" />

Contact : eric@458energy.com

Helium is essential to the manufacture of many products used every day, such as the Internet (optical fibres), computers or mobile phones (semiconductors and processors), medicine (MRI scanners) or in other more specific applications such as gas chromatography... (Hauville, 2022). Helium is produced by the natural radioactive decay of uranium and thorium. Rocks containing relatively high concentrations of these two elements can therefore generate helium which could eventually migrate, associated with a carrier gas (> 95% of the volume) towards a reservoir rock covered with a seal in a trapping geometry.

After literature research followed by highly encouraging geochemical field studies, 45-8 Energy applied in 2019 for an exploration permit called 'Fonts-Bouillants' (Nièvre, France), to assess the potential for joint exploitation of helium and carbon dioxide that naturally seep along the Saint-Parize Fault (SPF) (Pironon et al., 2022), a 20km-long fault trending N10° and well identified on the geological map published by the French Geological Survey (BRGM).

The license, awarded in 2021, is located in a transition zone between the north of the Massif Central and the south of the Paris Basin (France), an area that has never been the subject of in-depth geological studies in the past, due to a lack of industrial or scientific interest, limited subsurface dataset and poor outcropping conditions. A combined geophysical study, including 3D seismic, magnetic/gravity anomaly mapping, electrical resistivity tomography (ERT), soil gas sampling, was acquired by 45-8 energy in 2021, defining more complex geometries and revealing potential structural closures along the SPF, motivating a shallow drilling campaign. A total of 10 shallow wells (100 m deep) were then drilled in 2022 to calibrate the stratigraphy and test for the presence of gas. Of all the wells, one drilled a few tens of meters into the footwall of the SPF and found mobile gas and helium in the heterolithic Toarcian sandstone (tempestites?), proving that a shallow accumulation in a porous reservoir could exist, and that the presence of mobile gas is not limited to the core and damage zone of the fault (what was proven by an existing old well). A second well drilled in the hanging wall confirmed the extent of the accumulation in the Mid to Upper Triassic fluvial sandstones. Surprisingly high flow rates and good communication during the interference test between the two wells have made it possible to determine minimum connected volumes that are sufficient to conduct an initial pilot production phase.

Construction of a pilot production facility is under way and 45-8 energy should be able to produce helium for the first time in Western Europe in November this year.

## References

* Hauville, B. (2022) *L'hélium : un gaz rare et cher*. Géologues, 213, 53-57

* Pironon, J., de Donato, P., Randi, A., Caumon, M. C., Barres, O., Sterpenich, J., Delcourt, N., Pélissier, N., Guermont, T., Piedevache, M. (2022). *Mapping of natural CO2 emissions before NECCS. 16th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies*, GHGT-16.

<footnote n="1">¹ 45-8 ENERGY, Metz</footnote>
# Les dépôts récents du Lac Kleifarvatn, Islande : archive des perturbations tectoniques et hydrothermales ?

Marina Rabineau<fnref n="1" />, Jerome Goslin<fnref n="1" />, Laurent Geoffroy<fnref n="1" />, Karine Alain<fnref n="2" />,
Mélanie Le Moigne<fnref n="2" />, Xavier Philippon<fnref n="3" />, Françoise Lesongeur<fnref n="3" />, Thibaut
Barreyre<fnref n="1" />, Romain Pellen<fnref n="3" />, Estelle Leroux<fnref n="1" />, Philippe Schnurle<fnref n="1" />,
Thorbjorg Agustsdottir<fnref n="5" />, Knutur Arnason<fnref n="5" />, Gudbjor Margeirson<fnref n="5" />,
Armann Hoskuldsson<fnref n="6" />, Kjartan Thors<fnref n="7" />, Pauline Vannier<fnref n="8" />, Viggo
Marteinsson<fnref n="5" />, Steffen Jorgensen<fnref n="9" />

Contact : marina.rabineau@univ-brest.fr

Deux études sismiques menées en 2005 et 2009 dans la péninsule de Reykjanes en Islande (région de Krýsuvík -Kleifarvatn), ont permis de mettre en évidence une migration per-ascensum en plusieurs étapes des fluides hydrothermaux d'un réservoir supercritique profond situé à une profondeur de ~ 5 km (Geoffroy et al., 2022, Nature Com. E & E). Les mêmes données suggèrent que ces fluides pourraient provenir d'une pénétration antérieure per-descundum de fluides peu profonds consécutive à un tremblement de terre en 2000 le long d'une faille située le long du lac Kleifarvatn comme cela a été observé par l'abaissement spectaculaire du lac pendant une période d'un an après le tremblement de terre (Geoffroy et al., 2023 RST).

En Juin 2023, des données de sondeur de sédiments inédites (Boomer) ont été acquises pour la première fois sur ce Lac Kleifarvatn (L. Geoffroy & M. Rabineau). L'analyse préliminaire des enregistrements montre une couche de dépôts sédimentaires récents, de faciès homogène de 2 à 20 m par endroit, correspondant vraisemblablement à l'Holocène. Un niveau plus réflectif apparaît au sein de cette série. Des dépôts gravitaires (de pente) ont aussi été repérés. De nombreuses failles actives ont été mises en évidence et certaines sont associées à une perturbation du signal qui pourrait correspondre à des remontées fluides (sources hydrothermales connues dans plusieurs endroits du lac, Friðriksson, 2014). Cette première mission nous a permis, après avoir cartographié ces marqueurs sismiques clefs, de définir plusieurs points de carottages idéaux (Rabineau et al., 2023 RST).

Une seconde mission pour effectuer des carottages courts a ensuite été organisée et réalisée en Mai 2024 (J. Goslin & K. Alain). Trois carottages ont ainsi été réalisés : deux dans la zone sud, soumise à des sorties de sources hydrothermales connues et une dans la zone Nord, à priori hors de la zone d'influence des sorties de fluides. Les carottes sont étudiées d'un point de vue sédimentologique et microbiologique, que nous tenterons de relier aux processus tectoniques cycliques actifs dans la région. Les analyses préliminaires des deux carottes sud montrent sur les données XRF un enregistrement très varié avec des pics importants, en particulier de soufre.

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

<footnote n="2">² EMR 6002 BEEMP, Université de Bretagne Occidentale, Ifremer, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Ifremer, Plouzané</footnote>

<footnote n="4">⁴ Geoxz (Belgique)</footnote>

<footnote n="5">⁵ Iceland GeoSurvey</footnote>

<footnote n="6">⁶ University of Iceland</footnote>

<footnote n="7">⁷ Consultant</footnote>

<footnote n="8">⁸ UR 4323 MAPIEM, Université de Toulon</footnote>

<footnote n="9">⁹ University of Bergen (Norway)</footnote>
# Evolution des cortèges argileux au cours de l'OAE2 (~94 Ma) : Exemple de la coupe de Pont d'Issole (Bassin Vocontien)

Laurent Riquier<fnref n="1" />, Thomas Munier<fnref n="1" />, Carolina Fonseca<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Carine Lezin<fnref n="2" />

La limite Cénomanien-Turonien (~94 Ma) est marquée dans de nombreux environnements marins par la mise en place de conditions appauvries en oxygène au sein de la colonne d'eau, et par le dépôt de niveaux sombres enrichis en matière organique, de type *black shales*, associés à l'Evénement Océanique Anoxique 2 (ou OAE 2). Au sein de cet OAE, un court épisode de refroidissement, le *Plenus Cold Event*, causé par un apport d'eaux polaires vers les plus basses latitudes, a également été mis en évidence.

De nombreuses études se sont attachées à définir les conditions paléo-océanographiques au sein de la colonne d'eau au cours de cet événement, mais peu d'études se sont intéressées à la reconstitution des conditions paléo-climatiques sur le continent. Afin de déterminer l'évolution de ces conditions au cours de l'OAE 2, une étude haute résolution de l'évolution des cortèges argileux a été réalisée sur la coupe de Pont d'Issole, située dans le bassin Vocontien (SE France). Cette coupe de référence présente un enregistrement complet de l'OAE 2, représenté dans cette région par une alternance marno-calcaire, appelé le niveau Thomel. Ce niveau est divisé en quatre unités lithologiques, dénommées TH1, TH2, TH3 et TH4 ; les unités TH1 et TH3 correspondant à des niveaux marneux sombres et les unités TH2 et TH4 à des niveaux plus calcaires. Le *Plenus Cold Event* est enregistré, quant à lui, dans la partie supérieure du TH2.

L'analyse, réalisée par diffraction des rayons X, a mis en évidence des cortèges dominés par les smectites (> 50%) et dans une moindre mesure les illites (5 à 30%), mais présentant des enrichissements significatifs en kaolinite (> 15%) à la base et au sommet de l'OAE 2, au sein du TH1 et du TH4. À l'inverse, le TH2 et la base du TH3 sont marqués par la quasi-absence de ce minéral (< 5%) et l'augmentation progressive du pourcentage de smectites, qui atteint 90% à la base du TH3. Les chlorites, quant à elles, sont présentes tout au long du niveau Thomel mais uniquement à l'état de trace (< 5%).

D'un point de vue paléoclimatique, la base et le sommet de l'OAE 2 seraient donc caractérisés dans le bassin Vocontien par la mise en place de conditions humides et chaudes, entrecoupées par un épisode plus tempéré et/ou moins hydrolysant, en partie contemporain du *Plenus Cold Event*. Ces interprétations, déduites de l'évolution des cortèges argileux, sont en accord avec les reconstitutions paléoclimatiques, basées sur les palynofaciés et proposées par Fonseca et al (2020). L'épisode de refroidissement, associé au *Plenus Cold Event* se serait ainsi traduit sur le continent par le développement d'une végétation de type savane au détriment de forêts riches en conifères, caractéristiques de conditions chaudes et humides, rencontrés à la base et au sommet de l'OAE 2.

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

<footnote n="2">² UMR 6553 GET, Université de Toulouse 3, CNRS, IRD, CNES</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratório de Palinofácies e Fácies Orgânica, Universidade Federal do Rio de Janeiro (Brésil)</footnote>

<footnote>Contact : laurent.riquier@sorbonne-universite.fr</footnote>
# Le gisement uranifère de Zoovch-Ovoo (Mongolie) : un exemple de piégeage bio-géochimique de l'uranium dans des systèmes sédimentaires de basse température

Dimitrios Rallakis<fnref n="1" />, Raymond Michels<fnref n="1" />, Marc Brouand<fnref n="2" />, Michel Cathelineau<fnref n="1" />

Contact : raymond.michels@univ-lorraine.fr

Les processus organiques et inorganiques qui contrôlent la réduction de l'uranium dans les aquifères de gisement de type roll-front ont été étudiés sur l'exemple de Zoovch-Ovoo (Mongolie). La formation Sainshand (d'âge Cénomanien) qui contient le gisement est formée de sédiments silico-clastiques non consolidés déposés en milieu fluvio-lacustre et principalement représentés par des sables moyens à fins et des argiles silteuses. Les réservoirs présentent des concentrations en matière organique détritique dans les faciès argileux ou à la base des bancs sableux. La pétrographie organique permet de reconnaître un kérogène constitué de restes de plantes supérieures mal conservés et très immatures (réflectance < 0.4%; tourbe). Les minéralisations sont systématiquement associées à la matière organique. Cependant, cette dernière ne peut pas être directement impliquée dans le mécanisme de réduction de l'uranium à cause d'une température d'enfouissement maximale de 50°C. En effet, Nakashima et al. (1984) ont démontré qu'un tel processus nécessite une température minimale de 120°C, ce qui est exclu pour la zone étudiée. Toutefois la matière organique reste un élément important dans le processus de concentration de l'uranium car elle agit comme substrat nutritif à des communautés bactériennes. Les bio-films formés permettent le piégeage de U(VI) jusqu'à des teneurs de 20% en masse sans expression minéralogique. L'activité bactérienne agit sur la géochimie du soufre, du fer et de l'uranium avec comme conséquences la formation de sulfures et d'UO2. Les sulfures biogéniques s'ajoutent ainsi à la pyrite diagénétique comme acteurs de la réduction de l'uranium. Les mécanismes de réduction abiotique de l'uranium (sulfures diagénétiques, oxydes de fer-titane) sont ainsi renforcés par l'activité biologique. L'analyse des gaz désorbés des échantillons révèlent notamment la présence de CO2 et de méthane dont les compositions isotopiques en carbone indiquent des origines bactériennes. Les communautés présentes sont ainsi sulfato-réductrices, oxydantes, méthanogènes et réductrices de métaux. L'ensemble des résultats permet de décrire le gisement de Zoovch-Ovoo comme un piège bio-géochimique dans lequel l'activité des communautés bactériennes se couple aux processus abiotiques afin d'exacerber les mécanismes d'oxydo-réduction qui conduisent à l'enrichissement en l'uranium.

<footnote n="1">¹ UMR 7359 Géoressources, Université de Lorraine, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Orano Mining, Châtillon</footnote>
# Enregistrement sédimentaire marin de l'évènement hydrometeorologique ALEX (2020) sur la marge Ligure. Apports de la campagne Océanographique SEALEX (SEarching for ALEX)

Gueorgui Ratzov<fnref n="1" />, Sébastien Migeon<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Marie Revel<fnref n="1" />, Pierre Sabatier<fnref n="3" />, Alice Molard<fnref n="3" />, Equipe Embarquée Sealex

Contact : gueorgui.ratzov@univ-cotedazur.fr

Si les tempêtes et les précipitations extrêmes génèrent les dégâts les plus conséquents dans les bassins versants à terre, leur signature sédimentaire est également enregistrée en mer par le biais des écoulements gravitaires générant le dépôt de turbidites sur les terrasses des canyons, les levées s sédimentaires et dans les bassins profonds.

Le phénomène hydro-météorologique ALEX a atteint la France le 2-3 octobre 2020, et a été particulièrement violent dans le département des Alpes Maritimes. Plus de 500mm de précipitations se sont déverses en 24 heures (pluviométrie moyenne 800mm/an). Les bassins versants du Var (vallées de la Tinée et la Vésubie) et de la Roya ont particulièrement été affectés. De nombreux glissements de terrain s'y sont déclenchés sur les reliefs escarpés, puis se sont propagés sous forme de coulées de boue et de débris. Les produits érodés ont été déversés en mer, comme en attestent les panaches hypopycnaux visibles jusqu'à 15 km au large des embouchures des fleuves.

Grâce au soutien de la Flotte Océanographique Française et des tutelles institutionnelles, la campagne SEALEX a été effectuée à bord du N/O Pourquoi Pas? du 1 au 9 novembre 2020. Les principaux objectifs étaient A) de caractériser la répartition, épaisseur, lithologie des dépôts associés aux crues pour reconstituer la dynamique de leur extension spatiale, B) utiliser ce cas extrême aux paramètres connus (précipitations, débit, charge solide, etc...) pour calibrer la lecture des dépôts préhistoriques, et C) contraindre les variations d'intensité/récurrence de tels phénomènes sur la marge Ligure. Au total, 28 carottes d'interface et 4 carottes gravitaires ont été collectées le long du Canyon et de la Vallée sous-marine du Var et du Canyon de la Roya.

Les analyses sédimentologiques (Rx, granulométrie, lavages et observation du contenu), en éléments majeurs (XRF) et les mesures de l'activité en excès du 210Pb, 137Cs suggèrent des premiers résultats surprenants. Malgré les très fortes crues, un enregistrement sédimentaire est identifié uniquement le long des canyons du Var et potentiellement de la Roya. Des carottes localisées sur des terrasses du canyon du Var montrent des alternances de turbidites argilo-silteuses d'épaisseurs centimétriques. Parmi elles, le dépôt sommital est légèrement plus grossier (silto-sableux) et plus épais (4 à 8 cm), avec une signature terrigène spécifique. Il s'est mis en place au cours de la dernière décennie. Ce dépôt disparait dès l'entrée dans le bassin profond, et si présent, ne représenterait plus qu'un dépôt millimétrique d'argile. Ainsi, la tempête aurait engendré des écoulements dont la faible densité ne leur aurait pas permis de se propager bien au-delà de la pente continentale, et l'enregistrement serait possible principalement tant que l'écoulement serait confiné entre les murs des canyons.

<footnote n="1">¹ UMR 7329 GEOAZUR, University of Nice Sophia Antipolis, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² Université Paris-Sorbonne</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>
# Retour d'expérience de la mission de carottage et de sismique au sein du lac Abhé en République Djiboutienne en 2023

Marie Revel¹, Fabien Arnaud², Eric Chaumillon³, Nicolas Thouveny⁴, Florian Bretonnière¹, Mohamed Sahal, Mohamed Djama, Jessie Cauliez⁵, Emmanuel Malet², Bernard Fanget², Océane Vitse¹, Flavio Anselmetti⁶, Alice Molard², Carlo Mologni¹, Laure Schenini¹, Medhi Messous¹

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

² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD

³ UMR 7266 LIENS, Université de La Rochelle, CNRS

⁴ UMR 7330 CEREGE, CNRS, Aix-Marseille Université, IRD, INRAE, Collège de France

⁵ UMR 5608 TRACES, Université de Toulouse 2, CNRS

⁶ Institute of Geological Sciences and Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)

⁷ UMR 7264 CEPAM, Université Côte d'Azur, CNRS

Contact : revel@geoazur.unice.fr

En Afrique de l'Est, l'oscillation El Niño-Southern (ENSO) est identifiée comme l'un des moteurs de la variabilité inter-annuelle des précipitations, à l'échelle de l'Holocène, affectant la disponibilité en eau des hydrosystèmes. C'est par exemple le cas des rivières Nil Bleu et Awash, alimentées par les précipitations de mousson concentrées sur les hauts plateaux éthiopiens. Dans la Corne de l'Afrique, il existe encore peu d'archives reconstituant les paramètres du climat à haute résolution. De telles archives permettront de comprendre l'importance relative des systèmes météorologiques tropicaux et méditerranéens ainsi que la réactivité des écosystèmes continentaux aux variations climatiques et tectoniques passées.

Dans le cadre de l'ANR NILAFAR, la mission DESIREE (https://geoazur.oca.eu/fr/anr-nilafar) a été menée en mars 2023 par plusieurs scientifiques français en collaboration avec une équipe scientifique djiboutienne de l'ORREC et du Centre d'Etude et de Recherche de Djibouti -CERD-; afin de carotter au centre du lac Abhé. L'objectif de ce carottage est de mieux comprendre le passé hydro-climatique de la région et son lien avec l'histoire de ses populations afin de répondre à des problématiques écologiques et sociétales actuelles dans le cadre du programme archéologique PSPCA Premières Sociétés de Production. Le bassin du lac Abhé est le réceptacle endoréique d'eau douce et de charge particulière provenant des hauts plateaux éthiopiens, représentant ainsi un système hydro-sédimentaire particulièrement réactif aux changements de précipitations de la Corne de l'Afrique. Cette opération n'aurait pas pu se faire sans le soutien des Forces françaises stationnées à Djibouti et aux Hommes du 5ème Régiment Inter-Armes d'Outre-Mer. Convoiement par camions, hélicoptère Puma, et plus de 20 militaires ont travaillé au transport aller-retour et à l'installation des 3 tonnes d'équipements de sismiques et de carottage en territoire isolé et inondé, dans des conditions dégradées au bord du lac. La plateforme UWITEC a permis l'obtention d'une séquence sédimentaire de 15.43 mètres de long. Le choix du site de carottage a été déterminée à partir des 30 km de profils sismiques afin de sélectionner une zone sans glissement de terrain présentent des réflecteurs parallèles afin d'enregistrer les dépôts de crues. Nous ferons un retour d'expérience de cette mission ambitieuse et mouvementée : orages violents, vents de force 7, embourbements des véhicules, tempête de sable, sinistre de la source sismique.

Les premières datations basées sur la variation séculaire du champ magnétique terrestre (DEC déclination, INC inclinaison et paléointensité) sont de très belles qualités, ce qui indique que la technique de carottage a été conduite de manière optimale en collectant les sections de sédiment dans les mêmes conditions sans déformation majeure du sédiment. Les premières propositions de corrélation entre les courbes INC et DEC du lac ABHE et celles du Lac Victoria indiquent que la carotte ABH23 couvrirait les derniers 6000 ans (Di Chiara et al., 2023). 7 séquences sédimentaires sont identifiées dans la carotte par des marqueurs en Geotek (mesure MSCL), sédimentologiques et géochimiques. Ces 7 séquences se corrèlent parfaitement avec les unités sismiques et mettent en lumière une forte variabilité temporelle dans la sédimentation. Nous mettons aussi en évidence des zones de failles et des discordances d'érosion qui apporteront des informations précieuses sur la tectonique active de cette région du Rift Ethiopien.

## Référence

Di Chiara et al., 2023 Geochemistry, Geophysics Geosystems.
# Ultimate tidalites preserved in the lee of polder dikes: findings from geoarcheological surveying in the French Flemish coastal plain

Jean-Yves Reynaud<fnref n="1" />, Rachid Ouchaou<fnref n="1" />, Lucas Prot<fnref n="1" />, Laurent Deschodt<fnref n="2" />,<fnref n="3" />

Contact : jean-yves.reynaud@univ-lille.fr

Surface conductivity and ground-penetrating radar (GPR) data provide elements for documenting dike breaches in the medieval polders of the Denna estuary (SW Dunkerque) and the relationship to tidal dynamics. Conductivity maps show circular positive anomalies corresponding to mud-filled ponds preserved along the medieval dikes. GPR profiles show that these features are connected to a horizontally layered unit that forms the last deposit in the polder. This unit is up to 1m thick close to the dike, and fringes out a few hundreds of meters landward. The facies and stratigraphy of these deposits are described in one archeological pit. The horizontally layered unit is composed of sand. It infills a scour, ca. 30 m in diameter and 3m deep, floored by a mud breccia reworked from the mixed flats forming the upper polder substratum. The overall horizontal layering of the sand, together with internal low-angle truncations and traction carpets of mud clasts, suggest this deposit was formed by supercritical flows. This sandy unit is erosionally overlain by rhythmic laminae forming bundles of sand-mud couplets, interpreted as semi-lunar tidal cycles. The lower part of the erosion surface between the sand and mud units has the shape of a narrow channel, with convex walls. The tidalites are overall conformable above this surface. They correspond to the mud-filled pond imaged on the conductivity maps. The proposed interpretation is that the dike was breached in consequence of catastrophic overflow. The overflow created not only the breach but also a plunge pool in the polder, which was overridden by a slurry flow that expanded beyond the scour, forming a sand sheet deposit. This deposit was in turn incised in vicinity of the breach by regressive erosion when the water was drained back to the estuarine channel after the flood event. This ultimate incision, that initiated as a blind channel, finally evolved as a pond that was finally infilled by tidalites. During this time, the tide could not enter further; the polder for the dike had been restored landward of the pond, as indicated by the occurrence of surrounding ditches. The number of preserved bundles in the tidalites implies that the residual pond infilling may have lasted for 3 years, and the locally centimeter-thick tidalite couplets suggest that turbidity of the incoming water remained high during all that time. The preservation of 12-14 doublets per bundle indicates that the pond could be flooded by 50% of the highest tides only (ca. spring tides). This is consistent with the present-day levels of the tide at the coast, considering the elevation of the preserved tidalites and supposing that no subsidence occurred, which is likely in this area devoid of peat. The sandiness of the slurry flows, contrasting with the muddiness of the overlying tidalites, suggests that the breach was formed during a major storm, causing massive resuspension of the sandy sediments in the estuary.

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

<footnote n="2">² INRAP Hauts-de-France</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS</footnote>
# MASW seismic as a tool for investigating the architecture of Holocene coastal deposits: examples in the North of France (Boulonnais and Flemish coastal plain)

Jean-Yves Reynaud<fnref n="1" />, Rachid Ouchaou<fnref n="1" />, Alain Trentesaux<fnref n="1" />, Roa Seif Dine<fnref n="1" />, Thomas Buchwald<fnref n="2" />, Pierre Antoine<fnref n="2" />, Nicolas Robin<fnref n="3" />, Olivier Raynal<fnref n="3" />, Franz Rohmer<fnref n="4" />

Contact : jean-yves.reynaud@univ-lille.fr

A 24-channel seismic display recording on a DAQLink© was used to carry out MASW (Multiple Analysis of Surface Waves) profiles of several kilometers across the coastal Flemish plain west of Dunkirk and the Slack estuary in the Boulonnais. The flat topography of the profiles collected along a road, on the beach, or in farmed fields, made it possible to avoid processing for removal of the topographic effects. Vertical variations in shear wave velocity are modeled from inversion of surface wave dispersion, using Pickwin© and Crossrefa© modules of the Seislmager© suite software. The resulting S-wave tomographies, down to 40 m below surface, can be correlated with a number of cores. They show details of the morphology at the bottom of Holocene transgressive sediments infilling the estuarine valleys above compact claystone or sandstone rocks of the Meso-Cenozoic bedrock. In the Flemish plain, tributaries may be detected at the edge of the valley. In the Slack valley, the faulted edges of the estuary are highlighted, as well as a possible buried planation terrace. The Holocene infilling, over 25m in both case studies, exhibits vertical and horizontal heterogeneities in shear-wave velocity that could reflect lateral changes in lithology or drainage in the upper layers.

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

<footnote n="2">² UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 5110 CEFREM, Université de Perpignan Via Domitia, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ GEOREVA France</footnote>
# Influence des effets des matrices minérales et organiques sur la caractérisation thermique des microplastiques

Clémentine Ricard¹,², François Baudin¹, Victor Lieunard², Lucas Friceau³, Sébastien Rohais², Yoann Copard⁴, Wolfgang Ludwig⁵, Maria-Fernanda Romero-Sarmiento²

¹ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS

² IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison

³ LEESU, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne, École des Ponts ParisTech

⁴ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS

⁵ UMR 5110 CEFREM, Université de Perpignan Via Domitia, CNRS

Contact : clementine.ricard@sorbonne-universite.fr

La qualification et la quantification des microplastiques dans les sédiments représentent un défi méthodologique, nécessitant souvent un pré-traitement pour séparer les particules d'intérêt des matrices. Pour surmonter ces difficultés, Romero-Sarmiento et al. (2022) ont proposé d'utiliser la méthode thermique Rock-Eval®, initialement développée pour caractériser la matière organique sédimentaire. Selon ces auteurs, les différents paramètres calculés à partir des analyses Rock-Eval® (ex. Total HC, qui correspond à la quantité d'hydrocarbures libérés au cours de la pyrolyse) permettent de qualifier et quantifier la pollution plastique, sans autre préparation qu'un séchage et un broyage de l'échantillon. Toutefois, des études préliminaires (Friceau, 2022, mem. Master) ont montré que le Tpeak, correspondant à la température de craquage des polymères constituant les plastiques, peut varier, avec des effets de catalyse selon la nature des matrices minérales et organiques associées. Pour comprendre l'origine de ces effets, nous avons étudié les effets de matrice au cours d'une analyse thermique sur des échantillons composites. Pour ce faire des mélanges de différentes matrices minérales, matières organiques et polymères à différentes concentrations sont analysés au Rock-Eval®. Les résultats obtenus montrent comme prévu le Total HC varie avec la quantité de polymère présente dans les échantillons. Cependant le Total HC varie également en fonction de la matrice minérale de l'échantillon. En effet, certains échantillons présentent des effets de rétention lorsque les matrices minérales sont caractérisées par une importante capacité d'adsorption. De plus, pour un polymère donné, le paramètre Tpeak peut varier en fonction des matrices minérales. Par exemple, certains mélanges de polymères et de matrices minérales ont montré des effets de catalyse lors de la libération des hydrocarbures. En revanche, des mélanges synthétiques de ces mêmes matrices minérales et de matières organiques ont présenté des effets d'inhibition. Une même matrice minérale peut donc induire des effets différents en fonction des composés organiques présents dans l'échantillon. Pour des échantillons plus complexes synthétiques et naturels contenant des matrices minérales, des matières organiques et des polymères, les effets observés dépendent de la composition spécifique de chaque échantillon. La diversité de la matière organique présente dans les échantillons a un impact significatif, avec des effets propres à chacune, sur les interactions entre les polymères et les matrices minérales lors de la dégradation thermique. Les résultats obtenus sont complétés par des observations au microscope électronique à balayage afin de visualiser et analyser les interactions organo-minérales. La compréhension de ces effets de matrice avec les polymères et la matière organique permettrait d'affiner la méthode de quantification massique des microplastiques via le Rock-Eval® pour évaluer l'impact de la pollution plastique dans les sédiments.

## Référence :

Romero-Sarmiento, M. F., Ravelojaona, H., Pillot, D., & Rohais, S. (2022). Polymer quantification using the Rock-Eval® device for identification of plastics in sediments. *Science of the Total Environment*, *807*, 151068.
# Systems approach to natural hydrogen in sedimentary basins – hydrogen origin, migration, accumulation and surface indices

Christophe Rigollet¹, Alain Prinzhofer², Gilles Fabre¹

¹ CVA Engineering France

² GEO4U Brasil

Contact : christophe.rigollet@cva-engineering.com

Naturally occurring hydrogen can be found in various geological contexts, onshore and offshore. It is produced through processes such as serpentinization, radiolysis or organic matter cracking. The extraction and utilization of this resource could provide a clean and renewable energy source that aligns with the goals of carbon neutrality.

Such as any domain of exploration, a thorough assessment of the economical evaluation of native hydrogen projects is fundamental. The cost structure of native hydrogen projects is likely to differ from those of 'green' and 'blue' H2, with a significantly higher share of ongoing operating costs. In the limited number of examples of fields producing natural hydrogen, Bourakébougou (Mali) is considered as the most advanced and has been used as a case study to create a comprehensive techno-economic analysis. The production costs of natural hydrogen are estimated at between 1 and 2 USD per kg.

In most countries, the mining code is not yet adapted to the regulation of hydrogen exploration and production, but updates are in progress. It is therefore necessary to adapt it so that natural hydrogen can be classified in one of the categories explicitly mentioned. In 2022, France updated its mining code - natural hydrogen has been added to the list of subsoil substances that can be explored (French Mining Code - Article L111-1 - Version updated on April 15, 2022).

The natural hydrogen produced in the Earth's crust can be generated in huge volumes by the serpentinization of oceanic crust as observed in oceanic ridges (black smokers). But other processes can also generate natural hydrogen such as (1) redox alteration of mafic rocks or iron-rich sedimentary rocks, (2) radiolysis of water in U-Th-rich rocks (granitoids, shales...), or (3) by cracking of organic matter (organic-rich rocks, hydrocarbons...). Consequently, in the sedimentary basin, the natural hydrogen "kitchen" can be in the basin basement or in the basin filling regarding the geological context:

In the basin basement, the main potential source rock are the mafic bodies (redox reactions) and potentially the radioactive granitoids (radiolysis), as respectively for example the western Pyrenean deep mantle wedge, south of the Aquitaine Basin foreland (FR) and the Paleo-to Mesoproterozoic crystalline basement of the Amadeus Basin (AU). In the basin filling, the main potential source rocks are the organic-rich sedimentary layers (kerogen cracking), the iron-rich sedimentary layers as Banded Iron Formations (redox reaction) or radioactive carbonaceous shales (radiolysis), as respectively for example early Permian mid-Patchawanna coal and carbonaceous shales of the Copper Basin (AU), the Precambrian Banded Iron Formations of the Hamersley Group in the Pilbara Craton rift (AU) and the Triassic lacustrine U-rich shales of the Ordos Basin (CN).

Natural hydrogen in sedimentary basin is a geological reality and a resource of the future. It is produced naturally by the earth, can migrate and accumulate, or escape to the surface and provide explorers with valuable clues (fairy circles, hydrogen indices in soil gases, hydrogen traces in dissolved gases ...). The Malian example of Bourakebougou proves that it can be exploited, with concentrations that exceed 98% and costs much lower than those of manufactured hydrogen, which puts this gas in direct competition with hydrocarbons.

The identification of H2 plays and prospects in sedimentary basins needs, first of all, a knowledge of the system. What is the source of H2, which are the migration pathways and the type of accumulation? This terminology echoes that used for petroleum system, but oil and gas exploration approach cannot be simply transfer to this new domain of application: the method must be adapted to H2 specificities and complemented by new developments.Diagnostic et quantification de la pollution plastique (LMP, méso- et macroplastiques) dans les laisses de mer: Ligne de base, saisonnalité et traçage sur plusieurs types de côtes bretonnes (Erquy, France).
# Diagnostic et quantification de la pollution plastique (LMP, méso- et macroplastiques) dans les laisses de mer : Ligne de base, saisonnalité et traçage sur plusieurs types de côtes bretonnes
(Erquy, France)

Sébastien Rohais¹, Camille Lacroix², Kevin Tallec², Marine Paul², Silvère André²

¹ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison

² CEDRE, Brest

Contact : sebastien.rohais@ifpen.fr

La pollution plastique est reconnue dans tous les compartiments environnementaux, des hautes chaînes de montagnes aux plaines abyssales les plus profondes. Elle a été identifiée dans la lithosphère (sédiments), l'hydrosphère (étendues d'eau), l'atmosphère (air) et la biosphère (organismes vivants). Dans ce contexte de pollution omniprésente, les plages, et en particulier les laisses de mer, sont couramment utilisées comme sites de surveillance de la pollution plastique. Il existe des programmes de surveillance établis pour suivre la pollution plastique à différentes échelles le long des plages, tels que le programme de surveillance des déchets de plage OSPAR à l'échelle de l'Atlantique Nord-Est ou le programme français de surveillance des méso- et grands microplastiques sur les plages.

Cette étude vise alors à documenter les processus d'apport et d'accumulation du plastique dans les laisses de mer. Quatre types de côtes ont été sélectionnées en Bretagne pour représenter diverses configurations géographiques. L'étude couvre la période d'août 2022 à août 2023, au cours de laquelle des relevés ont été réalisés tous les deux mois. Chacun des quatre secteurs, mesurant 100 mètres de long, a été étudié à l'aide de onze quadrats de 40x40 cm espacés tous les 10 mètres. Le premier centimètre de sable a été collecté à l'aide d'une truelle et filtré à travers un tamis à mailles de 1 mm. La flottation à l'eau de mer a été utilisée pour séparer et récupérer les plastiques sur site. Les plastiques ont enfin été classés par taille, pesés et catégorisés. Pour remonter aux sources de la pollution, 4 indicateurs ont été mis en place : (i) l'indicateur " Pellet " pour les pertes chroniques ou accidentelles le long de la chaîne de production du plastique, (ii) l'indicateur " Port " pour les activités portuaires-maritimes et récréatives associées, (iii) l'indicateur " STEP " pour la problématique de gestion du réseau d'eau, (iv) l'indicateur " Mégot " pour les activités liées à l'élimination impropre des mégots de cigarettes. Ce travail a débouché sur 308 mesures qui ont été étudiées à l'aide d'une analyse en composantes principales (ACP) pour comprendre l'importance de divers facteurs environnementaux sur l'arrivée, l'accumulation et la distribution des plastiques le long de la laisse de mer. Ce travail a permis : 1) d'établir une ligne de base annuelle pour chaque type de côte de 106, 39, 39 et 3 éléments/m2 de laisse de mer pour respectivement, la plage de sable en accression, la plage de sable en érosion, la côte rocheuse protégée et la côte rocheuse exposée ; 2) d'illustrer l'importance des facteurs environnementaux comme la direction du vent, des vagues et de la teneur en algue de la laisse de mer sur l'occurrence des différentes classes de plastique ; 3) de montrer l'utilité de combiner des configurations de côte complémentaires pour établir un diagnostic et un suivi quantitatif de la pollution plastique en vue de faire un traçage des sources potentielles dans le temps et l'espace.
# Source-to-sink et cycle environnemental des microplastiques : une première évaluation de la concentration, des chemins de migration et de l'accumulation des microplastiques sur le continuum Terre-Mer

Sébastien Rohais<fnref n="1" />, John Armitage<fnref n="1" />, Maria Fermanda Romero-Sarmiento<fnref n="1" />, Jean-Lou Pierson<fnref n="1" />, Vanessa Teles<fnref n="1" />, Daniela Bauer<fnref n="1" />, Cyril Cassar<fnref n="1" />, David Sebag<fnref n="1" />, Marie-Helene Klopffer<fnref n="1" />, Maxime Pelerin<fnref n="2" />

Contact : sebastien.rohais@ifpen.fr

Les études source-to-sink sur le continuum terre-mer en géosciences et celles du cycle environnemental du plastique alimentent deux domaines scientifiques majeurs qui commencent à interagir, tirant profit l'un de l'autre. Par exemple, les méthodes utilisées dans les approches source-to-sink peuvent être utilisées pour mieux contraindre les budgets environnementaux du plastique. En miroir, le plastique peut être utilisé comme traceur, ou même marqueur pour quantifier des processus sédimentaires, ou d'érosion, sur des échelles de temps très récentes (ca. 50 -70 ans).

Pour progresser dans notre compréhension des avantages partagés entre ces communautés scientifiques interconnectées, ce travail propose une revue de la sédimentologie, des sources, des " puits " ou " réservoirs ", de la dynamique de transport et des chemins de migration des microplastiques tout au long du continuum Terre-Mer. Les principales particularités des microplastiques sont les sources nombreuses et distribuées dans l'environnement, ainsi que l'importance des propriétés physiques et des facteurs de forme sur leurs capacités de transport et de sédimentation.

Ensuite, une revue de la concentration en masse de microplastique le long du continuum Terre- Mer est présentée pour discuter de l'influence du taux de sédimentation sur l'accumulation de microplastiques et pour identifier les réservoirs intermédiaires et les " puits " finaux. Les dépôts profonds, y compris les systèmes turbiditiques, sont des " hotspots " d'accumulation de microplastiques qui sont peu étudiés, méritant beaucoup plus d'attention dans le futur. Ces études devraient ainsi permettre de mieux contraindre les bilans de masse du cycle environnemental du plastique à l'échelle mondiale.

Cette revue met enfin en évidence les domaines de synergies entre les communautés scientifiques des " géosciences " et celle du " plastiques " pour guider les futures recherches interdisciplinaires sur les microplastiques. La plupart des questions scientifiques à traiter soulève l'importance de démultiplier les mesures dans toutes les matrices, et tous les environnements, mesures basées idéalement sur une technologie standard pour générer des données homogénéisées faciles à structurer pour le plastique et les microplastiques dans l'environnement.

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

<footnote n="2">² IFPEN, Géoscience, Solaize</footnote>
# Variability of continental deposits coeval to the Messinian Salinity Crisis (MSC) around Mediterranean Sea: a synthesis

Jean-Loup Rubino¹, Damien Do Couto¹, Edward Marc Cushing², Ludovic Mocochain³, Jean-Pierre Suc¹, Jacqueline Camy-Peyret⁴, Benoit Didier⁵, Patrice Imbert⁶, Dia Ninkabou⁵, Christian Gorini¹, Georges Truc⁷

¹ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS

² IRSN, DEI/SARG/BERSSIN, Fontenay-aux-Roses

³ Consultant

⁴ Total Professeurs Associés

⁵ TotalEnergies SA, La Défense

⁶ UMR 5150 LFCR, Université de Pau et des Pays de l'Adour, CNRS, TotalEnergies

⁷ Geo Application SA

Contact: jean-loup.rubino@wanadoo.fr

During the Messinian Salinity Crisis, Hsu et al. (1973) deeply over incised fluvial valleys occur all around peri-mediterranean basins forming the so-called Messinian subaerial canyons, Clauzon (1974-1978-1979-1982), Ryan & Cita (1978), Barber (1981), Rubino et al. (2005-2010) predating the Latest Messinian-Early Pliocene re-flooding. They are related to the gigantic base level fall possibly reaching up to 1300m and leading to the evaporites deposition at the level of the abyssal plains. The Canyons are incised in all preexisting pre-Miocene substratum, or by place cut through top of Miocene fluvial deposits predating the crisis. Since the discovery of these subaerial canyons, more attention has been paid to the latest Messinian-Pliocene Gibert type fandeltas infilling these features after the reflooding, Clauzon et al. (1992-1995), Clauzon et Rubino (1992), Rubino et al. (2005), Dubar (2012), Breda et al. (2007-2009) and the **subaerial systems** develop during the crisis itself and sealed by marine deposits have been often neglected. Here we will summarize the variability of these continental systems which cover a broad spectrum including clastics and carbonates and which can be subdivided in 8 classes.

The first class includes: **Residual Blocks, fluvial lag, thin fluvial channels and fluvial terraces.** It is only exposed at the apex of the rias where the talweg of the canyon is exhumed. The most common deposits are large rafts of carbonate rolling from the canyon flanks (Orb and Albenga rias) and later on bored during the transgression. Fluvial conglomerates also occur in the talweg, most of the time, they are thin and represent a bypass lag, however by places conglomerates can reach 20m (Galaure Ria) and belong to a coarse grained low sinuosity river. Locally a single thin sinuous channel may occur. Finally terraces are recognized along the Ebro canyon.

The second class consists of **extensive meandering fluvial system**, it is either develop in the canyon axis, like in the Ebro, or at the outlet of the system, in connection with the lowstand, such as in the deepest part of the Nile and offshore of the Levant basin; these systems being only visible thanks to 3D seismic.

The third class corresponds to **fluvial system within the deep karst caves** incised during the falling stage; they include imbricated basement conglomerates and cross bedded sandstones.

The fourth class groups **Scree aprons and talus cones**: this is the most common system develops along the steep canyon flanks; when the canyon is incised in carbonates, they form screes breccia such in the Var and Liguria rias. When the canyon incised the basement, like in the Roussillon, they consists of basement breccia such as the Aspira Breccia, and finally when they incised Miocene alluvial fans, they form step talus cone reworking late Miocene pebbles (Ceze, Eygues and Ouvèze). These systems can be observed on seismic where they forms double wedges draping the canyon flanks and converging in the canyon axis as observed in the Rhone System, like in Pujaut and Bollene areas.

The fifth class is represented by **Subaerial MTC's and Slide blocks** with normal faults reworking the material exposed along the canyon flanks, it could be conglomerates or rafts of Miocene later on bored (Sorgues & Eygues).

The sixth class is represented by **Steeply incline lateral alluvial fans** including conglomerates interbedded with red shales, they are difficult to distinguish from the talus cone (Ouveze & Aygues).

Class seven consists of **Travertines wedges** developed at the base of carbonate cliffs, the best example occurs in the Orb ria and includes all the diversity of facies which characterized such types of deposits such as breccia, cemented breccia, encrusted plants...

The last class consists in lake filled with shales an including lignite beds which are develop locally when dam occurs within the canyon prior to the marine flooding which is quite rare (Drome River).
# The Entrechaux Area: A Miocene archipelago in the South of Valréas Basin, at the junction between estuaries on southwestern Baronnies

Jean-Loup Rubino<fnref n="1" />, Olivier Parize<fnref n="2" />

Contact : jean-loup.rubino@wanadoo.fr

In the South of Valréas Basin in Malaucène and Entrechaux areas (North & South of Nimes Fault) a very spectacular archipelago seems to occur during the Middle Miocene. It is developed at the junction between two estuaries, one in the North (the Toulourenc estuary) flowing from East, incised in the Bluye Mountain, one in the south, flowing from E-SE (the Beaumont estuary) seated in front of the Ventoux Mountain and extending SW of Malaucène. Both estuaries merge with the Baronnies Corridor, running from Mollans sur Ouvèze up to Sisteron, not far from the base of Ventoux-Lure axis and acting as a Burdigalian seaway connecting the Digne basin with the Rhodanian basin, Montenat et al. (2000), Sissingh (2001), Kalifi et al. (2022). The area is connected toward the NW with the Valréas and the SW toward Carpentras basin both forming a large embayment in front of the Subalpine ranges. The archipelago mostly consists of numerous large patches of Jurassic or Cretaceous limestones ranging in age from Tithonian to Cenomanian. They are forming islands surrounded and onlapped by Lower to Mid Miocene marine deposits. At surface, the size of the patches is quite variable; their lengths vary from tens of meters up to 2.5 km. They presently form preserved highs ranging from 10 m up to 170 m. They are well mapped since a long time, Fahy (1962); even more; the bored cliffs at the boundary between Mesozoic limestones and Mid Miocene sandstones signing paleo-shorelines are also reported on the BRGM maps, Monier et Cavelier (1991). This is cross validated by the common occurrence of beach face deposits within the sandstones. The estuary complex results from the convergence of two separated incised valleys, the Toulourenc and the Rieufroid, later on flooded by Burdigalian deposits. At the apex of both systems Burdigalian carbonates and marls are directly onlapping against cretaceous limestones. A thick Burdigalian series also occurs at the mouth of the Baronnies Corridor, near Mollans sur Ouvèze where the Burdigalian is also onlapping, Besson (2005). Along the northern margin of Beaumont estuary mid-Miocene sandstones are directly onlapping the Mesozoic. Considering that the Burdigalian exceed 200m at the apex of this system, Philippe (1984), as well as toward the SW, lead us to consider that a thick pile of Burdigalian is buried in the core of Malaucène syncline, meaning that the real high of Mesozoic blocks is much higher than the present residual outcrops suggest. They can exceed 350m with a complete onlap of the Burdigalian series. South of Entrechaux, Mid-Miocene is also directly transgressive over Urgonian limestones forming some reentrants along an island coastline. This large island is bounded by the Nimes fault in the North and forms the termination of the Bluye mountain; its present day residual elevation (470m) suggests that it was acting as a prominant island during mid-Miocene. A tentative NS cross section across the whole system is drawn using outcrop thickness, but the lack of core drill makes the reconstruction speculative as well as the probability of incised valley within the mid Miocene encased in the Burdigalian. The last question is when the islands are formed. They could be inherited inselbergs from Pyrenean orogenesis forming paleorelieves. But their location along the Nimes fault on both sides suggests a link with this fault which where bounding an Oligocene graben, Cassagrande (1985); therefore it is tempting to consider that the blocks may result from footwall uplift, erosion and collapses on both sides during the rifting. We also know that the palovalleys incisions is post Chattian in age because the Burdigalian is onlapping the Oligocene which is also forming bored cliffs. It means that the valley incision mainly occurs during Aquitanian, similarly to these develop SE of the Ventoux, Besson & al. (2005). Some famous SE Asia archipelagos may act as a good analogue to image the local paleogeography.

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

<footnote n="2">² U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne</footnote>
# Anatomy of deep-water sediment waves in a mixed contouritic-turbiditic settings: the Bounty Channel System (BCS), New Zealand

Séverine Russo<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Julien Bourget<fnref n="1" />, Thierry Mulder<fnref n="2" />, Gabriele Uenzelmann-Neben<fnref n="3" />, Katherine L. Maier<fnref n="4" />

Contact: julien.bourget@totalenergies.com

Sediment waves (SW) are subaqueous sedimentary features which are of growing interest to the scientific community and industry. They are observed worldwide on Modern Ocean floors and on seismic. However, their lithological nature is still poorly known and hardly predictable. This study focuses on the Bounty Channel System (BCS), a turbidite channel system flowing to the East of the Southern Island of New Zealand. A 500 m stack of SW can be observed in the northern levee of the channel in the lower part of the fan, where they reach wavelengths about 1-3 km and heights of ~ 30 m.

A high resolution 2D multichannel seismic data and an extensively cored IODP well were the basis for a detailed geomorphological and lithological analysis of the BCS. This approach allowed to characterize the sediment waves set up and their lithological content and to discuss the processes that control the channel geomorphology. Our observations show that:

* The channel morphology evolves in three phases. (1) At start, the system is a large channel complex reaching 5 km in width, with symmetrical levees; (2) Next was a channel migration toward the north associated with a hypertrophied northern levee; (3) At the end, the sedimentation rate decreased, in association with a return to symmetrical deposition on the levees.

* Sediment wave initiation and growth is observed at the end of the first phase with smaller SW reaching wavelength of ~1 km and heights of ~15 m. During the second BCS evolution phase, large-scale SW are observed (wavelength around 3 km, heights of up to 50m).

* The lithological content corresponds to thin silty turbidites in the lower part, with development of a thick interval showing very fine sand turbidites at the top of the levee, thus resulting in an unexpected coarsening upward trend.

These observations suggest that SW are formed by channel overflow. Their geomorphological evolution is influenced by a complex interaction between turbidity currents overbanking the channel, a contour current forcing, with the asymmetry of the levees and probably the Coriolis effect. The glacial context of the Pleistocene has likely played a role in the increase in grain size observed in the upper part of the levee. This case study is a rare example in which the lithological content of SW can be described and calibrated by a well over a significant sediment thickness.

<footnote n="1">¹ TotalEnergies, CSTJF, Pau</footnote>

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

<footnote n="3">³ Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (Germany)</footnote>

<footnote n="4">⁴ National Institute of Water and Atmospheric research (NZ)</footnote>
# Avalanches de neige humide en Corse : une perspective à long terme à partir de sédiments lacustres (Melu et Capitellu)

Pierre Sabatier<fnref n="1" />, Pierre Brigode<fnref n="2" />, Alix Bisqueret, Nicolas Eckert, Florie Giacona<fnref n="3" />, Victorien Bauve<fnref n="2" />, Maëlle Kelner<fnref n="4" />, Maxime Debret<fnref n="6" />, Marie-Charlotte Bellingery, Yoann Copard<fnref n="5" />, Emmanuel Malet<fnref n="1" />, Julien Didier<fnref n="6" />, Frederic Huneau<fnref n="4" />, Émilie Garel<fnref n="4" />, Boris Vannière<fnref n="6" />

Contact : pierre.sabatier@univ-smb.fr

Les zones de montagne à l'échelle globale sont très sensibles au changement climatique, qui induit des évolutions des risques naturels en lien avec les perturbations de la cryosphère. Dans ce contexte, les changements dans les caractéristiques des chutes de neige, de la couverture neigeuse et une augmentation du manteau neigeux humide auront un impact sur les risques d'avalanches. Le déclenchement et l'écoulement spontanés des avalanches résultent d'interactions complexes entre les caractéristiques du manteau neigeux (profondeur, stratigraphie, y compris la granulométrie, la densité et la teneur en eau liquide), la topographie et l'occupation des sols. La plupart des études s'appuient sur des observations systématiques des avalanches telles que l'Enquête. Permanente sur les Avalanches (EPA) en France, mais elles ne couvrent que quelques décennies, ce qui ne permet pas de comprendre l'impact à long terme du climat sur l'activité avalancheuse. Cette variabilité passée peut être reconstituée par exemple via la dendrochronologie et les perturbations de la croissance des cernes d'arbres pour produire une chronologie des avalanches datée à l'année, mais cette dernière est aussi limitée à quelques siècles. La détection des dépôts d'avalanches dans les sédiments lacustres est relativement rare et se base sur l'identification de sédiments mal triés et grossiers dans une matrice fine, souvent associée à des débris organiques terrestres. En effet, lors d'une avalanche une masse sédimentaire constituée de particules de toute taille est déplacée jusqu'au lac, se déposant ainsi en masse si le lac est déglacé ou via des " drop stones " lors de la fonte de la glace si cette avalanche a lieu sur surface gelé. Nous proposons ici d'étudier deux lacs d'altitude (Melu et Capitellu) dans la vallée de la Restonica en Corse pour reconstituer le signal d'avalanche de neige humide à l'échelle millénaire. L'analyse de plusieurs marqueurs sédimentologiques et géochimiques a permis de caractériser les dépôts d'avalanches dans les deux lacs ainsi qu'un faciès de type turbidite lié à des séismes historiques en Corse. La chronologie basée sur les radioéléments de courtes périodes permet d'identifier des avalanches historiques enregistrées dans l'EPA et d'étudier les conditions météorologiques menant à ces événements (précipitation, température, type de temps). A partir de modèles d'âge basés sur le radiocarbone, il est aussi possible de reconstituer deux chronologies d'avalanche couvrant respectivement 600 et 1750 ans dans les lacs de Melu et Capitellu, qui montrent par ailleurs les mêmes variations temporelles. Une comparaison avec la seule chronologie à long terme disponible dans les Alpes (lac de la Muzelle, Ecrins) montre également une synchronicité de la variabilité séculaire des avalanches entre la Corse et les Alpes suggérant des forçages communs.

<footnote n="1">¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7329 GEOAZUR, University of Nice Sophia Antipolis, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ UR ETNA, INRAE, Université Grenoble Alpes</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6134 SPE, Université de Corse, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="6">⁶ UMR 6249 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>