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pdf 213 - Hydrogène et gaz rares

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GEOL213 couvSommaire de ce numéro

  Editorial  

  Actualité 

  • Rapport du BRGM : Atlas des substances critiques et stratégiques
  • Rapport de l’ADEME : Plan de transition sectoriel de l’industrie cimentière en France
  • La pyrite dans les terres excavées du Grand Paris Express
  • Le livre blanc de l’AFPG à destination des politiques
  • La Global Electricity Review 2022 du think tank Ember
  • La lettre ADEME Stratégie de mars 2022, consacrée à l’artificialisation des sols
  • Le projet « De l’Eau pour Demain »
  • Une nouvelle carte hydrogéologique de l’Afrique de l’Ouest
  • Rapport de l’UNESCO (WWDR 2022) : Eaux souterraines ; rendre visible l’invisible
  • Nouvel accord de partenariat entre le BRGM et le Conservatoire du Littoral
  • « One Ocean Summit » : L’UNESCO s’engage à cartographier 80 % des fonds marins d’ici 2030

 

  Hommage 

  • Gérard Sustrac - Michel Bornuat
  • Patrick Renoux, géologue d'exception - Pierre Andrieux et Frank Hanot

 

  Décryptage  

  • L’Europe peut-elle se passer du gaz naturel russe ? Marc Blaizot

 

  Regard sur  

  • Simulation hydrodynamique des effets des changements climatiques sur la nappe de Mateur (nord de la Tunisie) - Besma Tlili Zrelli, Mounira Zammouri, Houda Rzigui, Rachida Bouhlila et Moncef Gueddari

La nappe de Mateur représente une ressource importante pour satisfaire les besoins en eau pour l’irrigation de la plaine alluviale de Mateur, située dans le nord de la Tunisie, et pour la desserte en eau potable de la région avoisinante de Bizerte. Dans le but de mieux appréhender la problématique de la gestion et de la planification des eaux de cette nappe dans le contexte du changement climatique, un modèle hydrogéologique a été élaboré en utilisant le code Modflow. Les résultats montrent que les niveaux piézométriques diminuent de 0.8 à 9 m pour l’année 2030 et de 1. 4 à 11.8m pour l’année 2050

 

  Jeune entreprise  

  • Tellus Environment : Cartographier l’invisible pour agir - François Leparmentier avec Geoffroy Etaix, CEO de Tellus Environment

 

  Dossier  : Hydrogène et gaz rares  

LL’HYDROGÈNE ET LES GAZ RARES, AUJOURD’HUI ET DEMAIN

  • Les différents usages de l’hydrogène - Denise Méry

Depuis plus de 50 ans Air Liquide a développé une expertise unique et maîtrise l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement, de la production à la distribution, de l’hydrogène en tant que vecteur d’énergie propre pour une large gamme d’applications. Il en est l’un des premiers producteurs mondiaux. Cet article décrit l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène, avec un focus particulier sur les usages, sans oublier les défis qui restent à relever.

  • Les usages des gaz rares - Marc Blaizot

Les gaz rares naturels, appelés aussi gaz inertes ou gaz nobles, sont au nombre de 6 (He, Ne, Ar, Kr, Xe et Rn). Ils ont de nombreuses applications, en particulier : réfrigérants cryogéniques, applications nécessitant une atmosphère chimiquement inerte, éclairage, gaz respiratoires et médecine.

  • L’Hydrogène : quelle production et quelle place dans le mix énergétique européen en 2040 ?  Virginie Davoult et Pierre-Louis Pernet

L’agenda climatique et la sécurité d’approvisionnement énergétique imposent d’inclure l’hydrogène dans le mix énergétique européen. Les politiques publiques ont redéfini un cadre réglementaire visant à baisser les coûts de production et favoriser l’émergence d’un hydrogène vert compétitif pour une pénétration des secteurs industriels très consommateurs d’énergie et fortement émetteurs de CO2 (acier, ciment et pétrochimie). Les marchés visés à court et moyen terme sont les transports longue distance (e.g secteur maritime) et les poids lourds. La vision prospective de TotalEnergies est une explosion de la consommation d’hydrogène entre 2030 et 2050 pour atteindre 19% de la consommation énergétique totale en Europe et remplir les objectifs européens de réduction des émissions.

 

LES GAZ RARES OU NOBLES AU SERVICE DES GÉOSCIENCES

  • Les gaz nobles comme traceurs d’origine et de circulation des fluides continentaux - Bernard Marty et Raphaël Pik

Les fluides circulant dans la croûte terrestre ont des origines variées et des histoires géologiques compliquées. Les gaz nobles (ou gaz rares) contenus dans ces fluides comportent plusieurs isotopes ayant des origines différentes telles que le manteau, la croûte terrestre, les sédiments, l’atmosphère. La mesure de leurs abondances élémentaires et isotopiques permet d’estimer les contributions de ces réservoirs naturels à la composition des fluides et fournit également des informations sur l’histoire géologique de ces fluides.

  • Les gaz rares comme outils d’exploration des systèmes géothermaux - Daniele L. Pinti et Marion Saby

Les gaz rares permettent de tracer les sources de fluides dans les systèmes géothermaux. En effet, ces gaz sont chimiquement inertes : leur composition élémentaire et isotopique ne peut pas être modifiée par des réactions chimiques et représente donc généralement celle du réservoir terrestre constituant leur source, à savoir l’atmosphère, le manteau et la croûte terrestre. Ces gaz peuvent également contribuer à la surveillance d’un système géothermal lors de son exploitation en permettant la détection des eaux de ré-injection.

  • L’hélium, un gaz rare… et cher ! - Benoît Hauville

Sur Terre l’hélium est rare et se rencontre très difficilement sous forme concentrée. Il est représenté par deux isotopes : 4He issu de la désintégration radioactive des isotopes de l’uranium et du thorium, qui représente la quasi-intégralité de l’hélium produit et utilisé, et 3He dit primordial car il aurait été fabriqué lors du Big Bang. Pour qu’un gisement se génère, il faut une migration primaire (l’hélium va, par diffusion, migrer du minéral où il a été généré vers la porosité de la future roche mère – principalement des granites précambriens) suivie d’une migration secondaire (transfert de la roche mère via un fluide vecteur). La presque totalité de l’hélium produit est associée à du gaz naturel, biais exploratoire lié au fait que l’hélium n’était pas la ressource premièrement visée. Les contextes riches en N2 et/ou CO2, représentent pourtant un potentiel important qu’il conviendra de considérer ou revisiter. Actuellement la production et la demande mondiale avoisinent l’équilibre mais le marché est néanmoins extrêmement tendu. 45-8 ENERGY a obtenu en juin 2021 un PER sur un site localisé dans la Nièvre.

 

L’HYDROGÈNE : ORIGINE, HABITAT ET EXPLORATION

  •  L’hydrogène primordial - Hervé Toulhoat et Viacheslav Zgonnik

Dans cet article sont résumés les arguments en faveur d’une origine primordiale d’une fraction significative des émissions d’hydrogène naturel. Le point de départ de cette réflexion est la découverte vers 2010 par V. Larin de multiples sites d’émission en plein domaine continental cratonique : le processus de serpentinisation ne pouvait être invoqué pour expliquer ces émissions, et l’hypothèse d’une origine profonde devait être sérieusement examinée. Les auteurs ont alors proposé une théorie de la différenciation chimique des planètes corroborée par les données de composition moyenne de surface collectées depuis les débuts de l’ère de l’exploration spatiale. Cette théorie va notamment dans le sens d’une « Terre hydrurée » et conforte l’hypothèse d’une origine très profonde des émissions d’H2 naturel, la source en étant principalement l’hydrogène primordial très abondant dans le plasma protoplanétaire, et susceptible de se lier chimiquement lors de la condensation des planétésimaux. Les sources de dégazage sur la surface de la Terre doivent donc être inépuisables parce que le « réservoir » est à l’échelle planétaire.

  •  ORHYON, une chaire dédiée à la compréhension de la réactivité biogéochimique de l’hydrogène dans les milieux poreux naturels, du sous-sol profond à la surfaceArnaud Pujol, Olivier Lhote et Anthony Ranchou-Peyruse

La chaire ORHYON,lancée en partenariat avec Engie, est la première chaire de recherche dans le domaine des géosciences financée dans le cadre de l’appel à projet Chaire ANR industrielle. Ses objectifs visent à mieux comprendre les mécanismes régissant le transport et la rétention de dihydrogène (H2) dans les formations géologiques, à mettre au point des outils et méthodologies permettant de qualifier les projets à venir de stockage de H2 en milieu poreux, à préciser le potentiel du H2 natif comme ressource énergétique et à fournir des guides pour l’exploration en vue de son exploitation.

  •  À la recherche de l’hydrogène natif : de nouvelles orientations pour l’exploration - Laurent Truche, Frederic-Victor Donzé, Camille Dusséaux, Nicolas Lefeuvre, Fabrice Brunet et Benjamin Malvoisin

La molécule d‘hydrogène est présente dans la croûte terrestre dans des contextes géologiques reconnus (dorsales océaniques, massifs ophiolitiques à terre…) mais parfois moins attendus : les intrusions magmatiques peralcalines et de bassins sédimentaires. La compréhension des mécanismes de génération est mal maîtrisée mais les observations et mesures sur les bassins sédimentaires aux USA (Kansas), en Chine (Sichuan,Tengchong),au Mali (Taoudenni) et même en France (Pyrénées) montrent des indices d’un hydrogène naturel.De même cet hydrogène est observé aux côtés de gaz abiotiques dans les intrusions peralcalines en Russie (péninsule de Kola),au Canada (Strange Lake),… avec un mécanisme de génération bien distinct. Si l’exploration des ressources en hydrogène n’en est qu’à ses débuts, ces observations ouvrent un champ beaucoup plus large et il est trop tôt pour se limiter aux seules zones reconnues comme fertiles et il est urgent de structurer un guide de prospection méthodique.

  •  Génération d’hydrogène par les jeunes croûtes océaniques : les cas de l’Islande et de la zone de l’Afar Gabriel Pasquet, Valentine Combaudon et Isabelle Moretti

La présence d’hydrogène gazeux en contexte d’ouverture océanique est avérée depuis longtemps. La réduction de l’eau et l’oxydation des roches mantelliques semblent être un des moteurs. Dans le contexte de l’Islande, les gaz s’échappant des fumerolles contiennent généralement une fraction d’hydrogène. Les flux estimés d’hydrogène mesurés le long de la dorsale atlantique et au droit des sites islandais diffèrent ; pas uniquement pour des raisons de lithologie, mais probablement pour d’autres facteurs. La dépression des Afars (Djibouti), de par l’intense activité magmatique et la possibilité d’altération des basaltes (failles crustales, eaux acides) riches en fer, est un site privilégié pour la production d’hydrogène dans la proche surface. Une étude comparative des deux sites permet de mettre en avant deux paramètres clefs qui contrôleraient le mécanisme de génération : la salinité de l’eau et la quantité
d’eau disponible.

  •  L’hydrogène naturel, une nouvelle source d’énergie décarbonée et renouvelable, compétitive face aux hydrocarbures - Alain Prinzhofer et Christophe Rigollet

L’hydrogène actuellement sur le marché est d’origine manufacturée. Or l’hydrogène naturel est moins cher que l’hydrogène manufacturé et n’émet pas de CO2 ; il serait donc un complément idéal de l’hydrogène produit par électrolyse dans un mix énergétique décarboné, d’autant que les émanations d’hydrogène naturel en surface montrent que la ressource est largement répartie sur tous les continents, dans des contextes géologiques variés. Un exemple est le champ de Bourakébougou (Mali) qui représente le premier gisement d’hydrogène naturel étudié tant scientifiquement qu’industriellement et qui nous renseigne sur la renouvelabilité des flux naturels mis en jeu et donc sur leur exploitation soutenable.

  •  Le gisement de gaz de Vaux-en-Bugey : une exploration et une production centenaires pourraient devenir un site pilote pour la production et le stockage de l’hydrogène - Jean-François Deronzier et Hélène Giouse

La découverte et la production du petit gisement de Vauxen- Bugey interpellent par la nature du gaz produit : jusqu’à 5% d’hydrogène et 0,096% d’hélium. Les différents mécanismes de génération de cet hydrogène sont envisagés.On note toutefois l’absence de séries géologiques riches en fer. Il faut donc chercher un mécanisme alternatif à l’oxydoréduction : soit la radiolyse de l’eau, soit la friction des roches. Difficile de conclure sur la source, toutefois les observations et mesures des volumes de gaz (hydrogène et hélium) demeurent et l’exploration doit être menée avec rigueur. On pourrait alors utiliser ce petit champ comme un petit laboratoire du développement de la filière hydrogène en France.

  •  Une découverte d’hydrogène naturel dans les Pyrénées-Atlantiques, première étape vers une exploration industrielleEric C. Gaucher

Le contexte de la chaîne pyrénéenne présente toutes les composantes d’un système hydrogène tel qu’il est compris actuellement. Les lherzolites en surface indiquent un fonctionnement passé d’un mécanisme de génération d’hydrogène par serpentinisation. Le contexte postorogénique est favorable au développement de réseaux hydrothermaux profonds. Un travail de mesures de surface d’émanations d’hydrogène confirme des anomalies, localisées le long de grands accidents. On aurait ainsi identifié des chemins de migration possible. Un forage au
droit du manteau serpentinisé serait nécessaire pour produire un hydrogène peu cher, naturel et décarboné.

  •  Natural hydrogen in the Monzon-1 well, Ebro basin, northern Spain - Christopher Atkinson, Christopher Matchette-Downes and Sandra Garcia-Curiel

En mars 1963 le puits Monzon-1 a été foré dans le bassin d’Ebro (Espagne), dans l’avant-pays du versant sud de la chaîne pyrénéenne. Il a atteint la profondeur de 3 715 m sans succès commercial mais a rencontré des indices de gaz dans les séries gréseuses du Bunter (Trias). Le rapport de fin de sondage mentionne deux intervalles avec des indices de TG jusqu’à 25% et indique de l’hydrogène pur. Les investigations sur les appareils de mesures d’alors démontrent que l’on peut affirmer avec une bonne confiance que le gaz mesuré était bien de l’hydrogène pur. En partant de cette hypothèse la source de cet hydrogène doit être recherchée le long des grands accidents crustaux de la chaîne comme démontré sur le front nord-pyrénéen. Cette redécouverte de données d’hydrogène sur un vieux puits relance des espoirs pour la prospection d’un gold hydrogène.

  •  earth2 - Une initiative européenne pour structurer la filière de l’hydrogène du sous-sol

 

DES SOLUTIONS INDUSTRIELLES FONDÉES SUR LA NATURE

  •  Production d’H2 et de nano-magnétite : le procédé géo-inspiré de la start-up HYMAG’INatural hydrogen in the Monzon-1 well, Ebro basin, northern Spain - Céline Bonnaud, Fabrice Brunet, Mathieu Bertrand, Benjamin Malvoisin, Martine Lanson, Bruno Goffé, Delphine Tisserand, Philippe Le Bouteiller et Camille Crouzet

Un certain nombre de travaux ont sondé la possibilité de produire de l’H2 et de la magnétite à partir de matériaux ferreux d’origine anthropique dans les conditions physicochimiques de la serpentinisation. La start-up HYMAG’IN (officiellement créée en janvier 2019) s’est orientée dans cette voie avec un procédé basé sur le recyclage des résidus ferreux inexploités de la sidérurgie,notamment des poussières de grenaillage ainsi que des poussières de meulage, toutes deux très fines et riches en fer ; elle s’inscrit ainsi dans une économie circulaire. Son objectif est de valoriser la composante magnétite et non l’H2 ; cependant, l’augmentation prévue de ses capacités de production devrait permettre cette valorisation de l’hydrogène.

  • Potentiel de production d’H2 par altération hydrothermale du sous-sol granitique : le cas de Soultz-sous-Forêts - Jesica Murray, Bertrand Fritz, Jean Schmittbuhl et Vincent Bordmann

Dans les réservoirs géothermiques, l’hydrogène pourrait présenter l’intérêt d’être coproduit avec la chaleur/électricité. En effet, notre modélisation géochimique avec le code KIRMAT indique que la circulation des saumures au sein du socle granitique pourrait générer des quantités significatives d’hydrogène par oxydation de la biotite. Afin de stimuler la production de cet hydrogène et d’augmenter la surface de contact avec la solution, une des possibilités seraient d’injecter du CO2. On entrevoit ici une opportunité très intéressante à la fois de séquestration du CO2 et de stimulation de production d’hydrogène. Les sites géothermiques profonds en production permettent un accès unique à de grands systèmes hydrothermaux et sont un laboratoire naturel exceptionel.

 

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pdf 212 - Sites et sols pollués

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Sommaire de ce numéro

  Editorial  

  Actualité 

  • Transition(s) 2050 : Les scénarios de l’ADEME pour mener la transition écologique - François Leparmentier
  • Des émissions massives de méthane détectées depuis l’espace
  • CO2MVS, le futur système satellitaire d’identification des émissions anthropiques de CO2
  • Métropole du Grand Paris : Une cartographie pour la géothermie de surface
  • France 2030 : Le rapport « Varin » sur la sécurisation de l’approvisionnement en matières premières minérales remis au Gouvernement
  • Avenia et Institut Carnot ISIFoR Club Innovation Environnement « Sites et Sols Pollués » du 11 février 2022
  • Projet EuGeLi : Production de lithium à partir d’une saumure géothermale
  • Séismes passés en France métropolitaine : le site SisFrance refondu
  • Nouveau magazine Géodiversité en France de la Société Géologique de France
  • La journée internationale de la géodiversité
  • Le vingtième anniversaire de Gis Sol, Groupement d’intérêt scientifique sur les Sols

 

  Jeune entreprise  

  • Tellux : L’innovation au service du diagnostic des sols pollués - François Leparmentier avec la société Tellux

 

  Décryptage  

  • Les métiers des géosciences et les enjeux du XXIe siècle - François Leparmentier

 

  Analyse d'ouvrage  

  • Pétrole, le déclin est proche - François Leparmentier

     

  Résumé de thèse  

  • Analyse de la structure du socle paléozoïque hainuyer - Implications sur les caractéristiques des réservoirs profonds - Nicolas Dupont

 

 

  Dossier  : Sites et sols pollués 

L’URGENCE DE PRÉSERVER LES SOLS ET LA NÉCESSAIRE INTERVENTION DES SCIENCES SOCIALES ET PARTICIPATIVES

  • Sols pollués : un enjeu sanitaire et environnemental méconnu - L’urgence d’une nécessaire protection de la qualité des sols - Laura Verdier

La pollution des sols est une menace bien réelle pour la santé humaine et la biodiversité, mais peu prise en considération sur le plan politique et juridique, tant en France
qu’en Europe. Oublier la protection des sols, c’est oublier la préservation d’un bien commun indispensable à la vie sur Terre. Il est temps de passer à l’action et de faire émerger la thématique des sols pollués dans le débat public de la protection de l’environnement.

  • Reconversion des sites et sols pollués : l’apport des géosciences et des sciences sociales et participatives Dominique Guyonnet, Cécile Le Guern, Samuel Coussy, Fenintsoa Andriamasinoro et Valérie Guérin

La reconversion des sites dégradés (sites industriels pollués, anciens sites miniers, …) relève d’enjeux multiples : environnementaux et sanitaires en lien avec les possibles impacts des contaminations, mais aussi de revalorisation du foncier, de réduction de l’artificialisation des sols (reconstruire la ville sur la ville), de biodiversité, etc. Si l’apport des géosciences dans ce contexte est primordial, le spécialiste des Sciences de la Terre doit aussi composer avec la pluridisciplinarité de la thématique et faire preuve d’ouverture, y compris vers les sciences sociales et participatives, pour accompagner la transition de ces territoires dégradés vers de nouveaux usages.

 

FOCUS SUR QUELQUES OUTILS DE RECHERCHE DES POLLUTIONS ET QUELQUES DOCUMENTS MÉTHODOLOGIQUES

  • Les cartes départementales interactives des métaux et aléas associésMichel Bonnemaison et Fabien Koutchekian

Le sous-sol français regorge de métaux critiques ! Ce slogan médiatique n’est pas fondamentalement faux, mais il mérite d’être précisé et validé : Quels sont-ils ? Où sont-ils ? Sont-ils socialement, techniquement et économiquement exploitables ? Quels impacts ont-ils aujourd’hui sur notre environnement ? Quels impacts auraient-ils si nous devions les explorer ou les exploiter ? À toutes ces questions, les cartes interactives apportent une réponse claire pour un très large public, du particulier au spécialiste, soucieux de s’informer avec un maximum de simplicité et d’exhaustivité.

  • Surveillance et gestion des nuisances environnementales  - La rédaction

Le diagnostic de la qualité de l’air,maintenant exigé par la réglementation, fait partie de la problématique des sites et sols pollués. La société ECOMESURE propose une station connectée multicapteur qui permet l’identification de pollutions de diverses natures et l’alerte en temps réel. En couplage avec cette station, le laboratoire EUROFINS ANALYSES de l’AIR a développé une technique d’analyse de l’air pollué à partir d’échantillons prélevés grâce à des canisters.

  • Quand l’amiante environnemental s’invite sur un chantier… - Brice Sevin, Vincent Perin et Xavier Delamotte

Après le bâti, c’est au tour des sols d’être concernés par l’obligation d’effectuer un repérage avant travaux de l’amiante. L’amiante, une substance cancérigène avérée pour l’Homme, peut en effet se trouver naturellement dans certains sols et sous-sols. Face à ce problème de santé publique, il faudra donc désormais rechercher tous les objets géologiques susceptibles de contenir de l’amiante environnemental dans les sols et les roches en place avant d’effectuer des travaux.

  • Sites et sols pollués… en pratique - La rédaction

 

LA BIOREMÉDIATION

  •  Gérer les Sites et Sols Pollués par phytomanagement Yann Thomas, Maha Deeb Collet, Anaëlle Prieur, Gaylord Machinet et Renaud Avocat

Le phytomanagement est une approche globale de traitement des pollutions des sols, faisant appel aux phytotechnologies. Ses avantages par rapport aux méthodes physico-chimiques sont présentés, en termes de coûts,mais également de services écosystémiques. Il n’est toutefois pas adapté à toutes les formes de pollution et les limites à son utilisation sont décrites. Deux exemples de mise en oeuvre du phytomanagement concluent l’article.

  •  La mycoremédiation des sols - Une revueReine Malek, Mathieu Pillet et Gilles Burban

Les millions de sites européens pollués par des métaux lourds ou des polluants organiques engendrent des problèmes socio-économiques et environnementaux majeurs. La mycoremédiation apparaît comme une technologie prometteuse dans le paysage des solutions de dépollution des sols. Elle s’appuie sur l’utilisation des capacités multiples des champignons filamenteux pour filtrer, dégrader, ou accumuler des polluants organiques ou inorganiques très toxiques pour l’homme, les animaux et les plantes.

  •  Anciennes haldes des Avinières (Gard) : la phytostabilisation au service d’une mise en sécurité innovante - Pierre Rossler et Souhir Soussou

Sur l’ancien site des Avinières dans le Gard, la fermeture de la mine, il y a plus d’un siècle, n’a pas été accompagnée de travaux de réaménagement. Les haldes de l’exploitation, déversées à flanc de coteau subissent une érosion intense, liée au contexte topographique du site (pentes de l’ordre de 30 à 35°) et climatique (zone soumise aux épisodes pluvieux cévenols). La forte teneur en métaux des stériles (2 à 5% de plomb, 4 à 5% de zinc) et l’érosion active des haldes empêchent toute recolonisation naturelle du site par la végétation et induisent une contamination de l’environnement. La phytostabilisation des haldes par des plantes autochtones est une solution innovante permettant la réduction des transferts par les voies de contamination et la mise en sécurité du site.

 

FOCUS SUR QUELQUES EXEMPLES DE POLLUTION

  •  La pollution du delta du Niger : désastre environnemental et tragédies humaines - François Leparmentier

Le territoire de l’Ogoni se situe au Nigéria, dans la partie sud-est du delta du fleuve Niger. Il a été le cadre d’opérations d’exploration et production pétrolières qui se sont traduites par une pollution chronique aux hydrocarbures. Celle-ci a gravement mis en péril la santé et l’activité économique des communautés autochtones. C’est l’histoire de ce qui constitue très probablement la plus importante destruction des écosystèmes provenant d’une activité industrielle que relate le présent article.Malgré la forte médiatisation internationale, la contestation des responsabilités et les conflits internes au pays, puis l’insuffisance des réparations se traduisent par un coût social particulièrement élevé et une atteinte durable à l’environnement.

  •  Site pollué par du chrome VI : Diagnostic et Plan de GestionSandrine Augy et Jean-Daniel Vilomet (ABO-ERG)

Une usine qui a cessé depuis peu son activité va être réhabilitée en une zone d’activités.Afin de gérer les risques liés aux sols et aux eaux souterraines éventuellement pollués, un diagnostic des milieux et un plan de gestion doivent être étudiés. Les investigations montrent que le sol et les eaux sont essentiellement impactés par du chrome VI ; un panache de pollution des eaux souterraines sort du site. Le plan de gestion propose la mise en oeuvre d’un traitement par injection d’une solution réactive permettant la réduction du chrome VI en chrome III.

  •  L’enjeu des pyrites dans la construction à MontréalMaxime H. Rousseau

L’article décrit les désordres causés aux bâtiments de la banlieue de Montréal en liaison avec la présence de pyrite dans les remblais rocheux sous la dalle de béton. Celle-ci, en présence d’oxygène, d’eau ou de chaleur,peut engendrer la création de minéraux secondaires et provoquer le gonflement du remblai rocheux, exerçant ainsi une pression sur les infrastructures. La problématique a été prise en charge par le gouvernement du Québec avec l’adoption de protocoles et la mise en place de normes qui ont permis de réduire les désordres occasionnés.

  •  La gestion des terres polluées du Grand Paris ExpressStéphane Gaffié et Thomas Gaudron

La réalisation du réseau de métro du Grand Paris Express nécessitera l’excavation d’environ 45 millions de tonnes de déblais. Si la très grande majorité de ces déblais est issue des formations géologiques profondes et correspond à des terres naturelles, environ 2 % sont considérés comme pollués en lien avec les activités humaines, notamment dans les horizons de surface. Afin de gérer au mieux les risques liés à la présence de ces pollutions, la Société du Grand Paris a décliné sur l’ensemble des emprises des futurs ouvrages, la démarche issue de la méthodologie nationale des sites et sols pollués, dans le cadre d’une approche multisite. Afin de sécuriser la gestion de ces terres après excavation, elle a mis en oeuvre d’autre part un dispositif novateur de traçabilité dématérialisé, ainsi qu’un conventionnement avec l’ensemble des exutoires et sites de traitement des terres.

 

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pdf 211 - Gestion et valorisation des eaux souterraines

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GEOL203 450Sommaire de ce numéro

  Editorial  

  Actualité 

L'eau

  • Webinaire Water4allSDGs, organisé par le Partenariat Français pour l’Eau le 21 septembre 2021 -  François Leparmentier
  • Journée scientifique « Quelles transitions pour l’Eau face au changement climatique ? » 5 octobre 2021 à Toulouse - Pierre Marchet, Isabelle Fournier et Catherine Thouin
  • Deuxième webinaire d’introduction de la conférence internationale « Groundwater, key to the sustainable development goals » le 25 novembre 2021
  • Programme d’investissements d’avenir et plan France Relance : Projet OneWater - Eau bien commun
  • Le projet européen MISSOURI
  • Eaux-SCARS, un projet de recherche pour l’étude des réservoirs d’eau souterraine du nord-est du Bassin aquitain
  • Les eaux souterraines, clé des objectifs de développement durable

 

L'énergie

  • Publication de l’AFPG : la géothermie en France ; étude de filière 2021
  • Le réseau de géothermie Gényo : une exploitation innovante du Trias
  • Contributions de l’Académie des sciences sur l’énergie électronucléaire
  • L’étude prospective de RTE : Futurs énergétiques 2050 -  François Leparmentier

 

Les ressources minérales

  • « The Supply of Critical Raw Materials in Europe for the Industries of the Future »
  • ADEME Recherche Janvier 2022 : Les métaux dans la transition énergétique
  • Prise en compte des ressources minérales secondaires dans l’élaboration des schémas régionaux des carrières : application à la Région Auvergne-Rhône-Alpes - Agathe Denot, Virginie Amant et Laurent Eisenlohr

Les schémas régionaux des carrières doivent intégrer la composante ressource minérale secondaire dans la planification. Il s’agit de diagnostiquer les gisements, les lieux de production, leurs usages et les évolutions prévisibles au regard des quantités et qualités. Les DREAL élaborent, en concertation avec les acteurs concernés, les schémas régionaux des carrières. En Auvergne-Rhône-Alpes, un groupe de travail dédié aux ressources minérales secondaires a été constitué pour recueillir et synthétiser les données et mettre en place un plan d’action pour favoriser leur utilisation

  •  Le site Mineralinfo fait peau neuve
  • Publication de vertigo. Une frontière virtuelle : l’exploitation des ressources minérales profondes dans le Pacifique

 

  Jeune entreprise  

  • Le forum start-up du congrès annuel de la SIM (Lille, le 20 octobre 2021)

 

  Décryptage  

  • La COP26 : Le réchauffement climatique est encore très loin d’être contenu à 1,5°C - François Leparmentier
  • La crise de l’eau : crise climatique et gestion inadéquate délibérée … 2022, année d’une meilleure visibilité des eaux souterraines - Michel Bakalowicz

 

  Recherche et vie professionnelle  

  • Modélisation géologique 3D du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais et de son substratum dévonien-carbonifère inférieur : vers une meilleure définition des réservoirs géothermiques profonds (résumé de thèse) - Aurore Laurent
  • Enquête sur la profession d’hydrogéologue exerçant des missions de service public - Gaïa Lassaube

Cette enquête s’inscrit dans une thèse comparée France/Inde des activités des hydrogéologues exerçant des missions de service public dans un contexte de reconfiguration admi- nistrative et de tensions sur les ressources. Elle consiste en un QCM de 25 questions (plus une section libre), dont la rédaction fait suite à une première séquence d’entretiens longs avec des professionnels. Le questionnaire visait à appréhender les multiples transformations afférentes dans les activités des hydrogéologues : formations, activités, apparition de nouveaux outils et instruments de mesure, mais aussi sens que les individus donnent à leur métier, à ses obstacles et aux défis futurs. Nous revenons ici sur certains des résultats obtenus.

 

  Dossier  : Gestion et valorisation des eaux souterraines  

LA GESTION DE LA RESSOURCE EN EAU

  • Développement d’outils numériques régionaux dédiés à la compréhension du fonctionnement des aquifères profonds du sud du Bassin aquitain et à l’amélioration de la gestion de la ressource en eau - Olivier  Douez, Jean-Charles Manceau, Sandrine Grataloup, Laurent André, Eric Lasseur, Arnaud Wuilleumier

Les ressources en eaux souterraines profondes sont stratégiques pour les territoires du sud du Bassin aquitain. Dans ce secteur géographique géologiquement complexe, de nombreux questionnements se posent sur le fonctionnement de ces aquifères et des réponses doivent être apportées pour une future gestion opérationnelle de ces ressources. C’est dans ce cadre qu’est né GAIA, programme de recherche visant à mieux comprendre le fonctionnement de ces aquifères profonds.

  • Prospective participative et retours d’expérience : apports de la concertation à la gestion durable des nappes profondes du bassin de l’Adour Mélanie Erostate, Marie Bareille, Noémie Neverre et Jean-Daniel Rinaudo

Les nappes profondes du bassin de l’Adour constituent des ressources en eau essentielles, restant à ce jour dépourvues d’une stratégie de gestion permettant de garantir leur durabilité et celle des usages associés. Entre prospective participative et retours d’expérience, tout l’enjeu est de fournir aux acteurs locaux des éléments d’aide à la décision vers le choix d’un outil de gestion pertinent répondant aux possibilités d’exploitation limitées de ces ressources.

 

LE STOCKAGE EN EAU SOUTERRAINE

  • De l’impact des stockages souterrains sur les eaux souterraines. Cas particulier du stockage souterrain en cavité minée non revêtueFrançois Cabon, Blanca van Hasselt et Jean-Luc Bodin

Même si le stockage souterrain présente de nombreux avantages sur le plan de la sécurité et de l’environnement, il génère, comme toute activité anthropique, des effets sur le milieu naturel. Cet article présente brièvement l’impact de ces ouvrages de stockage sur les eaux souterraines avec un éclairage particulier sur le stockage souterrain en cavité minée non revêtue.

 

LA VALORISATION DES RESSOURCES MINÉRALES DES EAUX SOUTERRAINES

  • Avancées dans l’application de l’ISR en milieu fracturé : l’exemple du cuivre  - Valentin Calani, Sébastien Hocquet et Denis Virlogeux

La méthode minière de récupération in situ (ISR) est une technologie aujourd’hui mature pour l’exploitation des gisements d’uranium à basse teneur encaissés dans des réservoirs peu consolidés. Les développements futurs de la technique rendront possible l’exploitation de gisements plus complexes, en réservoirs fracturés, comme en attestent les développements récents de projets ISR de gisements de cuivre encaissés dans des domaines géologiques complexes.

  • Optimisation de la récupération d’uranium à faible teneur par lixiviation in situ sur un gisement de type roll-front au Kazakhstan - Anthony Le Beux, Christian Polak et Thomas Oppeneau

Katco, une coentreprise entre les sociétés Orano Mining et KazAtomProm, exploite une mine au Kazakhstan, en utilisant la méthode de récupération in situ (ISR), pour extraire de l’uranium à faible teneur, à partir de réservoirs aquifères confinés sableux, situés entre 200 et 600 mètres de profondeur, abritant une minéralisation de type roll-front. La solution de lixiviation (acide sulfurique dilué dans ce cas) est injectée directement dans le gisement par des puits d’injection avant d’être récupérée, enrichie d’U, par des puits de production.

  • Lithium & metal recovery in saline aquifers for CO2 storage - Frank Despinois, Axel Porlan and Elza Dugamin

Water withdrawal in saline aquifers for CO2 storage projects is constrained by environmental regulations and negative economic impacts of water treatments. Therefore, current projects face pressure limitations which constrain their CO2 storage capacity. Targeting high metal content aquifers could solve such dilemma via their economic recovery; and it could enhance the CO2 storage resources of current and future CO2 storage projects in saline aquifers.
This study presents the method used to build machine learning-based models aiming to forecast and evaluate the lithium resources associated to the CO2 storage activity. An innovative tool was developed which combines a metal forecaster module and a stochastic calculation tool to assess the potential risked resources and associated economics for CO2 storage prospects at the Exploration stage. Such approach should help in the future the identification of new saline aquifers targets in various sedimentary basins which could have the potential to unlock the profitability to use water withdrawal and store much larger quantity of CO2. Also, it opens the path towards the development of new lithium extraction technologies dedicated to the chemistry of such new resources.

 

LES EAUX SOUTERRAINES ET LA GÉOTHERMIE

  •  Les exploitations géothermales au Dogger - Gabrielle Negrel et Eric Lasne

Les eaux de l’aquifère du Dogger du Bassin parisien exploitées par plus d’une quarantaine de centrales géothermiques constituent un milieu anaérobie et témoignent d’un environnement réducteur. Les caractéristiques de ces eaux les rendent corrosives pour les tubages des puits géothermiques qui sont en majorité constitués d’acier au carbone. Dans le contexte d’un milieu hydrogéochimique complexe et agressif vis-à-vis des installations géothermiques, l’objet de cet article est de présenter toutes les compétences techniques mises en œuvre, des études de faisabilité à l’exploitation, pour mener à bien un projet de géothermie. La démarche est globale et s’appuie sur le retour d’expérience de la Compagnie Française de Géothermie (CFG, bureau d’étude sous-sol).

  •  La géothermie des eaux des mines et son potentiel en Wallonie (sud de la Belgique)Nicolas Dupont, Olivier Kaufmann, Virginie Harcouët-Menou et Johan Matthijs

La géothermie des eaux des mines vise à utiliser spécifiquement les mines abandonnées en tant que réservoirs géothermiques, le réservoir étant représenté par les vides inondés de la mine. En Belgique, l’Administration wallonne a lancé en 2019 un projet pour déterminer le potentiel géothermique des anciennes mines, la région wallonne étant celle où l’activité extractive fut la plus intense ainsi que celle qui présente la meilleure correspondance entre les zones minières et celles à fortes densités de population. Ce potentiel, estimé à partirdu volume des vides miniers et des gammes de températures, serait de l’ordre de 1690 GWh, en considérant la récupération de l’énergie thermique sur une différence de température de 12°C.

 

L’EXPLOITATION DES EAUX MINÉRALES NATURELLES

  •  Les eaux minérales du Sud-Ouest, présentation succincte, usages et implication dans le tissu économique régional Jean-Claude Soulé et Patrick Guilleminot

Les eaux minérales naturelles se distinguent des autres eaux destinées à la consommation humaine par leur pure- té originelle et l’invariabilité de leurs caractéristiques essentielles. Elles sont issues de systèmes aquifères leur conférant ces caractères et sont utilisées pour le conditionnement, la crénothérapie (soins à base d’eau souterraine), le thermoludisme ou la distribution en buvette publique.
Le Sud-Ouest est particulièrement riche de la diversité de ses eaux minérales, elles-mêmes liées à la grande variété de sa géologie. Pratiquement tous les grands faciès chimiques des eaux sont représentés, le poids économique de ces ressources est important comme le montre la présence de stations thermales parmi les plus fréquentées de métropole comme Dax et Balaruc-les-Bains.
L’originalité de ces ressources réside dans la nécessité de les exploiter de façon raisonnée, afin qu’elles demeurent durables et puissent ainsi contribuer à l’image de haute qualité environnementale de la région.

 

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pdf 210 - Le Fossé rhénan

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GEOL203 450Sommaire de ce numéro

  Editorial  

  Actualité 

  • La prise de position de l’ONU sur le nucléaire
  • Le prix de l’innovation 2021 de l’EGEC attribué à ENGIE, associé à ANTEA
  • PYCASSO : un projet de territoire de capture, utilisation et stockage géologique de CO2
  • L’eau souterraine, clé des Objectifs de Développement Durable de l’ONU
  • Appli muRex

 

  Jeune entreprise  

  • Tessael, la start-up experte en maillage du sous-sol : Une nouvelle technologie pour la simulation couplée écoulement-géomécanique 3D des réservoirs naturels - François Leparmentier avec Wan-Chiu Li

 

  Décryptage  

  • Le nouveau rapport du GIEC : Le cri de la science

 

  Dossier  : Le Fossé rhénan 

CADRE GÉOLOGIQUE

  • Données stratigraphiques du Fossé rhénan supérieur dans la région de Strasbourg - Coralie Aichholzer, Pauline Harlé, Philippe Duringer

Entre 2012 et 2020, dans le Fossé rhénan supérieur, plu- sieurs forages géothermiques ont atteint le socle granitique. Les plus complets ont traversé environ 100 m de graviers quaternaires, 1 700 m de Tertiaire, plus de 1 000 m de Mésozoïque et près de 200 m de Permien. Une discontinuité majeure sépare le Jurassique moyen des séries cénozoïques. Dans cet article, nous proposons une colonne stratigraphique virtuelle et complète (compilation de puits) avec la succession de toutes les formations sédimentaires du Permien au Quaternaire dans la région de Strasbourg avec une indication des variations latérales d’épaisseur et de faciès.

  • Regard sur un changement climatique majeur : la transition Éocène-Oligocène dans le Fossé rhénan - Emile Simon, Laurent Gindre-Chanu, Alexis Nutz, Quentin Boesch, Guillaume Dupont-Nivet, Hendrik Vogel et Mathieu Schuster

La transition Éocène-Oligocène marque le passage d’un climat « greenhouse » à un climat « icehouse », c’est-à-dire l’entrée pour la Terre d’une configuration « chaude » à une configuration climatique quasi-moderne. Cet article synthétise les connaissances à l’échelle globale de cet épi- sode climatique majeur et propose pour la première fois de le confronter à l’histoire tectono-sédimentaire du Fossé rhénan.

 

UNE REGION RICHE DE SON HISTOIRE MINIÈRE

  • Les gisements métalliques des Vosges et leurs relations avec l’histoire régionale : un aperçu bibliographique - C. Marignac

Près de la moitié du massif ancien des Vosges est constituée par des granites carbonifères (ca. 340-300 Ma) intrusifs soit dans des gneiss de haut grade (Vosges moyennes), soit dans des complexes volcano-sédimentaires de bas degré, dévoniens (Vosges du nord) ou viséens (Vosges du sud). Des minéralisations variées, mais dans l’ensemble peu ou pas économiques, y sont connues :W, Sn, Mo, associées aux granites ; filons de sulfures à métaux de base et argent ; filons à barytine-fluorite ; minéralisations liées aux strates des bassins stéphano-permiens discordants. Les filons sont liés à la réactivation des grandes failles NE-SO du Viséen.

  • Un projet transfrontalier autour des ressources minérales : Regio mineralia (Région du Rhin Supérieur) - Pierre Fluck

Les Vosges et la Forêt-Noire étant constituées de terrains anciens de socle anté-permiens, hébergent des concentrations assez remarquables de ressources métallifères. Aussi ont-elles été agitées par une histoire minière intense en même temps que tourmentée. L’article propose une vision holistique de la question, qui ne sépare pas les approches relevant des sciences de la Terre et celles plus spécialement liées aux hommes, aux économies et aux territoires à travers l’épaisseur des temps.

  • La potasse en Alsace : une aventure industrielle de renommée mondiale François Leparmentier

L’histoire industrielle du Bassin potassique d’Alsace est intimement liée à celle du XXe siècle dont elle embrasse les contours, du premier forage d’exploration en 1904 à la déclaration officielle de l’épuisement du gisement en 2004. L’exploitation de la potasse a contribué à l’essor industriel de la région dans un contexte mondialisé, avec ses succès, mais aussi ses drames et ses crises. Aujourd’hui, la reconversion économique du bassin d’emploi est largement réalisée et le patrimoine industriel est en partie préservé grâce à une forte culture identitaire des anciens acteurs des sociétés minières.

  • StocaMine Marc Brisebarre

StocaMine est un stockage souterrain de déchets dangereux situé à Wittelsheim, près de Mulhouse ; il a été en activité de 1999 à 2002, date à laquelle un incendie a conduit à l’arrêt de l’apport de déchets. Depuis, nombreuses ont été les études (et polémiques) pour rechercher une solution permettant de préserver la nappe d’Alsace d’une éventuelle pollution par les matériaux entreposés.

  • Histoire de l’exploitation du pétrole en AlsaceDaniel Rodier et Denise Weinling

Pechelbronn fut d’abord (sous la forme Baechelbronn, qui signifie la source du petit ruisseau) le nom d’un affleurement sur la commune de Lampertsloch, située entre Haguenau et Wissembourg. Ce site, à l’origine de l’aventure pétrolière en Alsace, est le plus ancien en Europe, et sans doute dans le monde, qui ait connu une exploitation continue depuis le Moyen Age jusqu’à l’ère industrielle. Ce terme de Pechelbronn est devenu par la suite le nom de la concession et du gisement, puis à partir de la fin du XIXe siècle il fut associé aux noms successifs de l’entreprise, qui ferma définitivement en 1970 sous le nom de SAEM Pechelbronn.

  • Rapatriement des carottes historiques d’Alsace à la carothèque du BRGM d’Orléans - Olivier Serrano

La carothèque du BRGM a pour vocation de regrouper, reconditionner, préserver et mettre à disposition de la communauté scientifique les carottes et échantillons de forages réalisés par le BRGM ou faisant partie de ses collections historiques. Plusieurs lieux de stockage à vocation temporaire ont été gérés par le BRGM en France ; c’est le cas, notamment, du stockage de Preuschdorf, près de Merkwiller-Pechelbronn, dont le contenu a été transféré à la carothèque d’Orléans et les locaux réaménagés pour accueillir le Musée du Pétrole.

  • Les collections en Sciences de la Terre de l’Université de Strasbourg Barbara Gollain, Kévin Janneau et Delphine Issenmann

L’Université de Strasbourg se distingue par un patrimoine constitué au fil du temps par l’équipement scientifique, instrumental comme architectural, lié à l’émergence des sciences expérimentales telles que la sismologie ou l’étude du magnétisme terrestre, à la fin du XIXe siècle. Cet article dresse un panorama de ce patrimoine non seulement his- torique mais aussi typologique et dynamique, mettant notamment en avant les perspectives communes de (re)mobilisation des collections à des fins non seulement patrimoniales mais aussi scientifiques.

 

UNE EXPLOITATION DU SOUS-SOL AUJOURD’HUI TOURNÉE VERS LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE

  • Atlas des ressources géothermiques de surface en Alsace : un outil d’aide à la décision pour conseiller sur l’exploitabilité locale des principaux aquifères  - Murielle Chabart

Lors d’un choix énergétique, les maîtres d’ouvrages, les bureaux d’études, les décideurs des collectivités territoriales ou les particuliers sont en attente d’informations locales sur la ressource, afin d’examiner la possibilité d’utiliser ou pas la géothermie très basse énergie (TBE). Cet article présente les principaux résultats et l’approche technique mise en œuvre par le BRGM pour établir l’atlas des ressources géothermiques de surface sur nappe concernant le territoire alsacien, en complément des atlas préexistants sur la Champagne-Ardenne et la Lorraine.

  • La géothermie profonde dans le Fossé rhénan supérieur, des années 80 à aujourd’hui - Eléonore Dalmais, Albert Genter, John Reinecker et Béatrice Pandélis

Depuis les années 80, des projets de géothermie se sont succédés dans le Fossé rhénan pour tirer parti de la chaleur terrestre dans une région où le gradient thermique peut atteindre jusqu’à 100°C/km. Cet article tente de tracer le panorama des différents projets en les replaçant dans leur contexte tant géologique que technico-économique et sociétal.

  •  En Alsace, la géothermie fait ses preuves

Pionnier de l’aventure géothermique en Alsace, le groupe ÉS (Électricité de Strasbourg) exploite aujourd’hui deux centrales dans le Bas-Rhin. De la conception d’un projet à son exploitation, son expertise est complète et ne cesse de s’enrichir grâce à de nombreux programmes de recherche et d’innovation. Avec deux énergies renouvelables décarbonées, la chaleur et l’électricité, et une ressource potentielle de lithium « vert », la transition énergétique se joue aussi ici.

  •  Évolution du suivi sismique des sites géothermiques en exploitation dans le Fossé rhénan supérieur - Emmanuel Gaucher et Vincent Maurer

Le Fossé rhénan concentre, au niveau européen, un grand nombre de systèmes géothermiques améliorés, dits EGS (« Enhanced Geothermal Systems »), qui ont dû être stimulés en profondeur. Or les stimulations génèrent de la sismicité qui apporte de l’information sur le réservoir mais qui peut être également ressentie par la population ; d’où la mise en place d’un suivi sismique qui a évolué pour répondre à ces deux problématiques.

  •  La valorisation du lithium issu des eaux géothermales : le cas du Fossé rhénan - Clio Bosia, Elif Kaymakci, Thomas Koelbel, Bernard Sanjuan, Blandine Gourcerol et Romain Millot

Le lithium se profile, dans les années à venir, comme une ressource critique pour la réussite de la transition énergétique. Les saumures géothermales sont une ressource qui mérite d’être explorée car elle offre un potentiel en lithium significatif et à faible empreinte carbone. Au niveau européen, des travaux récents ont montré que le Fossé rhénan représentait la zone la plus prometteuse en Europe ; plusieurs permis d’exploration lithium sont en cours d’instruction et il existe également un test pilote relatif aux technologies d’extraction sur la centrale géothermique de Rittershoffen.

 

ENJEUX DE PROCHE SURFACE

  •  La réalisation de sondes géothermiques dans les collines de bordure du Fossé rhénan, un pari à risque - Charles Frey

À partir des années 2005 de nombreuses sondes géothermiques (ne nécessitant pas la présence d’une nappe phréatique) ont été installées dans les collines bordant le Fossé rhénan ; or le non respect des règles de l’art joint à l’absence d’études géologiques préalables sérieuses a généré de nombreux sinistres dans ces collines d’une grande complexité tectonique ; trois cas emblématiques seront étudiés : Lochwiller et Kirchheim en Alsace (Bas- Rhin), et Staufen dans le pays du Bade-Wurtemberg en Allemagne.

  •  Lochwiller, une autre origine est-elle possible ? - Interview de Luc Jaillard

Cet article propose une nouvelle origine des désordres observés à Lochwiller ne faisant pas intervenir le forage géothermique comme cause principale.

  •  Réseaux de surveillance des eaux souterraines de l’aquifère du Rhin supérieur : enjeux et perspectives - Rémy Cotinet, Fabien Toulet, Michel Wingering, Emmanuelle Witz, Baptiste Rey et Didier Lihrmann

L’aquifère alluvial du Fossé rhénan renferme une ressource d’envergure transfrontalière. Ce réservoir d’eau souterraine fait l’objet d’une surveillance particulièrement dense depuis le début du XXe siècle. Les réseaux de mesures et les campagnes d’analyses permettent le développement de connaissances et d’outils nécessaires pour assurer aux générations futures une eau de bonne qualité.

 

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pdf 209 - La Nouvelle-Calédonie

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GEOL203 450Sommaire de ce numéro

  Editorial  

  Actualité 

  • Note de l’IFRI : La stratégie de souveraineté minérale américaine (« make America mining again »)
  • Le projet HyPSTER : maillon stratégique de la filière hydrogène vert
  • Edition 2021 de l’analyse « Fostering effective energy transition » du Forum Économique Mondial
  • La création de l’Institut des mathématiques pour la planète Terre (IMPT)

 

  Jeune entreprise  

  • Thin Section Lab, le spécialiste français de la préparation et de l’analyse d’échantillons géologiques

 

  Décryptage  

  • Le retour des États-Unis sur la scène internationale de la transition énergétique

 

  Dossier  : La Nouvelle-Calédonie 

GEOLOGIE

  • Histoire géologique de la Nouvelle-Calédonie, mise en place de l’ophiolite, évolution post-obduction et formation des gisements de nickel) - Pierre Maurizot

En Nouvelle-Calédonie, la mise en place pendant l’Éocène d’un des corps ophiolitiques les plus importants au monde, la nappe des Péridotites, peut s’expliquer par un modèle de subduction continentale. Le déplacement postérieur des plaques a conduit cet ensemble vers des latitudes moins élevées et un climat plus chaud et humide qui ont contribué à former par altération supergène une ressource en minerais de nickel à la surface de ce substrat de composition ultrabasique.

  • Le continent Zealandia : la Nouvelle-Calédonie dans son contexte régionalJulien Collot, Samuel Etienne, Martin Patriat, Walter R. Roest, Nick Mortimer, Rupert Sutherland

La Nouvelle-Calédonie et la Nouvelle-Zélande ne sont qu’une petite partie émergée d’un continent immergé de 5 millions de km2, Zealandia. La complexité de l’évolution de ce continent est à l’origine de l’exceptionnelle géodiversité du Sud-Ouest Pacifique. Bien que la région soit encore l’une des moins explorées au monde, des campagnes océanographiques y sont menées depuis plusieurs années. La compréhension de la géologie de la Nouvelle-Calédonie est intimement liée à l’histoire de Zealandia, même si la confrontation des modèles issus de l’étude des affleurements à terre avec ceux basés sur l’observation de sa région marine demeure un défi.

  • Le champ hydrothermal hyperalcalin de la baie de Prony, Nouvelle-CalédonieBernard Pelletier, Gaël Erauso, Emmanuelle Gérard,
    Bénédicte Menez, Christophe Monnin, Claude Payri, Anne Postec, Roy Price et Marianne Quéméneur

La baie de Prony abrite un champ hydrothermal hyperalcalin unique qui comprend des évents actifs, sous-marins et intertidaux. Les fluides hydrothermaux de faible salinité, de température modérée et de pH très élevé sont enrichis en dihydrogène et méthane provenant de la serpentinisation. Le mélange de ces eaux hydrothermales d’origine météorique et de l’eau de mer conduit à la formation de chemi- nées de carbonates de calcium et d’hydroxyde de magnésium, parmi lesquelles la célèbre aiguille de Prony. Ces concrétions sous-marines abritent des communautés spécifiques de bactéries et d’archées impliquées dans l’édification des cheminées via des processus d’organo-minéralisation. La communauté française s’est mobilisée autour de l’étude de ce site exceptionnel, peu profond et facile- ment accessible.

 

RESSOURCE MINIÈRE

  • L’Histoire de la mine et des mineurs en Nouvelle-CalédonieYann Bencivengo et Séverine Bouard

La Nouvelle-Calédonie est une terre minière. Si le charbon, l’or, le cuivre, le chrome, le cobalt ou le fer y ont été extraites, seul le nickel a fait l’objet d’une exploitation continue depuis 1875. L’histoire du nickel est intimement liée à l’histoire du pays, notamment à l’époque coloniale. Plus récemment, les évolutions technologiques permettent l’exploitation de nouveaux gisements mais les sociétés minières et métallurgiques doivent continuer de se transformer afin de répondre à deux injonctions parfois contradictoires : la volatilité du marché international et les revendications locales concernant la maitrise des ressources et les retombées économiques du secteur minier.

  • Panorama de l’activité minière et métallurgique en Nouvelle-Calédonie - Christian Habault et Corinne Bufnoir

L’archipel néo-calédonien, situé dans le sud-ouest de l’océan Pacifique, est constitué d’une Grande Terre, à l’histoire géo- logique complexe, qui s’est éloignée au Crétacé du continent australien lors de l’ouverture de la mer de Tasman, et d’îles éparses (Loyauté, Bélep, Les Pins). Seule la Grande Terre recèle des ressources minérales identifiées très tôt dans son histoire, parmi lesquelles le nickel qui a façonné ses paysages et marqué très fortement la Nouvelle-Calédonie, donnant naissance à une industrie lourde (électrométallurgie et hydrométallurgie) sans équivalent dans l’outre-mer français.

  •  Le scandium, un métal remarquable encore sous-valorisé - Yoram Teitler et Michel Cathelineau

Le scandium est un élément d’intérêt pour diverses appli- cations technologiques mais reste encore peu valorisé. Or, les gisements de nickel et cobalt latéritiques présentent des concentrations significatives en scandium et plusieurs projets industriels prévoient l’extraction du scandium latéritique, notamment en Australie et aux Philippines. Celle-ci pourrait également être envisagée en Nouvelle-Calédonie, où des teneurs significatives sont observées. Cependant, les volumes concernés sont marginaux et une filière scandium apparaît seulement envisageable à travers une meilleure valorisation des latérites nickélifères, impliquant des choix techniques et des décisions politiques.

  • Le Centre National de Recherche Technologique (CNRT), la connaissance au service d’un nickel plus vert et plus compétitif en Nouvelle-Calédonie - France Bailly et Christian Habault

Pour relever le challenge d’une industrie minière plus compétitive, plus « verte » et socialement plus acceptable, les acteurs du secteur minier bénéficient d’une agence totalement dédiée à la recherche appliquée, à l’innovation et au développement technologique en Nouvelle-Calédonie. Le CNRT « Nickel et son environnement » est une structure originale, sans équivalent national, bénéficiant de fonds publics et privés, qui regroupe les compagnies minières et métallurgiques du territoire et les organismes de recherche, aux côtés de l’État, du Gouvernement de la Nouvelle-Calédonie et des trois Provinces.

  •  La formation professionnelle dans le secteur minier en Nouvelle-Calédonie - Christian Habault et Cyril Marchand

L’archipel néo-calédonien, situé dans le sud-ouest de l’océan Pacifique, rattaché à la France en 1853, est un des rares territoires ultramarins disposant de ressources minérales identifiées et conséquentes. Débutant avec les métaux de base et l’or, l’activité minière s’est rapidement orientée vers l’extraction de sa substance phare, le nickel, depuis plus de 150 ans après sa découverte en 1864. Résultat de l’altération supergène d’une nappe ophiolitique recouvrant le tiers de la Grande Terre, le minerai de nickel est non seulement exporté, mais aussi raffiné localement dans des usines pyrométallugiques ou hydrométallurgiques, seule industrie lourde de l’ensemble ultramarin français.

  •  Aperçu comparatif de législation minière, entre France métropolitaine et Nouvelle-Calédonie : 16 740 km de distance, et bien plus encore - Anne Perrier Gras

En Nouvelle-Calédonie, l’étude du régime législatif et réglementaire minier se conçoit difficilement sans se référer à son homologue métropolitain, et à l’héritage laissé par la grande loi minière française du 21 avril 1810. Cependant, les caractéristiques institutionnelles, juridiques et coutumières de cette collectivité « sui generis » de la République Française, le poids du nickel dans l’économie, les enjeux en présence dans ce territoire en voie d’émancipation, ont façonné peu à peu un système spécifique, étroitement lié à la délicate construction d’un « destin commun ».

  • Stratégie du nickel calédonien - Didier Julienne

 

ENVIRONNEMENT NATUREL ET HUMAIN

  •  Ressources en eau dans les massifs de péridotites : état des connaissances et enjeux - Julie Jeanpert, Jean-Lambert Join, Peggy Gunkel-Grillon, Olivier Monge, Séverine Bouard, Caroline Lejars et Catherine Sabinot

En Nouvelle-Calédonie, les péridotites couvrent près d’un tiers de la surface de la Grande Terre. Si les massifs font l’objet depuis plusieurs décennies de recherches sur la minéralisation en nickel, chrome et cobalt, la connaissance de l’hydrosystème des péridotites est quant à elle moins avancée bien qu’ayant progressé ces dernières années. Localement des tensions fortes peuvent exister en lien avec la valeur de cette ressource et les conflits d’usage entre l’industrie et les communautés. Cet article présente un état des connaissances du fonctionnement hydrologique et hydrogéologique des massifs et les enjeux miniers de cet hydrosystème.

  •  Environnement et restauration des sites miniers - Julie Jeanpert, Jean-Lambert Join, Peggy Gunkel-Grillon, Olivier Monge, Séverine Bouard, Caroline Lejars et Catherine Sabinot

En Nouvelle-Calédonie, les exploitations minières se situent majoritairement en contexte montagneux. Le contexte climatique et géomorphologique des massifs dits « miniers », les caractéristiques physico-chimiques des substrats issus de l’altération des péridotites, la richesse de la biodiversité terrestre comme marine constituent des facteurs environnementaux à intégrer dans la gestion de la mine et de son environnement, de même que dans la stratégie et les pratiques de réhabilitation des zones après exploitation. L’héritage des pratiques anciennes apporte des contraintes supplémentaires aux opérations de restauration des sites miniers.

  •  Plantes hyperaccumulatrices et biovalorisation des métaux - Valérie Burtet-Sarramegna, Bruno Fogliani, Claude Grison, Sandrine Isnard, Tanguy Jaffré, Laurent L’Huillier,Yohan Pillon et Cyril Poullain

Les plantes hyperaccumulatrices de métaux et les microorganismes qui leur sont associés présentent des propriétés particulièrement originales, qui en font des outils de choix pour la phytomine, l’agromine, la restauration écologique, la phytostabilisation ou la phytoremédiation. Focus sur ces plantes et microorganismes adaptés au stress métallique et aux propriétés remarquables.

  • La gouvernance minière en Nouvelle-Calédonie, entre politique locale et arène nationale - Pierre-Yves Le Meur

La question minière est au cœur de l’histoire de la Nouvelle-Calédonie et du processus de décolonisation négociée dans lequel le territoire s’est engagé depuis les années 1990. La gouvernance minière est intimement liée aux enjeux politiques locaux et nationaux calédoniens. L’entrée par les sites miniers, les enjeux fonciers associés et les arènes politiques locales permettent de mettre au jour des jeux d’acteurs complexes qui participent de la production de la politique minière « par le bas » et s’articulent de manière plus ou moins cohérente et stabilisée avec les politiques dessinées aux échelons supérieurs, générant une gouvernance minière multi-niveaux.

  • La transition énergétique de la Nouvelle-Calédonie - Bastian Morvan

Le caractère insulaire, conjugué à la place prépondérante de son industrie métallurgique électro-intensive, conduit la Nouvelle-Calédonie à un contexte énergétique de tous les défis : garantir la sécurité d’approvisionnement, réduire la dépendance énergétique, garantir un prix compétitif de l’énergie et réduire les impacts sur l’environnement. Engagée depuis 2016 sur la voie de la transition énergétique, la Nouvelle-Calédonie ne cesse d’accélérer le développement des énergies renouvelables et franchit les premières étapes dans la lutte contre le gaspillage énergétique. Le dynamisme de la Nouvelle-Calédonie et de ses acteurs économiques font de ce territoire un lieu propice à l’innovation et sur lequel l’hydrogène pourrait jouer un rôle central.

 

RISQUES NATURELS

  • L’aléa naturel glissements de terrain en Nouvelle-Calédonie - Yaël Guyomard, Mathieu Mengin, Bastien Colas, Yannick Thiery, Vincent Mardhel, Olivier Monge

La Nouvelle-Calédonie, pays au relief montagneux et au cli-mat cyclonique, est naturellement sujette aux glissements de terrain dans les formations superficielles meubles du régolithe. Un programme pluriannuel sur la base d’une méthode quantitative prenant en compte une évaluation de la susceptibilité des terrains aux phénomènes d’instabilités gravitaires, la probabilité temporelle d’occurrence, l’intensité des phénomènes, doit permettre de généraliser une cartographie de l’aléa à 1/25 000 sur tout le territoire.

  • Sismicité et tsunamis en Nouvelle-Calédonie, aléa et risque - Bernard Pelletier, Pierre Lebellegard et Jean Roger

La Nouvelle-Calédonie est soumise à une activité sismique, ainsi qu’à de potentiels tsunamis régionaux. La plupart des séismes ressentis sont liés à la subduction du Vanuatu. En outre, une sismicité locale existe au niveau de la Grande Terre. Le réseau sismique de Nouvelle-Calédonie et le réseau ORSNET permettent de surveiller la région en quasi-temps réel, de détecter et de localiser la plupart des séismes d’une magnitude supérieure à 2 sur la Nouvelle-Calédonie et la zone du Vanuatu. L’ampleur du tsunami meurtrier du 28 mars 1875 et la taille du segment sud de la zone de subduction du Vanuatu suggèrent que des séismes de magnitude importante peuvent se produire entre les îles du Sud Vanuatu et les îles Loyauté.

  • Le littoral de Nouvelle-Calédonie face au changement climatique - Bernard Pelletier, Pierre Lebellegard et Jean Roger

Le littoral de la Nouvelle-Calédonie est caractérisé par de nombreux types de côte plus ou moins sensibles aux paramètres environnementaux et aux divers forçages climatiques. Il est aujourd’hui nécessaire d’identifier les évolutions de ces forçages en lien avec le changement climatique pour mieux appréhender la dynamique future des côtes. Cette anticipation des impacts du changement climatique permettra la mise en place d’une gestion adaptée du littoral.

 

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