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Sommaire de ce numéro

  Editorial 

  Introduction : défis et enjeux 

• Une aide de la SGF pour accompagner les professeurs dans la formation de leurs élèves et les guider dans des choix d’orientation vers les nouveaux métiers des géosciences - Gilbert Faury

Les lycéens éprouvent souvent des difficultés à se positionner par rapport aux trajectoires proposées vers les filières des Sciences de la Terre. L’APBG oeuvre à fournir des réponses pertinentes pour permettre aux jeunes de s’orienter, dans une démarche positive, vers les secteurs d’activité des géosciences,actuellement en forte évolution.

• Les géosciences et les défis du XXIe siècle - François Leparmentier

Après un rappel des problématiques globales dans lesquelles sont encapsulées les géosciences sur fond de transition énergétique, une revue des évolutions récentes des métiers concernés est présentée. Quelques lignes directrices pour le futur sont esquissées et l’article conclut sur le rôle central des géologues en réponse aux défis technologiques, environnementaux et sociétaux du XXIe siècle.

• Les classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE) : l’émergence d’un projet et la construction d’une base solide et motivante - Jean-François Beaux
  

Les classes préparatoires aux grandes écoles constituent un maillon essentiel de l’orientation vers les métiers des géosciences. Elles permettent l’acquisition d’une base de compétences diversifiées et la construction d’un projet d’avenir. Même si les possibilités d’orientation sont multiples, les disciplines des géosciences sont encore méconnues et l’aide à l’orientation demeure indispensable.

  Actualités  

• Quelles transitions pour l’eau face au changement climatique - François Leparmentier

La journée scientifique « Quelles transitions pour l’eau face au changement climatique ? » a adressé par le biais de trois tables rondes thématiques la problématique des disponibilités futures en eau, en termes de menaces, mais également de sources d’innovation, ces dernières constituant les challenges du futur pour les hydrogéologues.

  Témoignages  

• Un ancien jeune géologue - Dominique Laurier

• Une jeune géologue d’aujourd’hui - Mélanie Davaux

Deux géologues témoignent de leurs trajectoires professionnelles. Le cursus de formation est similaire, mais les époques sont différentes avec, signe des temps, une orientation vers des secteurs d’activité distincts dans le domaine de l’énergie. Les dominantes de leurs parcours sont la passion pour la géologie et une grande implication, associative ou élective, au service de la société civile.

  Dossier  : Les métiers des géosciences : évolutions et challenges

RÉVOLUTION NUMÉRIQUE ET INNOVATIONS DE RUPTURE

• Transformation numérique et géosciences : les innovations technologiques et métiers émergents - Julien Duquennoy
  

La transformation numérique des entreprises dans le domaine des géosciences est largement engagée ; requérant de nouvelles compétences, elle s’appuie en particulier sur les techniques de l’intelligence artificielle et les SIG. Des interviews de professionnels illustrent ces évolutions qui constituent autant d’enjeux pour les cursus de formation.

• Les évolutions de carrière d’un « data manager » géosciences - Carine Rouillon et Stéphane Dennebouy

Les données, dont la quantité augmente de façon exponentielle, deviennent stratégiques pour l’entreprise et peuvent conduire à un avantage compétitif lorsqu’elles sont gérées et valorisées efficacement. Ce constat se traduit par l’apparition de nouveaux métiers autour de la « data » que l’article décrit, avec une mise en perspective dans l’univers du management de la connaissance.

• Terremys : une technologie innovante sur le marché de la géophysique aéroportée par drones - François Leparmentier avec Tristan Freville

Terremys est une start-up qui développe une technologie innovante, unique sur le marché de la géophysique aéroportée par drones. Les services proposés s’adressent en premier lieu aux industriels du sous-sol et les solutions proposées se déclinent en termes d’avantage compétitif. Le développement de l’entreprise à l’international est en cours.

• Utiliser l’intelligence artificielle pour la reconnaissance des lithologies - Par les équipes Schlumberger

Au sein du groupe Schlumberger, des Data Scientists et des experts en Sciences de la Terre ont mis au point un procédé qui permet de reconnaître les lithologies grâce à l’intelligence artificielle. L’article présente le déroulé des opérations (réduction des éléments perturbateurs, définition du problème à résoudre...) qui permet « d’accompagner » l’ordinateur et de rendre efficace l’apprentissage machine.

LES ENJEUX DE LA FORMATION

• Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Géologie : une approche des compétences pour des métiers en évolution - Judith Sausse, Christine Fay-Vannier, Yann Hautevelle, Valérie Rault et Marie-Reine Boudarel

L’ENSG Nancy a développé une approche compétences pour adapter la formation de ses étudiants aux exigences des entreprises et leur permettre de faire face aux défis techniques, managériaux, sociétaux et environnementaux auxquels ils seront confrontés au cours de leur vie professionnelle. L’outil REC mis en place à cet effet est présenté dans le contexte des spécialités proposées par l’École.

• Modification du contexte énergétique : quel impact pour les métiers des géosciences dans le domaine de l’énergie ? - Cécile Pabian-Goyheneche et Philippe Montagnier
  

Le paysage énergétique sera profondément modifié au cours des prochaines décennies en raison de la nécessaire transition des énergies fossiles vers des énergies bas carbone. Cette évolution implique de nouvelles compétences, décrites dans le présent article, pour les professionnels des filières pétrolières dans un climat d’étroite collaboration entre les différents acteurs.

• Chaire « Industrie minérale & Territoires » : Innovations en matière de formation des futurs cadres de l’industrie - Jean-Alain Fleurisson, Brice Laurent, Yann Gunzburger, Judith Sausse, Lev Filippov, Juliette Cerceau, Noémie Fayol, François Manne, Marc Vinches et Philippe Kister
  

Créée à l’initiative de l’ENSG et des écoles des mines de Nancy, Paris et Alès, la Chaire Industrie Minérale & Territoires est une structure de recherche et de formation qui s’adresse aux problématiques techniques et environnementales, mais également aux controverses sociétales auxquelles les acteurs des ressources minérales sont confrontés. Quelques initiatives des écoles impliquées sont décrites.

• Les Cursus Master en Ingénierie (CMI) à l’université : de nouveaux profils de géoscientifiques - Jean-François Lataste et le Groupe thématique du réseau Figure

Le CMI géosciences est un parcours d’excellence proposé par neuf universités françaises. Ce parcours, labellisé par le réseau national FIGURE, permet aux futurs diplômés d’assurer des fonctions d’ingénieurs spécialistes en géosciences dans des structures privées ou publiques, ayant notamment une mission d’innovation ou de R&D, en particulier sur les problématiques environnementales.

• La licence en Sciences de la Terre ; les premiers pas d’un géologue - Jean-François Lataste et Laurent Londeix

L’article dresse un panorama des formations de niveau licence en Sciences de la Terre, dispensées par 30 établissements universitaires en France. Cette filière dynamique constitue une première étape dans la construction du projet professionnel du géologue et offre un large éventail d’objectifs de carrière. Le propos est illustré par les témoignages d’anciens étudiants de ce cursus.

NOUVELLES PRATIQUES ET INNOVATION ENTREPRENEURIALE

•  Vulgarisation et médiation scientifique, une nécessité pour établir le contact avec le public - Christophe Lansigu et Laura Baillet

Les métiers du patrimoine géologique et de la médiation scientifique constituent le maillon privilégié de la com-munication auprès du public de la géologie comme clé de lecture du Monde. Les champs de compétences sont larges et en constante évolution ; cette dynamique s’inscrit dans l’indispensable explication des enjeux énergétiques, environnementaux et sociétaux actuels.

•  Lorsque le géologue devient le couteau suisse des énergies renouvelables - Estelle Dourlat

La géothermie fait partie de la panoplie des énergies renouvelables à notre disposition. Son développement sur le territoire national se heurte néanmoins à plusieurs obstacles. La médiation auprès des différentes parties prenantes apparaît être un levier efficace pour sa croissance. L’expérimentation dans la région Hauts-de-France, appuyée sur l’argumentation géologique, est présentée.

•  GEOSTART by Hélioparc : Incubateur et espace de créativité dédié à l’innovation - Carine de Belmont, Thibaut Heimermann et olivier Farreng
  

Situé au cœur d’Hélioparc Technopole à Pau, l’incubateur GEOSTART est un espace de créativité dédié à l’innovation dans les géosciences. Il se situe au cœur d’un écosystème unique en France, dans les domaines des géosciences, du génie pétrolier et des énergies du sous-sol. Trois start-up ayant bénéficié d’un accompagnement au sein de GEOSTART témoignent de leur expérience.

•  Celsius Energy met la géoénergie au service de la Terre - Cindy Demichel

Celsius Energy, créée en 2019, est un exemple d’innovation entrepreneuriale,débouchant sur la création d’une start-up interne au sein du groupe Schlumberger. Son modèle économique repose sur un concept original de géothermie peu profonde, permettant l’exploitation de la chaleur (et du froid) sous les bâtiments avec une forte limitation de l’empreinte au sol des installations.

•  Les minéraux industriels : enjeux et leviers de la communication environnementale - Sandra Rimey

Les minéraux industriels sont essentiels pour notre vie quotidienne, mais leur importance est ignorée. L’exploitation en carrière de ces substances fait de plus en plus souvent l’objet d’oppositions au nom de la préservation de la biodiversité. Elle est pourtant vertueuse vis-à-vis de l’environnement et la mise en place d’une stratégie de communication devient indispensable pour les industries du secteur.

•  Le génie écologique : une indispensable synergie avec les géosciences - François Leparmentier

Le génie écologique vise à favoriser la résilience des éco-systèmes, dégradés par les activités humaines. Une filière professionnelle s’est développée autour de cette activité et l’écologue doit être au coeur des projets d’infrastructures et d’aménagement. Les synergies avec les acteurs des géosciences doivent naturellement s’imposer et être encouragées lors de la mise en œuvre des projets.

GÉOSCIENCES ET TRANSITION ÉCOLOGIQUE : QUELQUES EXEMPLES

•  La géothermie : une énergie ubiquiste, sous différentes formes - Damien Do Couto

La géothermie est une filière mature de la transition énergétique, permettant de fournir de la chaleur, mais également du froid et de l’électricité. Les différents types de géothermie sont décrits et les possibilités de développement de cette énergie sont variées, à partir des très nombreux sites du sous-sol correspondant aux explorations ou exploitations minières et pétrolières anciennes.

• L’hydrogène naturel, émergence d’une nouvelle filière « sous-sol » - Christophe Rigollet

Des émanations d’hydrogène naturel sont observées à la surface de la Terre en de multiples points, sur les cinq continents. Lorsque les conditions géologiques sont favorables, ce gaz peut s’accumuler et présenter ainsi un intérêt économique pour contribuer à la décarbonation du mix énergétique. Cet article propose un état des lieux de la connaissance de l’hydrogène produit naturellement par la Terre.

• La place du géologue dans les travaux souterrains, du génie civil aux énergies - Philippe Vaskou
  

Les nouveaux besoins de stockage pour les hydrocarbures, mais aussi pour des pratiques d’adaptation environnementale favorisent les travaux souterrains en cavernes. Les compétences nécessaires à la bonne réalisation des projets, aux frontières du géologue et du géotechnicien, sont décrites avec un focus sur la nécessité d’une forte interaction entre les différents acteurs des spécialités des géosciences.

• Le projet PYCASSO : un projet de territoires pour la capture, l’utilisation et le stockage géologique de CO2 dans les champs de gaz déplétés du bassin d’Aquitaine ; une nouvelle perspective pour les métiers des géosciences - Marc Blaizot
  

PYCASSO est un projet de territoire pour la capture, l’utilisation et le stockage géologique de CO2 industriel dans les champs de gaz déplétés du bassin d’Aquitaine. L’option privilégiée de séquestration dans les réservoirs carbonatés du Crétacé inférieur et du Jurassique ouvre de nouvelles perspectives et se traduit par de nouveaux défis pour les métiers des géosciences.

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Sommaire 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 surface - Arnaud 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 industrielle - Eric 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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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 XXI^e 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 associés - Michel 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 revue - Reine 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 Gestion - Sandrine 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 Montréal - Maxime 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 Express - Stéphane 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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Sommaire 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 revêtue - François 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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Sommaire 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 Alsace - Daniel 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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