Laboratoire Aléas géologiques et Dynamique sédimentaire - LAD

Le laboratoire « Aléas géologiques et Dynamique sédimentaires » est un laboratoire multidisciplinaire où la recherche fondamentale et finalisée dans les domaines de la géotechnique, la géophysique, la géologie, la sédimentologie et l'hydrodynamique sédimentaire s'applique pour caractériser l’intensité (comment?), l’occurrence spatiale (?) et temporelle (quand?) d’un aléa géologique associé à différents facteurs externes.

Les aléas étudiés dans ce laboratoire sont :

L’aléa sismique en mer est un aléa de grande ampleur localisé essentiellement au niveau des marges actives (zones de subduction ou failles transformantes) ou tectoniquement re‐activées.

  • L’identification des segments de marge active qui ont glissé est primordiale afin d'identifier les zones stables qui seront suspectées comme comportant un risque dans le futur. Cela passe par une étude de la sismologie récente et ancienne ainsi que par une localisation des phénomènes en profondeur afin de contraindre les facteurs qui engendrent l’activation des marges. Les enjeux sociétaux sont très importants car cet aléa peut comporter un risque majeur direct pour les populations côtières mais aussi indirectement par la formation de potentiel tsunami généré lors du séisme associé (Klingelhoefer et al., 2010) ou la génération de courants de densité pouvant causer l’endommagement de câbles sous‐marins (Cattaneo et al., 2012). Ce processus peut générer des surpressions et des déstabilisations des sédiments superficiels (Sultan et al., 2009) mais aussi des phénomènes de dégazage dans la colonne d’eau. Inversement la distribution des panaches de gaz dans la colonne d’eau peut devenir une clef pour la compréhension de l’état de contrainte d'une marge active (Dupré et al., 2015).

L’aléa gravitaire résulte de processus d’ampleur très variable affectant tous les types de marges continentales (passives, convergentes, transformantes et divergentes) dans divers contextes géologiques et climatiques.

  • Les mécanismes de déformation et de mise en mouvement peuvent être très différents, en fonction des zones physiographiques, des environnements ainsi que des facteurs prédisposants et déclenchants. La mise en mouvement peut générer des glissements en masse ou des courants de densité dont la localisation, le volume et la vitesse conditionnent l’impact destructeur sur les infrastructures sous‐ marines et la genèse de tsunamis pouvant affecter plus largement les zones côtières. L'aléa gravitaire peut être la conséquence, le témoin, voire la cause, de l’activité des deux autres aléas que sont l’aléa fluide/gaz hydrate et l’aléa sismique.

Les systèmes gaz hydrates/gaz libres sont largement répandus dans les océans/mers à travers le monde.

  • Le gaz présent sous sa forme libre ou solide (hydrates de gaz) dans les sédiments marins peut avoir un impact majeur sur la déformation sédimentaire et sur la quantité de gaz à effet de serre transférée des sédiments vers les océans et potentiellement vers l’atmosphère. Les hydrates de gaz, naturellement stables lorsque les conditions de P/T sont favorables, jouent un rôle prépondérant dans le stockage du gaz dans les sédiments marins empêchant le passage du gaz libre des sédiments vers l’océan. L’étude des conditions de stabilité des hydrates de gaz est un enjeu majeur pour tenter d'établir les bilans de transfert terre‐mer‐ atmosphère et leurs risques associés.

L'approche retenue pour l'étude de ces trois aléas est construite sous la forme de quatre axes de recherche :

Axe 1 - Observation, identification, hypothèse

  • Identifier les processus géologiques actifs de la surface (glissements, écoulements, sorties de fluide, ...) jusqu'au domaine profond (e.g. zone sismogène) au moyen de mesures indirectes, e.g. acoustique, sismique, sismologie.
  • Formuler des hypothèses de formation des processus géologiques actifs observés.

Axe 2 - Caractérisation du milieu

  • Fournir les données quantitatives obtenues par mesures in situ et observations directes (carottage) et indirectes permettant de passer de l'hypothèse au modèle vérifiable par modélisation (analogique et/ou numérique).

Axe 3 - Modélisation numérique des processus

  • Développer des méthodes et outils numériques capables de reproduire les processus à l’origine des aléas naturels, de la surface jusqu’à la base de la croûte.

Axe 4 - Chronologie

  • Identifier la variabilité temporelle des processus, leur répétitivité ou récurrence, par l'étude de la chronologie et de la stratigraphie des dépôts associés ainsi que par la reconstruction des facteurs associés à la déformation, sédimentaire ou tectonique.