Thèse : Remplissage sédimentaire des chenaux abandonnés

Secteur d'activité : Recherche et enseignement

Employeur : MINES ParisTech

Contact : jean-louis.grimaud@mines-paristech.fr

Localisation : Fontainebleau

Description :

L’évolution géomorphologique des plaines alluviales est régie par les interactions entre la dynamique des rivières et des facteurs externes tels que la déformation du substrat géologique sous-jacent, les variations des débits hydrologiques et sédimentaires liés au climat ou plus récemment l’activité de l’Homme. Dans ces plaines, les rivières migrent latéralement, érodent leur berges, transportent et déposent des bancs sableux, débordent lors des crues et peuvent brutalement changer leur cours en établissant un nouveau tracé et laissant des chenaux abandonnés. Le remplissage sédimentaire des chenaux abandonnés et la répartition spatiale entre les éléments argileux et sableux peuvent à leur tour agir sur l’évolution des rivières, notamment en offrant une résistance variée à l’érosion. La distribution des faciès sédimentaires avec des perméabilités différentes dans les chenaux est également un facteur essentiel contrôlant la circulation des fluides dans le sous-sol. Actuellement, il existe peu de contraintes sur la géométrie du remplissage sédimentaire des chenaux abandonnés, ce qui freine notamment l’évaluation de leur impact sur la connectivité entre les réservoirs géologiques.

Mission :

Il s’agit d’apporter des contraintes nouvelles sur la géométrie du remplissage des chenaux abandonnés dans les plaines alluviales et sur les facteurs contrôlant ce remplissage.

Deux approches complémentaires seront menées en parallèle. Premièrement, le remplissage sédimentaire de chenaux abandonnés sera échantillonné à l’aide de sondages à la tarière, notamment le long de la Seine. Ce travail permettra de caractériser finement le remplissage des chenaux mais également de mesurer les propriétés physiques du contenu des chenaux (perméabilité et résistance à l’érosion). Cette partie sera complétée par une synthèse des données bibliographiques existantes dans les plaines alluviales actives mais également dans l’enregistrement stratigraphique. Deuxièmement, les facteurs de contrôle de la géométrie des remplissages de chenaux et leur impact sur l’évolution géomorphologique des plaines alluviales sera testé grâce à de la modélisation. L’impact de la dynamique de l’abandon des chenaux sur la répartition des faciès de remplissage sera testé. Ce travail s’appuiera sur le logiciel FLUMY développé au Centre de Géosciences de Fontainebleau, qui permet de simuler rapidement l’évolution de rivières méandriformes et de suivre l’enregistrement sédimentaire associé. Une implémentation du logiciel sera réalisée pour permettre de tester l’impact du remplissage sédimentaire des chenaux sur la morphologie des plaines alluviales et l’enregistrement stratigraphique résultant. A terme, il est envisagé de tester le rôle de la géométrie des barrières hydrologiques que peuvent constituer ces chenaux sur les écoulements par de la modélisation.  

Profil

Le candidat aura de bonnes connaissances en sédimentologie, géomorphologie et dynamique des rivières. Il devra être à l’aise sur le terrain et familier avec les logiciels de SIG afin de constituer une base de données solide à partir de prélèvements complétés par des données de la littérature. Quelques connaissances en modélisation seront appréciées. La maitrise de l’anglais est par contre requise. De plus, des connaissances plus larges en géologie, réservoirs et environnement seront nécessaires afin de replacer les résultats de la thèse dans leur contexte.