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pdf 214 - Les minéraux dans la pharmacopée et les cosmétiques

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GEOL214 couv650Sommaire de ce numéro

  Editorial 

  Actualité 

  • Rapport du PNUE : Sand and Sustainability; Ten strategic recommendations to avert a crisis (avril 2022)
  • Journée technique sites et sols pollués 2022
  • Création du réseau thématique TAEMA
  • Publication par le BRGM d’une carte géologique
  • Guide technique « Aléas rocheux » édité par le BRGM
  • Prix Michel Vigneaux de l’AGSO
  • AFTES
  • Journées nationales techniques de l’AFTES
  • Édition 2022 du rapport de BP : Statistical Review of World Energy
  • Hors-série n° 29 de la revue Mines et Carrières : Les sables industriels

 

  Jeune entreprise  

  • CARESTER : La saga française de l’industrie des terres rares continue - Alain Rollat

 

  Décryptage  

  • Former l’ingénieur aux défis socio-écologiques - François Leparmentier
  • Les secrets du Néon - Patrice Caumartin

  Formation  

  • Le Mans Université fait évoluer son offre de formation pour sensibiliser les futurs géologues aux défis de la transition énergétique, écologique et sociétale - Edouard Ravier, Régis Mourgues, Paul Bessin, Cyria Eliamanoff et Moïse Tsayem Demntier

À la rentrée 2022, Le Mans Université se dote d’un nouveau parcours dans sa licence de Sciences de la Terre. Intitulé GET (Géosciences - Environnement - Transition socio-écologique), ce parcours renforcé, unique à l’échelle du territoire français, combine géosciences, environnement et sciences humaines afin de sensibiliser les futurs géologues aux défis de la transition énergétique, écologique et sociétale.

 

  Dossier  : Les minéraux dans la pharmacopée et les cosmétiques  

LA PLACE DES MINÉRAUX ET DES MÉTAUX DANS LA COSMÉTIQUE ET LA SANTÉ

  • Vulgariser pour parler « minéraux et santé » - Alexandre Couturier et Tristan Malleville

Cet article présente une exposition intitulée « Une santé de fer ! Minéraux et santé, de l’Antiquité à nos jours » et un livre du même nom, réalisés par des étudiants de quatre écoles de l’Université Paris Sciences & Lettres (PSL). Il propose un cadrage de la thématique « minéraux et santé » à l’aune de l’expérience des auteurs acquise lors de leur travail de rédaction et de structuration du sujet,tant pour l’exposition que pour le livre.

  • Le rôle stratégique et essentiel des métaux rares pour la santé Michel Jébrak, Yann Gunzburger et Jack-Pierre Piguet

La notion de minerai critique et stratégique remonte aux guerres du XXe siècle (dès la fin de la Seconde Guerre mondiale les États-Unis avaient constitué des stocks de métaux), mais elle est redevenue d’actualité avec les crises technologiques et sociales qui ont frappé nos sociétés depuis 50 ans, chaque crise s’accompagnant de nouveaux besoins en minéraux, la dernière en date étant la pandémie de 2020. Celle-ci a montré qu’il existait des métaux essentiels à la santé et il serait donc temps d’établir avec plus de discernement quels sont ces métaux et comment en garantir l’approvisionnement pour les prochaines crises sanitaires.

 

LES PROPRIÉTÉS ET LES UTILISATIONS DES MINÉRAUX ET DES MÉTAUX

  • Des gisements français de minéraux industriels aux applications médicales et cosmétiques - Sandra Rimey

Des gisements français rares, transformés par des procédés minéralurgiques pointus, permettent de livrer la composition chimique stable et propre, naturelle, dont a besoin le monde de la Santé. En effet, les exigences qualitatives dans la pharmacie et le bien-être sont hautes. Le défi est donc de taille pour un produit rocheux à l’origine.
Les applications directes et indirectes sont infinies : dans le médicament comme excipient, comme produit actif, dans le matériel médical (blouse, champs respirants etc.), dans l’univers de l’hygiène, du maquillage. Les produits s’exportent dans le monde entier, les minéraux français contribuent à l’économie et au savoir-faire tricolore grâce à nos gites stratégiques.

  • Les matières premières minérales au cœur de l’industrie cosmétique - Elodie Rémia et Christel Carème

Imerys, depuis 10 ans, possède une gamme de minéraux dédiée au secteur cosmétique sous la marque ImerCare®. Cette gamme comprend cinq types de minéraux différents : le kaolin, la perlite, le talc, la terre de diatomée et le mica. Cet article décrit les propriétés de ces minéraux ainsi que les différentes étapes conduisant à l’élaboration et à la caractérisation des ingrédients, au contrôle et à l’évaluation de ces derniers. Ces ingrédients sont tous certifiés COSMOS.

  • Les rôles multiples des argiles en pharmacie - Michel Jébrak

Les minéraux argileux sont utilisés comme excipients dans les préparations pharmaceutiques pour améliorer leurs caractéristiques organoleptiques et leurs propriétés physico-chimiques, faciliter leur élaboration ou leur conservation et permettre la libération du principe actif dans l’organisme. En science vétérinaire, ils servent souvent dans l’alimentation animale comme promoteurs de croissance et comme compléments pour le traitement des troubles gastro-intestinaux. Ils peuvent aussi être utilisés dans le domaine de l’environnement pour éliminer les produits pharmaceutiques cationiques des effluents des installations de traitement des eaux usées.

  • Le plomb et le mercure : deux exemples de métaux toxiques possédant des vertus thérapeutiques Michel Jébrak et Jérôme Gouin

Le plomb et le mercure sont deux exemples de métaux qui, bien que toxiques, possèdent des vertus thérapeutiques. Si la céruse, utilisée pendant des millénaires pour blanchir le teint, était très toxique, le khôl des anciens Égyptiens protégeait effectivement contre les infections oculaires ; quant au mercure, outre ses propriétés antiseptiques, il est notamment utilisé dans les plombages dentaires.

  • Le carbonate de calcium, CaCO3 et la santé Jacques Geyssant

Le carbonate de calcium est un constituant majeur dans de nombreux produits liés à la santé ou au bien-être : produits cosmétiques (sous forme de précipité de carbonate de calcium), pâtes dentifrices (sous forme d’aragonite), médicaments (déjà dans l’Antiquité le CaCO3 broyé était utilisé pour stopper les hémorragies et calmer les brûlures d’estomac), nutrition (ingrédient codifié E 170 dans de nombreux produits alimentaires, …).

  • Utilisation des carbonates de calcium en cosmétique Shirshah Amerkheil

Le carbonate de calcium est un minéral naturel dont les réserves / ressources sont prouvées pour plusieurs siècles. Il est utilisé en cosmétique pour ses propriétés de texturant et de charge fonctionnelle et constitue aussi une alternative potentielle aux microplastiques généralement incorporés dans les cosmétiques et les articles de toilette pour leurs caractéristiques de liant, de filmogène et de charges. Il figure sur la liste des substances alimentaires reconnues comme sûres par la Food and Drug Administra- tion(FDA) ; la FDA l’a également approuvé comme ingrédient actif dans les médicaments antiacides.

  • Les utilisations étonnantes du talc dans les produits cosmétiques - Florence Lumen

Le talc, silicate de magnésium hydraté qui se trouve couramment dans les roches métamorphiques, entre dans la composition de nombreux produits cosmétiques, tels que les antiperspirants, les poudres de maquillage, les produits d’hygiène féminine ou les soins pour bébés. Au fil des ans, la sécurité du talc a fait l’objet de nombreux débats, en partie parce que la relation entre le talc et l’amiante – autre minéral naturel qui peut se trouver à proximité du talc – est souvent mal comprise. Mais les études montrent que le talc sans amiante peut être considéré comme sûr. Aux États- Unis, cependant, de nombreuses entreprises ont décidé d’opter, pour leurs poudres pour bébés, pour des alternatives à base d’amidon de maïs.

 

LES BIOMATÉRIAUX

  •  Le lithium, c’est la santé ! Michel Jébrak

Dès la Grèce antique les médecins d’Éphèse recommandaient, sans le savoir, les sources thermales riches en lithium. Mais l’histoire médicale du lithium trouve son origine au XIXe siècle ; il est recommandé dans de nombreuses affections ce qui entraîne un développement considérable du thermalisme, tant en Europe qu’en Amérique ; en Amérique il finit même par devenir ingrédient santé consommé par exemple sous forme de bière ou d’un soda qui deviendra le 7-Up. Mais cette consommation excessive entraîne des intoxications qui conduisent la Food & Drug Administration (FDA) américaine à en interdire l’utilisation en alimentation en 1948. Le lithium quitte alors le monde de la nourriture pour devenir un médicament. Après plusieurs pays européens, la FDA approuve en effet le lithium en 1970 en tant que nouveau médicament expérimental pour traiter la manie aiguë. Depuis les prescriptions du lithium se sont multipliées.

  •  Un exemple de matière première minérale utilisée en dentisterie : Zircon / Zircone / Zircone stabiliséeD’après le texte de L. Marslen et Dr M. Bartala « Zircone et polissage »

La zircone est un oxyde de zirconium (ZrO2) produite principalement par fusion du sable de zircon à très haute température. Son utilisation a commencé dans les années 70 en médecine comme matériau de remplacement de la hanche puis, dans les années 90, en dentisterie pour la fabrication de prothèses et d’implants dentaires. Aujourd’hui, en dentisterie, on utilise généralement une zircone tétragonale polycristalline stabilisée à l’yttrium (Y2O3) (Y-TZP), qui bénéficie d’une norme pour un usage chirurgical.

  •  Radiothérapies métaboliques : le plomb 212, nouvel allié - Michel Jébrak et la rédaction

Dans la thérapie « classique » par radio-isotopes les rayonnements sont constitués d’électrons (rayons X) ou de photons (rayons X et rayons X), qui provoquent des lésions sur les brins d’ADN dans les noyaux des cellules cancéreuses plus ou moins bien ciblées. La particularité du traitement au plomb 212 vient du fait que le rayonnement énergétique est apporté par des particules ? (alphathérapie) constituées de 2 protons et de 2 neutrons ; ces particules sont bien plus énergétiques que les électrons et de plus, leur propagation étant limitée à quelques centaines de microns dans le corps, les cellules malignes sont mieux ciblées. Le plomb 212 est produit par désintégration du thorium ; le procédé a été mis au point par Areva (aujourd’hui Orano) qui cherchait à valoriser ses stocks de thorium provenant de l’extraction de l’uranium.

 

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pdf Hors série 2 - Les métiers des géosciences : Evolutions et challenges

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GEOL213 couvSommaire 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 géosciencesGilbert 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 climatiqueFrançois 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 évolutionJudith 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 renouvelablesEstelle 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 environnementaleSandra 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 géosciencesFrançois 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 formesDamien 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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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 211 - Gestion et valorisation des eaux souterraines

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  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 207 - L'hydrogéologie face aux extrêmes climatiques

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  Editorial  

  Actualité 

EXTRÊMES MÉTÉOROLOGIQUES

  • La tempête Alex
  • Étude géotechnique obligatoire dans les zones exposées au risque de retrait-gonflement des sols argileux

 

GÉOTHERMIE

  • Sismicité dans la région strasbourgeoise
  • Parution du neuvième rapport annuel de l’European Geothermal Energy Council (EGEC) : La situation et les perspectives de la géothermie en Europe


CAPTAGE DU CO2

  • Avis de l’ADEME sur le captage et le stockage géologique de CO2 en France
  • Rapport de l’Agence Internationale de l’Énergie : captage, utilisation et stockage du carbone
  • Le projet de séquestration sous-marine de CO2 de Longship

 

RESSOURCES EN EAU

  • Démarrage de la centrale hydroélectrique de Romanche-Gavet
  • Vers une gestion active de la ressource en eau


PRIX JEAN GOGUEL

  • Nouvelles méthodes de suivi de terrains instables par réseau de capteurs passifs RFID
  • Établissement d’un modèle statistique de vieillissement des ouvrages ferroviaires souterrains ; valorisation de données patrimoniales

 

HYDROGÈNE

  • Rapport de l’Académie des Technologies : rôle de l’hydrogène dans une économie décarbonée
  • Le projet HyGéo de stockage géologique d’hydrogène


RESSOURCES MINÉRALES

  • Le 69ème congrès exposition de la Société de l’Industrie Minérale (SIM) s’est tenu à Angers du 6 au 9 octobre 2020
  • Le nouveau code minier… tant attendu


ENSEIGNEMENT / RECHERCHE

  • L’ESIEE Amiens rejoint le groupe UniLaSalle
  • Le classement de Shangaï 2020

 

  Information sur la SGF  

  • Journée(s) Nationale(s) de la Géologie
  • Jean-Jacques Biteau lauréat du Prix Léon Bertrand de la SGF

 

  Jeune entreprise  

  • STEPSOL

 

  Décryptage  

  • La ressource en eau : vers une ère de conflits

 

  Dossier  

LES OUTILS DE SUIVI DU NIVEAU DES NAPPES

  • Sécheresse hydrogéologique : comment définir la sensibilité des nappes aux déficits pluviométriques à partir des chroniques piézométriques ? Application sur la région Grand Est (France) - Delphine Allier, Jean-Charles Manceau, Etienne Buscarlet, Thomas Klinka, Murielle Chabart et Xavier Marly.

Différents outils d’analyses des chroniques piézométriques ont été mis en oeuvre et appliqués sur la région Grand Est, dans l’objectif de qualifier la sensibilité des nappes captées à la sécheresse météorologique. Ces outils, en particulier le périodogramme et la courbe de décharge seront décrits dans l’article, ainsi que les résultats obtenus sur la région Grand Est où l’on retrouve une assez grande diversité de dynamique.

  • Comment cartographier les zones sensibles aux inondations par remontée de nappe résultant d’épisodes pluvieux intenses et répétés - Hélène Bessiere, Alexandre Brugeron, Bernard Bourgine, Michael Foumelis et Hortense Blanchet

Les inondations par remontée de nappe sont des phénomènes majeurs, résultant d’événements pluvieux de forte intensité et répétés sur plusieurs mois voire plusieurs années, qui peuvent engendrer des dégâts importants. Il est primordial de pouvoir cibler les zones sensibles aux remontées de nappe pour la gestion et l’anticipation de ces phénomènes. Cet article présente les étapes méthodologiques pour la réalisation de carte de sensibilité aux remontées de nappe à l’échelle locale. Des nouvelles techniques d’analyse des images satellite ont été développées ainsi qu’une exploration de différentes méthodes d’interpolation reposant sur l’analyse géostatistique.

  • Le bulletin de situation des nappes : les clés de lecture pour anticiper les événements extrêmes - Violaine Bault et Marc Laurencelle

Le bulletin de situation hydrologique des nappes représente un bilan synthétique de l’évolution mensuelle des ressources en eau souterraine destiné au grand public. La détermination de la cyclicité des masses d’eau permet d’appréhender le comportement des nappes et de se projeter dans les semaines à venir. Les clés de lecture simples fournies dans ces travaux permettent ainsi d’anticiper les événements extrêmes.

  • Influence de la variabilité basse-fréquence des niveaux piézométriques sur l’occurrence et l’amplitude des extrêmesLisa Baulon, Delphine Allier, Nicolas Massei, Hélène Bessiere, Matthieu Fournier et Violaine Bault

Dans un contexte de changement global, il est crucial de comprendre les liens entre les extrêmes piézométriques, à l’origine des sécheresses hydrogéologiques et des inondations par remontées de nappe, et la variabilité climatique. Pour répondre à cette problématique, une base de données de piézomètres peu influencés par les activités humaines a été constituée. Pour un grand nombre de piézomètres, les fluctuations basse-fréquence d’origine climatique apparaissent responsables de dépassements de seuils (minima ou maxima) tout à fait significatifs durant les dernières décennies.

  • Estimation algorithmique des paramètres hydrodynamiques du Modèle Nord-Aquitain : approche opérationnelle pour anticiper les effets du changement global - Ryma Aissat, Alexandre Pryet, Marc Saltel et Alain Dupuy

La calibration des paramètres distribués des modèles hydrogéologiques régionaux est un défi technique majeur. Cette étude présente la mise en oeuvre d’une méthode algorithmique pour l’estimation des paramètres d’emmagasinement et de conductivité hydraulique du MOdèle Nord Aquitain (MONA). L’intérêt de l’approche est illustré pour la prédiction des variations de stock à l’horizon 2050 prenant en compte le changement climatique et l’évolution de la demande en eau.

 

LES OUTILS DE SUIVI DE LA QUALITÉ DES EAUX - AQUIFÈRES ET SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES

  • Le SSERK’OEIL : un dispositif de mesure haute-fréquence innovant pour la surveillance de la qualité des milieux aquatiques - Guillaume Lorette, Roland Lastennet, Alain Denis,
    Nicolas Peyraube, Fabien Naessens, Sylvain Mateo, Nicolas Houillon, Jean-Christophe Studer, Jérôme Donnette, Julien Frant et Pierre Pinet.

Le SSERK’OEIL (Système de Surveillance d’Étude et de Recherche sur le Karst – Observation, enregistrement, Interprétation, Laboratoire in situ) est un dispositif qui vise à résoudre le problème de l’échantillonnage de la ressource en eau à des fins d’analyse en lui substituant un suivi in situ et « en continu » des milieux aquatiques, avec un pas de temps de mesure modulable. Il a été testé et mis en place sur les sources karstiques du Toulon qui alimentent en eau potable une partie de l’agglomération de Périgueux.

  • Un observatoire karstique scientifique et participatif : une solution durable pour le suivi de la qualité des eaux souterraines karstiques. Application au système karstique hétérogène de l’Ouysse (Géoparc mondial UNESCO des Causses du Quercy, France) - David Viennet, Guillaume Lorette, David Labat, Nicolas Massei, Mathieu Sebilo, Matthieu Fournier, Joël Tremoulet, Christian Brunet, Philippe Bonnet, Denis Arnal et Pierre Crancon.

Pour une surveillance optimale de la qualité et de la quantité de la ressource en eau, il est souvent nécessaire de mettre en place un suivi spatialisé à haute-fréquence temporelle. Toutefois, un tel suivi est souvent accompagné de difficultés de par la surface à couvrir et les problèmes d’accès aux sites de mesures choisis. Dans ce contexte, un programme de suivi scientifique participatif avec la collaboration des clubs de spéléologie du Lot est mis en place sur le système karstique de l’Ouysse, localisé au Nord du Parc naturel régional et Géoparc mondial UNESCO des Causses du Quercy.

  •  Services écosystémiques et solutions fondées sur la nature : quelle place pour les eaux souterraines et pour les hydrogéologues ? - Cécile Hérivaux et Jean-Christophe Maréchal

Les aquifères jouent un rôle important pour la fourniture de plusieurs services aux activités humaines. Ils sont pourtant pour le moment peu pris en compte dans les démarches d’évaluation de services écosystémiques, et de conception des solutions fondées sur la nature. Cet article propose un cadre conceptuel permettant d’articuler aquifères, services écosystémiques et solutions fondées sur la nature, et questionne la place de l’hydrogéologue dans ces démarches.

 

GESTION DES NAPPES ET CONTRAINTES CLIMATIQUES

  • La recharge des aquifères – un concept en évolution ? Arnaud Wuilleumier

La recharge des eaux souterraines est un concept clef de l’hydrogéologie. Il revêt une importance fondamentale au regard des évolutions climatiques passées et encore à venir. Mais que recouvre précisément ce concept ? Désigne-t-il toujours aujourd’hui au sein de la communauté scientifique ce qu’il désignait hier lors de l’élaboration du dictionnaire français d’hydrogéologie ?

  •  L’assec du Doubs en 2018 ou comment se traduit un épisode hydroclimatique exceptionnel en contexte karstiqueVincent Fister et Thierry Marguet

Le massif du Jura a été confronté, en 2018, à un épisode hydroclimatique historique marqué par un fort déficit pluviométrique, entrainant un assec prolongé du Doubs pendant près de six mois sur environ 20 km. La démarche s’intéresse d’abord au contexte hydrogéologique, notamment aux échanges complexes entre la rivière, le calcaire sous-jacent et la vallée de la Loue. Une analyse statistique portée sur les variables d’étiages (VCN à différents pas de temps) permet ensuite de quantifier le caractère exceptionnel de l’étiage 2018 sur le secteur comme étant le deuxième le plus sévère depuis 1906.

  • Impact du changement climatique sur le niveau de la nappe du Bajo-Bathonien de la plaine de Caen - Maëlle Portello, Bentje Brauns, Thierry Gaillard, Daniela Cuba

L’aquifère du bajo-bathonien de la plaine de Caen constitue l’aquifère principal pour l’alimentation en eau potable de ce territoire. Le présent article étudie l’impact possible du réchauffement climatique sur la dégradation de l’aquifère au travers de deux méthodes d’analyse du signal piézométrique de la nappe de Caen.

  • La nappe astienne face aux extrêmes climatiques : vers une gestion optimisée du stock et des usages - Gwendoline Mombertrand et Véronique Dubois

La nappe des sables de l’Astien, située dans le département de l’Hérault, subit des phénomènes climatiques extrêmes récurrents, manifestations du changement climatique en cours.Cela se traduit par des épisodes de sécheresse estivale sévères et répétés, contrastant avec des épisodes pluvieux tout aussi remarquables à l’automne et en hiver.Cet article traite des spécificités de la nappe astienne qu’il serait intéressant de prendre en compte pour tirer le meilleur parti de ces conditions climatiques pour faire face, en particulier, aux pénuries d’eau.

  • La surexploitation de la nappe profonde du socleau Burkina Faso : l’exemple de Ouahigouya. Vers une catastrophe annoncée  - A. Babine, H. Sanfo, A. Hébié, S. Nakolendousse, M. Dzikowski, D. Brondel et G. Nicoud

’L’étude menée par la coopération décentralisée Chambéry-Ouahigouya a montré que les ouvrages profonds alimentant les 37 villages ruraux de la commune de Ouahigouya (Burkina Faso) exploitent la nappe du socle dont la pérennité à moyen terme n’est plus assurée ; une solution pourrait être, lorsque cela est possible, d’améliorer le puisage dans la nappe superficielle de la cuirasse qu’exploitaient autrefois les Dogons avec les puits traditionnels puis de traiter l’eau.

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