Géosciences analyse les « archives » de la Terre pour en identifier les ressources

Étudier le sous-sol de la Terre pour recréer des paysages anciens et mieux en identifier les potentielles ressources : telle est la double démarche conduite par les sédimentologues du laboratoire Géosciences de l’Université de Rennes 1. L’équipe « Paléoenvironnements » de cette UMR (Université de Rennes 1/CNRS), s’appuie sur différentes disciplines comme la sédimentologie, la stratigraphie, la géochronologie ou encore la paléontologie, pour restituer l’état de la surface de la Terre à l’échelle des temps géologiques. « Nous pouvons reconstituer l’évolution de ces surfaces continentales, et en caractériser les paléoclimats qui y présidaient, les paléoreliefs… et ceci à l’échelle de plusieurs centaines de millions d’années », explique Cécile Robin, professeure à l’Université de Rennes 1 et membre de l’équipe Paléoenvironnements.

Une discipline est au centre de ces travaux : la sédimentologie. Les sédiments sont une source précieuse de données sur les différentes périodes géologiques. Ces véritables « archives » de la Terre, constituées de sables, argiles ou de calcaires sont préservées dans les bassins sédimentaires. « Déposées en couches, en strates superposées, ces couches sédimentaires se lisent comme un livre. Je peux ainsi y suivre la déformation des continents qui portent ces bassins, et l’évolution paléoclimatique contemporaine des dépôts », ajoute Cécile Robin.

Cécile Robin et son équipe sillonnent ainsi le monde à la recherche de sites où affleurent les sédiments. Ils recourent également à des données de forages, des carottes de roches ou à des données sismiques pour déterminer les premiers kilomètres du sous-sol de la Terre. L’équipe collabore aussi avec d’autres scientifiques pour mieux qualifier ces informations, comme des spécialistes de la géochronologie ou des paléontologues pour dater les sédiments, des géochimistes pour en caractériser le contexte climatique, des tectoniciens ou des géomorphologues.

Ces compétences attirent depuis longtemps les entreprises extractives. « Les sédiments sont des ressources en pierres de taille et granulats, mais aussi, parfois, le lieu de concentrations minérales comme de l’uranium ou même des diamants ! » résume la chercheuse. Les bassins sédimentaires abritent également des roches poreuses, possibles sites de stockage, en eau froide ou chaude, ou en hydrocarbures. L’équipe de Géosciences a ainsi souvent collaboré avec des entreprises sur des projets d’exploration de ces ressources. Cela a, par exemple, été le cas au large du Mozambique, où Géosciences a participé à une large campagne d’acquisition de données sismiques menée par Total et l’Ifremer. Ces collaborations sont ainsi impulsées par une double convergence d’intérêt des entreprises et du laboratoire. « En effet ces compagnies industrielles ont souvent les moyens d’obtenir des données de très haute qualité pour caractériser le sous-sol », souligne Cécile Robin.

Un des projets les plus ambitieux réalisés ces dernières années a été Source-to-sink (S2S). Ce projet porté par Total, le BRGM, le CNRS et différentes universités françaises, dont celle de Rennes, consistait à chiffrer et à modéliser les processus d’érosion, de transfert et d’accumulation des sédiments des reliefs en érosion de la chaîne des Pyrénées jusqu’au golfe de Gascogne, donc jusqu’aux premières marches du plateau continental de l’Atlantique, ceci à travers le bassin d’Aquitaine. « Nous avons ainsi revisité 50 millions d’années d’histoire du bassin aquitain », poursuit Cécile Robin. Son équipe a pu ainsi calculer les quantités de sédiments préservés le long de ce système au cours des temps géologiques. Le projet mené de 2016 à 2019 a permis d’évaluer les quantités, les géométries et les qualités réservoirs des sédiments disponibles dans le sous-sol de cette région, et ainsi de mieux en définir les ressources en eaux ou d’estimer les potentielles zones de stockage du CO₂ dans une politique de développement durable.

Aujourd’hui, l’équipe de Cécile Robin souhaite varier ses partenariats pour répondre à l’essor des nouvelles technologies promues par la transition énergétique, comme le stockage de l’hydrogène, du CO2 ou le développement de la géothermie. « De nouveaux acteurs apparaissent, et la cartographie de nos partenaires doit se diversifier. Nous avons besoin d’outils comme Plug in labs Ouest pour être plus visibles vis-à-vis de ces acteurs qui pourraient ainsi accroître leurs collaborations avec la recherche publique », conclut Cécile Robin.