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Prochaine thèse


Lundi 15 mai 2017, 14h, ENS Géologie/Géosciences, Salle 314 Laboratoire de Géologie, 24, rue Lhomond, 75005 - PARIS

Sarah Incel

" Experimental constraints on rheology during eclogite-facies metamorphic reactions "

Jury :

Alexandre SCHUBNEL (ENS Paris) – Directeur de thèse

Nadège HILAIRET (Université Lille 1) – Co-Directrice

Timm JOHN (Freie Universitaet Berlin) – Co-Directeur

Pamela BURNLEY (University of Nevada, Las Vegas) – Rapporteure

Bjorn JAMTVEIT (University of Oslo) – Rapporteur

Nathalie BOLFAN-CASANOVA (Université Blaise Pascal) – Examinatrice

Christian CHOPIN (ENS Paris) – Examinateur

Philippe AGARD (UPMC) – Invité

Loïc LABROUSSE (UPMC) – Invité

Joerg RENNER (Ruhr-Universitaet Bochum – Invité


Mardi 14 mars 2017, ENS Géologie/Géosciences, Salle Dussane, 45 rue d’Ulm, 75005 - PARIS

Benjamin Sautter

"Influence de l’héritage structural sur les structures et l’évolution du rifting : exemple de la marge Ouest de la Sonde"

Jury :

Dominique FRIZON DE LAMOTTE – Pr. Université de Cergy-Pontoise, Rapporteur

Liviu MATENCO – Pr. Université d’Utrecht (Pays-Bas), Rapporteur

Julia DE SIGOYER – Pr. ISTERRE Grenoble, Examinatrice

Robin LACASSIN – Dr CNRS, IPGP / Tectonique, Examinateur

Chris MORLEY – Pr. Chiang Mai University (Thaïlande), Invité

Jean-Claude RIGENBACH – Expert TOTAL, Invité

Manu PUBELLIER – Dr CNRS, ENS Géologie, Co-Directeur

David MEUNIER – Pr. Associé Université de Bretagne Sud, Co-Directeur


Jeudi 2 février 2017, ENS Géologie/Géosciences, Salle 314 Laboratoire de Géologie, 24, rue Lhomond, 75005 - PARIS

Thomas Ferrand

"Reproduction expérimentale d’analogues de séismes mantelliques par déshydratation de l’antigorite et comparaison à des pseudotachylites naturelles"


Mercredi 14 décembre 2016, 10h, Salle 314 du Laboratoire de Géologie, 24, rue Lhomond, 75005 - PARIS

Laurent Bollinger (CEA/DAM/DASE/LRSG), Thèse d’Habilitation à Diriger des Recherches

"Potentiel sismogène des failles pour l’aléa sismique"

Jury :

Eric CALAIS - Professeur - Ecole Normale Supérieure

Thierry CAMELBEECK - Professeur - Observatoire royal de Belgique

Yann KLINGER - Directeur de recherche - IPGP

Isabelle MANIGHETTI - Physicienne - Geoazur

Stéphane MAZZOTTI - Professeur - Université de Montpellier

Paul TAPPONNIER - Professeur - Earth Observatory of Singapore


Vendredi 9 décembre 2016, Université de Bretagne Occidentale

Cédric Bulois

"Marges polyriftées : réactivations et conditions aux limites. Exemples de la Mer de Corail (Papouasie Nouvelle Guinée) et du Bassin de Porcupine (Irlande)"

Jury :

Manuel PUBELLIER, CNRS, Ecole Normale Supérieure / Directeur de thèse

Jacques DEVERCHERE, Professeur, Université de Bretagne Occidentale / Co-directeur

Philippe HUCHON, Professeur, Université Pierre et Marie Curie / Rapporteur

Siegfried LALLEMANT, Professeur, Université de Cergy-Pontoise / Rapporteur

Laurent GEOFFROY, Professeur, Université de Bretagne Occidentale / Examinateur

Bernard LE GALL, CNRS, Université de Bretagne Occidentale / Examinateur

Louise WATREMEZ, Docteur, Université Pierre et Marie Curie / Examinatrice

Nicolas CHAMOT-ROOKE, CNRS, Ecole Normale Supérieure / Invité

Patrick M. SHANNON, Professeur, University College Dublin / Invité

Jean-Claude RINGENBACH, Chercheur, Total / Invité


Lundi 4 Juillet 2016 à 16h00, ENS Géologie/Géosciences, Amphi Rataud, 45, rue d’Ulm, 75005 - PARIS

Lien vers Amphi Rataud

Xiaoping Yuan

"Extensional collapses in the overpressured frictional upper crust based on Limit Analysis"

Jury :

Bertrand Maillot : Directeur de thèse

Yves Gueguen : Directeur de thèse

Régis Mourgues : Rapporteur

Michèle Cooke : Rapporteur

Bruno Vendeville : Examinateur

Manuel Pubellier : Examinateur

Nadaya Cubas : Examinatrice

Antoine Bouziat : Invité


Vendredi 1er Juillet 2016 à 14h, ENS Géologie/Géosciences, Salle Jean JAURES, ENS, 29, rue d’Ulm, 75005 - PARIS

Jacques Dentzer, thèse de l’Université Pierre et Marie Curie

"Forçages environnementaux et contrôles structuraux sur le régime thermique actuel du bassin de Paris : enjeux pour la compréhension du potentiel géothermique en Ile-de-France"

Jury :

M. Julio Gonçalvès, Professeur, Université d’Aix Marseille : Rapporteur

M. Fabien Magri, Professeur, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – Leipzig : Rapporteur

Mme Anne Jost, Maître de Conférences, UPMC : Examinatrice

M. Francis Lucazeau, Directeur de recherche, IPGP : Examinateur

Mme Catherine Homberg, Maître de Conférences, UPMC : Examinatrice

M. Dominique Bruel, Maître de recherche, Mines ParisTech : Co-directeur

M. Simon Lopez, Ingénieur de recherche, BRGM : Co-directeur

Mme Sophie Violette, Maître de Conférences, UPMC-ENS : Co-directrice


Jeudi 12 Mai 2016 à 14h, Université de Cergy-Pontoise (arrêt Neuville Université) , Amphi 9, Bâtiment F - CERGY PONTOISE

Audrey BONNELYE

"Étude des propriétés physiques et mécaniques des argilites : de la déformation en laboratoire aux failles naturelles"

Jury :

Pr Jean Sulem : Rapporteur

Dr Patrick Rasalofosaon : Rapporteur

Pr Yves Guéguen : Examinateur

Dr Florian Amann : Examinateur

Dr Pierre Dick : Examinateur

Dr Sandrine Vidal-Gilbert : Examinatrice

Pr Christian David : Directeur de thèse

Dr Alexandre Schubnel : Co-directeur de thèse

Dr Pierre Henry : Invité

Dr Alexandre Dimanov : Invité


Lundi 9 Mai 2016, ENS Paris

Christian DOMINGUEZ, thèse de l’Université Pierre et Marie Curie

"Integrated hydrogeological study of San Cristobal Island (Galapagos)"

Jury :

Sampurno L.A. BRUIJNZEEL - Professeur (King’s College London)

Hervé JOURDE - Professeur (Université de Montpellier)

Jean-Michel LEMIEUX - Professeur (Université de Laval)

Ludovic OUDIN - Maître de Conférences (UPMC)

Marcos VILLACIS - Professeur-Doyen (EPN-Quito)

Sophie VIOLETTE - Maître de Conférences (UPMC-ENS)


2015

Jeudi 10 Décembre 2015 à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, Salle Jean JAURES, ENS, 29, rue d’Ulm, 75005 - PARIS

Emilie KLEIN

" Déformations post-sismiques après le séisme de Maule au Chili (Mw8.8, 2010) : mesures GPS et modélisations 3D visco-élastiques en éléments finis "

Jury :

M. Stéphane MAZZOTTI, Rapporteur, Géosciences Montpellier, France

M. Jean-Mathieu NOCQUET, Rapporteur, GeoAzur, Nice, France

M. Pascal BERNARD, Examinateur, IPG, Paris

M. Onno ONCKEN, Examinateur, GFZ, Postdam, Allemagne

Mme. Luce FLEITOUT, Directrice de Thèse, Chercheuse CNRS, ENS, Paris

M. Christophe VIGNY, Directeur de Thèse, Chercheur CNRS, ENS, Paris


Vendredi 27 Novembre 2015 à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, Salle Conference, ENS, 46, rue d’Ulm, 75005 - PARIS,

Aurélien NICOLAS

"Comportement mécanique des carbonates peu poreux : Etude expérimentale et modélisation micro-mécanique"

Jury :

Pr. Teng-Fong WONG, Rapporteur, Chinese University, Hong-Kong

M. Yves-Marie LEROY, Rapporteur, Société TOTAL, Pau

Pr. Christian DAVID, Examinateur, Université de Cergy Pontoise

M. Patrick BAUD, Examinateur, Université de Strasbourg

M. Yves Gueguen, Directeur de Thèse, Chrcheur CNRS, Ecole Normale Supérieure, Paris

M. Jérôme FORTIN, Co-Directeur de Thèse, Chercheur CNRS, École Normale Supérieure, Paris

M. P. Marchina, Invité, Société TOTAL, Pau

M. A. DIMANOV, Invité, Ecole Polytechnique, Palaiseau


Jeudi 19 Novembre 2015 à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, Amphithéâtre DUMONT, 16, rue Claude Bernard, 75005 - PARIS, en anglais

Suzanne LUTFALLA

" Persistance à long terme des matières organiques dans les sols : caractérisation chimique et contrôle minéralogique "

Jury :

M. Markus KLEBER, Rapporteur, Associate Professor OSU, ZALF

M. Daniel RASSE, Rapporteur, Chercheur Bioforsk

Mme Delphine DERRIEN, Examinatrice, Chercheuse INRA

M. Philippe BAVEYE, Examinateur, Professeur AgroParisTech

Mme Claire CHENU, Directeur de Thèse, Professeure AgroParisTech

M. Pierre BARRÉ, Directeur de Thèse, Chercheur CNRS, École Normale Supérieure, Paris

Résumé :

Les sols stockent trois fois plus de carbone que l’atmosphère sous la forme d’un mélange de molécules, la matière organique des sols (MOS). Certaines de ces molécules sont présentes dans le sol depuis des centaines voire des milliers d’années. Trois mécanismes de protection sont utilisés pour expliquer cette persistance à long terme des matières organiques dans les sols : (i) la récalcitrance chimique, (ii) la protection physique dans les agrégats et (iii) la protection physicochimique par adsorption sur les surfaces minérales. Le but de ce projet de thèse est d’améliorer la compréhension de ces processus de protection et de leur importance relative. Mon projet de thèse utilise des échantillons permettant l’accès au carbone persistant : les jachères nues de longue durée (5 sites en Europe). Il s’agit de parcelles maintenues vierges de toute végétation dans lesquelles, au fur et à mesure de la biodégradation, la quantité totale de carbone diminue, entraînant un enrichissement relatif en carbone persistant. La première étude expérimentale de ce travail de thèse vise à tester l’efficacité des méthodes d’oxydation chimique. Les deux réactifs les plus couramment utilisés (l’hypochlorite de sodium NaOCl et le peroxyde d’hydrogène H2O2) ont été testés sur des échantillons de la plus longue jachère nue (Versailles). Il est conclu que les méthodes d’oxydation chimique n’arrivent pas à isoler efficacement un réservoir de carbone persistant à l’échelle du siècle. En termes de mécanismes de persistance, les résultats obtenus montrent que la récalcitrance chimique n’est pas le principal mécanisme de protection. En effet, sur la durée de la jachère nue, la composition chimique de la MOS, caractérisée par spectroscopie NEXAFS, ne présente que peu de changements. Un enrichissement en composés présentant des groupements acides carboxyliques est détecté pour tous les sites testés. Une étude poussée de la persistance spécifique du carbone pyrogénique des sols a aussi été réalisée, ces composés sont actuellement considérés cinq fois plus persistants que le carbone total. Les résultats montrent que le carbone pyrogénique est moins persistant que prévu. En effet, le temps de résidence moyen du carbone pyrogénique obtenu par la méthode BPCA (116 ans) est seulement 1,6 fois supérieur à celui de la MOS (73 ans). L’étude du contrôle minéralogique de la persistance des MOS montre que les argiles contenant du potassium (illite) protègent moins de carbone que les argiles smectitiques. Le rapport C/N décroit avec le temps dans toutes les fractions argiles, ce qui prouve que les composés riches en azote sont préférentiellement préservés. Enfin, la présence de microagrégats dans la fraction grossière des argiles implique la coexistence de deux mécanismes de protection : la protection physique et la protection par adsorption sur les minéraux.

Cette thèse contient des résultats significatifs et ouvre de nombreuses perspectives. En particulier, les résultats sur la persistance relativement courte du carbone pyrogénique sont pionniers. En termes de perspectives, des efforts de recherche devront être menés pour confirmer les premiers résultats sur l’influence de la minéralogie des phyllosilicates sur la protection du carbone des sols.

Mots clés : [matière organique du sol ; mécanismes de protection ; argiles ; carbone pyrogénique ; NEXAFS ; cycle du carbone]


Mercredi 21 Octobre 2015 à 13h30, ENS Géologie/Géosciences, salle Dussane, 45, rue d’Ulm, à l’ENS

Kristel CHANARD

" Déformation saisonnière de la Terre sous l’effet des variations hydrologiques et Impact sur la sismicité "

Jury :

Tonie Van Dam, Rapporteur, Université du Luxembourg

Christophe Voisin, Rapporteur, ISterre, Grenoble

Marianne Greff-Lefftz, Examinatrice, IPG, Paris

Laurent Bollinger, Examinateur, CEA, Bruyères-le-Châtel

Alexandre Schubnel, Directeur de Thèse, École Normale Supérieure, Paris

Eric Calais, co-Directeur de Thèse, École Normale Supérieure, Paris

Jean-Philippe Avouac, Invité, Caltech, Pasadena

Luce Fleitout, Invitée, École Normale Supérieure, Paris

Résumé :

Cette thèse a pour objectif de modéliser les déformations saisonnières de la Terre associées aux redistributions de masses d’eau de l’hydrosphère. Pour cela, nous tirons profit de la mesure des déplacements saisonniers du sol par Global Positioning System (GPS) et de l’estimation des variations spatio-temporelles de l’hydrosphère déduite du champs de gravité terrestre mesuré par la mission Gravity and Recovery Climate Experiment (GRACE). Ces données ouvrent la voie à des modèles précis de la déformation saisonnière qui auront des implications importantes pour la définition des référentiels terrestres, l’identification d’évènements tectoniques de glissement de période comparable ou encore pour la compréhension du lien entre déformation et sismicité saisonnière. Nous montrons également que les déformations saisonnières mesurées en Himalaya sont expliquées par la réponse de la Terre à la charge saisonnière de GRACE qui produit des déplacements de surface cohérents au premier ordre avec les observations horizontales et verticales simultanément à condition d’utiliser un modèle de Terre réaliste, sphérique et stratifié. Nous étendons ensuite le modèle à l’échelle globale, et comparons les déplacements induits par la charge saisonnière à 195 stations GPS, en tenant compte des contributions de degré-1 dans le signal GRACE (Swenson et al., 2008). Alors que la composante verticale est raisonnablement prédite, les composantes horizontales sont systématiquement sous-estimées et leur phase est mal reproduite. Nous montrons que ce désaccord entre modèle et observations horizontales à l’échelle mondiale peut être associé au premier ordre à une contribution de degré-1 sous-estimée, et non à la grande résolution spatiale de GRACE. Nous proposons de l’estimer à posteriori grâce à une transformation d’Helmert, représentant le mouvement du géocentre ainsi qu’une partie de la déformation de degré-1. La corrélation entre modèle et données horizontales est nettement améliorée, sans que les prédictions verticales soient affectées. Au second ordre, nous montrons que les variations de volume dans le manteau terrestre liées aux changements de phase des minéraux qui le composent peuvent jouer un rôle dans la déformation saisonnière. Enfin, nous montrons qu’il est possible d’utiliser la déformation saisonnière pour déterminer une borne inférieure de la viscosité transitoire de l’asthénosphère, paramètre clé des modèles de déformation postsimique. Afin de tester l’hypothèse d’un impact des charges saisonnières sur la sismicité, nous examinons les variations de contrainte liées aux chargements saisonniers de surface. Nous menons également des expériences de déformation triaxiale sur des grès de Fontainebleau, saturés en eau soumis à des paliers de contrainte simulant un chargement tectonique, ainsi qu’à des oscillations sinusoïdales de la pression de pore simulant les marées ou l’hydrologie continentale. Nos observations expérimentales suggèrent que les chargements périodiques de faible amplitude peuvent jouer un rôle important dans la longue phase de nucléation des séismes.


Jeudi 12 février 2015 à 14h30, ENS Géologie/Géosciences, amphi Jules Ferry, 29, rue d’Ulm, à l’ENS

Lucas PIMIENTA

" Effets des Fluides et de Fréquences sur les propriétés élastiques des grès et carbonates "

Jury :

M. Joerg Renner, Bochum University, Bochum, Rapporteur

M. Jean Sulem, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris, Rapporteur

Mme. Elisabeth Bemer, Institut Français du Pétrole, Paris, Examinatrice

M. Christian David, Université de Cergy, Paris, Examinateur

M. Joel Sarout, CSIRO-ESRE, Perth WA, Examinateur

M. Claudio Madonna, ETH, Zurich, Examinateur

M. Yves Guéguen, ENS, Paris, Directeur de thèse, laboratoire de géologie

M. Jérôme Fortin, ENS, Paris, Co-Directeur de thèse, laboratoire de géologie

Résumé :

La sismique et la sismologie sont des moyens puissants pour comprendre la croûte terrestre. Ces deux méthodes reposent notamment sur une compréhension approfondie de la propagation des ondes sismiques dans des milieux sédimentaires saturés en fluides. Ce travail a pour but de comprendre les effets statique et dynamique du fluide sur la réponse élastique de roches clastiques saturées. Deux points spécifiques de l’interaction fluide-roche sont étudiées : (i) l’intéraction physico-chimique, le « shear weakening », affectant la réponse élastique de la roche ; et (ii) l’interaction mécanique, le « frequency effect », induisant une dépendance des propriétés élastiques à la fréquence de mesure. Deux types de roches sont étudiés : les grès et les calcaires. Ces échantillons de roche sont sélectionnés pour leurs propriétés isotropes et leur forte concentration en un minéral dominant : le quartz pour les grès et la calcite pour les carbonates. Le phénomène de « shear weakening » est d’abord étudié pour de très faibles saturations en eau afin de tester l’effet de l’adsorption. Aucun affaiblissement n’est mesuré dans les carbonates, au contraire un affaiblissement élastique global est observé dans certains grès : Les modules de cisaillement et d’incompressibilité sont également affectés. L’effet ne semble pas provenir d’une différence intrinsèque entre les minéraux de quartz et de calcite, mais d’une différence microstructurale entre roches. Un modèle micromécanique est développé, montrant que les deux paramètres clef sont le caractère granulaire et le degré de cimentation de la roche. Le même résultat est obtenu pour les compressibilités mesurées lors des saturations totales en eau. Ces deux études montrent que l’adsorption est la cause du « shear weakening », et implique un affaiblissement élastique global dans les roches granulaires peu cimentées (gréseuses et probablement carbonatées). L’effet de fréquence est étudié dans des grès de Fontainebleau et de Berea. Deux méthodes sont étudiées, toutes deux basées sur le principe de "stress-strain" (i.e. contrainte-déformation) : l’oscillation "isotrope" (de la pression de confinement) et "déviatorique" (de la contrainte déviatorique). Ces deux modes d’oscillations sont tout d’abord calibrés à l’aide de plusieurs standards (e.g. aluminium, verre, gypse, plexiglass). Les échantillons de roche, saturés par des fluides de différentes viscosités, sont ensuite mesurés avec ces deux modes d’oscillation. Pour le premier mode d’oscillation, dit "isotrope", ce travail a permis de (i) mettre en évidence trois régimes élastiques distincts ; et (ii) mesurer à la fois la conséquence (i.e. dispersion et atténuation du module d’incompressibilité) et la cause (i.e. écoulement fluide global) de la transition en fréquence entre état drainé et état non-drainé. Pour le second mode d’oscillation, dit "déviatorique", le module de Young et le coefficient de Poisson sont mesurés sur une gamme de fréquence apparente de [10-3 ;105] Hz. Pour un échantillon de grès de Fontainebleau, les deux transitions élastiques sont observées. Les mesures sont cohérentes avec les théories existantes. Un modèle 1D, prenant en compte les conditions de bord du système, est finalement développé. Ce modèle donne des résultats cohérents, et explique l’effet du volume mort sur les propriétés mesurées dans le cas d’une oscillation « isotrope ».

Mots clefs : Elasticité, Roches, Adsorption, Dispersion/Atténuation, Poroélasticité, Compressibilité.


2014

Vendredi 18 décembre 2014 à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, amphi Jules Ferry, 29, rue d’Ulm, à l’ENS

Justin PAGEOT

"Étude d’un procédé de décontamination du 14C par carboxy-gazéification des déchets de graphite nucléaire"

Jury :

M. Thomas PINO, CNRS (SISMO, Orsay), Rapporteur

M. Gérard L. VIGNOLES, Professeur, LCTS Bordeaux, Rapporteur

M. Roger GADIOU, Professeur, IS2M, Mulhouse, Examinateur

M. Patrick LANDAIS, DR, BRGM, Orléans, Examinateur

M. Maurice PAGEL, Professeur, IDES, Orsay, Examinateur

Mme Nelly TOULHOAT, Ingéneiur-chercheur CEA, IPNL, Lyon, Examinateur

Mme Laurence PETIT, Ingéneiur-chercheur Andra, Châtenay-Malabry, invitée

M. Laurent PETIT, Ingéneiur-chercheur EDF R&D, Moret-sur-Loing, invité

M. Jean-Noël ROUZAUD, DR, CNRS, LG-ENS, Paris, Directeur de thèse

M. Lionel GOSMAIN, Ingéneiur-chercheur CEA, Saclay, Co-directeur de thèse.

Résumé

Le démantèlement des réacteurs Uranium Naturel Graphite-Gaz (UNGG), tous arrêtés depuis 1994, génèrera 23 000 tonnes de déchets de graphite de Faible Activité et Vie Longue (FAVL), contenant notamment du 14C. Le but de ce travail de thèse est d’étudier un procédé original d’extraction sélective de ce radionucléide par carboxy-gazéification. L’organisation multi-échelle des graphites vierge et irradié a été étudiée par un couplage entre microspectrométrie Raman et microscopie électronique à transmission. Avec la fluence neutronique, la structure se dégrade et la nanostructure peut être fortement modifiée. Dans les cas extrêmes, la nanostructure lamellaire du graphite nucléaire est devenue nanoporeuse. En outre, ces dégâts sont systématiquement hétérogènes. Un effet d’orientation des « cristallites », mis en évidence expérimentalement par implantation ionique, pourrait être une cause de ces hétérogénéités. Cette étude a également montré qu’à partir d’une certaine fluence, l’apparition importante de zones nanoporeuses coïncide avec une augmentation spectaculaire de la concentration en 14C. Ce radionucléide pourrait donc être préférentiellement concentré dans ces zones nanoporeuses qui sont potentiellement plus réactives que les zones restées lamellaires et a priori moins riches en 14C. Ce procédé par carboxy-gazéification a d’abord été testé sur des matériaux « analogues » non radioactifs (graphites broyés mécaniquement). Ces essais ont confirmé, pour des températures entre 950 et 1000 °C, l’élimination sélective et complète des zones nanoporeuses. Des tests ont alors été réalisés sur des déchets de graphite provenant des réacteurs Saint-Laurentdes-Eaux A2 et G2. Les résultats sont prometteurs avec notamment un quart du 14C extrait pour seulement quelques pourcents de perte de masse. Jusqu’à 68 % du 14C a pu être extrait, mais au prix d’une gazéification plus importante. Ce traitement permettrait donc d’extraire sélectivement une part du 14C (mobile ou lié à des zones nanoporeuses) et d’imaginer des scénarios alternatifs de gestion de ces déchets de graphite.


Mardi 2 décembre 2014, ENS Géologie/Géosciences, salle Jules Ferry, 29, rue d’Ulm, à l’ENS

François PASSELEGUE

" Etude expérimentale de la rupture sismique "

Jury :

M. Daniel Faulkner, Liverpool University, Rapporteur

M. Eiichi Fukuyama, NIED, Tsukuba, Japon, Rapporteur

M. Michel Bouchon, Université Joseph Fourier, Grenoble, Examinateur

M ; Martin VALLEE, IPGP Paris, Examinateur

M. Teng-Fong Wong, Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, Examinateur

M. Giulio Di Toro, Universita degli studi di Padova, Italie, invité

M. Alexandre Schubnel, Directeur de thèse, ENS Paris

M. Raùl Madariaga, Directeur de thèse, ENS Paris

Résumé

Les phénomènes de ruptures dynamiques, incluant les tremblements de terre, peuvent être observés de l’échelle atomique jusqu’à l’échelle des failles crustales sismogéniques. Les ruptures dynamiques sont généralement induites par une diminution de la résistance des failles quand le glissement et la vitesse de glissement augmentent. Au cours de ce travail de thèse, nous avons utilisé des méthodes expérimentales novatrices permettant de reproduire des micro-tremblements de terre en laboratoire (Stick-Slip) dans des conditions de pression proche de la réalité. Les expériences utilisées nous ont permis d’explorer différents stades du cycle sismique, depuis l’activité précurseur des microséismes, la propagation de la rupture, jusqu’à l’endommagement co-sismique au niveau de la zone de glissement. Les résultats expérimentaux ont été comparés avec des observations sismologiques et la théorie de la mécanique de la fracture élastique linéaire. La plupart des résultats présentés ici suggèrent que le paramètre contrôlant la complexité des mécanismes de rupture est l’état de contrainte initial. Pour résumer, une augmentation de la contrainte initiale induit (i) l’apparition de précurseurs pendant la phase de nucléation, (ii) la transition entre des ruptures de type sub-Rayleigh et supershear, (iii) l’activation de mécanismes d’affaiblissement pendant les séismes, (iv) une augmentation de l’endommagement pendant le glissement sismique. Ces résultats soulèvement de nombreuses questions sur la nature de la friction au niveau des failles, ainsi que sur la partition de l’énergie pendant les tremblements de terre.


Vendredi 10 octobre 2014, ENS Géologie/Géosciences, Amphithéâtre Dussane, 45, rue d’Ulm, à l’ENS

Céline MALLET

" Etude de la fissuration des verres de stockage. Comportement en condition de stockage géologique "

Jury :

M.Georg Dresen, Rapporteur

M. Gilles Pijaudier-Cabot, Rapporteur

M. Harsha Bhat, Examinateur

M. Georges Calas, Examinateur

M. Frédéric Bouyer, Examinateur

M. Yves Guéguen, Directeur de thèse

M. Jérôme Fortin, Directeur de thèse

Résumé :

L’objet de cette thèse est l’étude du comportement des fissures dans le verre. En particulier, l’évaluation de l’effet à long terme des contraintes en compression, est étudiée par des essais de fluage. Le dispositif expérimental utilisé est une presse triaxiale qui permet de confiner des échantillons cylindriques et de leur appliquer des contraintes axiales, une pression de pore ainsi qu’une variation de température. Un réseau de capteurs fixés sur chaque échantillon permet de mesurer la déformation, les vitesses de propagation des ondes élastiques et les émissions acoustiques. Les échantillons de verre fournis pour cette étude sont fabriqués par le CEA de Marcoule. Nous avons observé que le verre sain présente un comportement élastique-fragile et une grande résistance mécanique. Un réseau de fissures est ensuite introduit par choc thermique. L’étude de la microstructure du réseau initial a révélé que le choc thermique induit des contraintes de tension aux bords de l’échantillon qui nucléent les fissures. Le réseau introduit est homogène et présente une symétrie transverse isotrope. La densité de fissure du réseau peut être mesurée à partir d’images de microscopie et aussi à partir des mesures de vitesses. L’étude de fluage a mis en évidence la propagation souscritique des fissures. Un modèle théorique, reliant une loi de propagation des fissures à une description en ’’wing-crack’’, décrit bien le comportement expérimental. Une dernière étude est abordée qui met en évidence le rôle des fluides dans la propagation des fissures. à l’échelle du temps du laboratoire on montre alors que l’eau peut accentuer la propagation des fissures et qu’une corrosion chimique est aussi mesurable.


Aurélien BOISELET

mercredi 26 mars 2014, ENS Géologie/Géosciences, salle CONF IV, 2ème étage, 24 rue Lhomond 75005 PARIS

" Cycle sismique et aléa sismique d’un réseau de failles actives : le cas du rift de Corinthe (Grèce). "

Jury :

M. Larroque Christophe, Geoazur, Rapporteur

M. Vanneste Kris, Observatoire Royal de Belgique, Rapporteur

Mme Papadimitriou Eleftheria, Université de Thessalonique, Examinateur

M. Bollinger Laurent, CEA, Examinateur

M. Bernard Pascal, IPGP, Examinateur

M. Martin Christophe, GEOTER, Invité

Mme Scotti Oona, BERSSIN, IRSN, Co-directrice de thèse

Mme Lyon-Caen Hélène, ENS, Directrice de thèse

Résumé :

De par l’évolution de notre société, l’occurrence de catastrophes naturelles telles que les séismes peut engendrer d’importants dommages matériels et des répercussions majeures sur l’environnement et les populations avoisinantes. Il est donc primordial d’anticiper l’occurrence de ces évènements les plus destructeurs malgré le fait qu’ils surviennent assez rarement. Différents modèles et approches ont ainsi été développés pour estimer l’aléa sismique d’une zone ciblé, variant selon la quantité/qualité des données disponibles. L’objectif de cette thèse est de tester la faisabilité des méthodes de détermination des probabilités d’occurrence des séismes (P.O.S.) de M≥6 basées sur la connaissance des failles génératrices d’une sismicité de magnitude modérée (similaire à la France), et de définir l’impact due à l’incertitude de chaque paramètre du calcul ou la prise en compte de différentes méthodes ou modèles (ex. comportement de la sismicité, modèle de probabilité).

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet Corinth Rift Laboratory (financé par plusieurs projets Européens et français depuis plus de 15 ans, http://crlab.eu) qui vise à observer et modéliser les processus de déformation du rift dans sa partie ouest (Aigion-Patras). Le rift de Corinthe est une région très active du point de vue de la sismicité instrumentale et historique. Il est constitué d’un système de failles normales complexes. Depuis 2000, les études tectoniques et les réseaux sismologiques et géodésiques permanents ont amélioré la connaissance des failles actives. L’estimation des probabilités d’occurrence des séismes de cette zone nécessite d’aborder plusieurs thématiques, en collaboration avec les membres du groupe de recherche. Dans la première partie de notre étude nous utilisons l’important jeu de données disponible pour cette zone (micro-sismicité, géologie, profils sismiques, etc.) afin de définir les hypothèses potentielles de géométrie 3D des principales failles responsables de la déformation du rift. Associées à ces hypothèses, nous analysons les jeux de données pour quantifier la déformation produite par chacune de ces failles. Dans la seconde partie, nous construisons un nouveau catalogue de sismicité pour la zone CRL comprenant la micro-sismicité enregistrée par le réseau CRL jusqu’à la sismicité historique, permettant d’estimer le comportement sismogénique des failles ou à plus grande échelle pour la zone. L’analyse de ces données, associées aux études géodésiques menées au sein du groupe, permet de confirmer la présence d’un comportement asismique au niveau de cette partie du rift. La dernière partie est consacrée à la détermination des probabilités à partir de modèles prenant en compte ou non l’historique de la sismicité. L’intégration de l’incertitude définie pour les différents paramètres ainsi que la considération de différents modèles permet de quantifier l’incertitude finale de la probabilité pour les différentes failles et zones sismotectoniques. L’analyse de résultats obtenus indique que l’approche basée sur les failles pour ce réseau complexe est encore trop affectée par le degré d’incertitude généré par les hypothèses de géométrie ou de scénarios de rupture. Malgré cela, l’important jeu de données disponibles pourrait quand même permettre d’envisager une approche plus précise que la simple définition de zone sismotectonique.


Vendredi 17 janvier 2014, à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, salle E314, 3ème étage

Stavros ARSENIKOS

" Évolution tectonique et structure de la marge Cyrénaique (Libye), Méditerranée Orientale."

Jury :

Pr. Dominique FRIZON DE LAMOTTE, (Université de Cergy-Pontoise), Directeur de thèse

Dr. Nicolas CHAMOT-ROOKE , (ENS CNRS), Co-directeur de thèse

Eric BARBIER (Université Paris VI, Pr.), Rapporteur

Dominique CHARDON (Université de Toulouse, Prof.), Rapporteur

Christian BLANPIED, (TOTAL Paris, Dr), Examinateur

François ROURE, (IFP Rueil-Malmaison, Prof.), Examinateur

Gabor TARI, (OMV Vienne, Dr), Examinateur

Résumé :

En Méditerranée orientale, la paleo-marge sud de la Téthys a subi des épisodes polyphasés d’extension pendant le Paléozoïque et le Mésozoïque. Cette marge a été postérieurement inversée pendant des épisodes compressifs et discontinus depuis le Crétacé supérieur liés à la convergence entre l’Afrique et l’Eurasie.

La marge Cyrénaïque (nord-est Libye) a enregistré ces épisodes extensifs et compressifs. Elle permet donc l’analyse des inversions et de leurs relations avec les évènements ayant eu lieu le long de la frontière de la plaque Africaine (i.e. subduction Hellénique).

Le bassin de Sirte, adjacent à la Cyrénaïque, montre une direction oblique, ne présente pas la même déformation et est caractérisé par une subsidence continue depuis le Mésozoïque.

Des données de sismique (réflexion) combinées à des rapports et des corrélations de puits, nous ont permis d’examiner et de discuter les interactions entre la Cyrénaïque, le bassin de Sirte et les domaines profonds (i.e. bassin Ionien).

Ce travail permet de mieux préciser les différents épisodes d’extension, de contraindre les évènements compressifs enregistrés par la région Cyrénaïque, d’observer les structures du bassin de Sirte et de clarifier en partie son évolution.

Finalement la région d’étude est intégrée dans le cadre géodynamique régional de la Téthys sud en discutant l’âge ainsi que le mécanisme d’ouverture de la branche orientale de la Méditerranée.


Olga TRUBIENKO

Vendredi 20 décembre 2013, à 14h00, ENS Géologie/Géosciences, salle E314

" Déformation pre et postsismiques et modèles du cycle sismique associé aux seismes de subduction "

Jury :

Luce FLEITOUT, Directrice de thèse

Christophe VIGNY , Co-directeur de thèse

Jean CHERY, Rapporteur

Stéphane MAZZOTTI, Rapporteur

Pascal BERNARD, Examinateur

Yannick RICARD, Examinateur