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UMR 8538
Ecole Normale Supérieure
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Bienvenue au Laboratoire de Géologie de l’Ecole Normale Supérieure

un lieu de recherche et d’enseignement pluri-disciplinaire dans tous les domaines des Géosciences - les Sciences de la Terre et de l’environnement


Un lieu de recherche...

Le Laboratoire de Géologie de l’ENS est à la fois un lieu de recherche avancée et un lieu de formation aux sciences de la Terre, par l’enseignement et la recherche. Une des spécificités de ce laboratoire est, malgré sa taille moyenne (environ 75 personnes dont 36 permanents), de couvrir un spectre thématique très large : Géologie, Minéralogie, Géophysique, Sismologie, Géodésie, Sismo-Tectonique, Geomorphologie, Ecologie, Mécanique des roches, Géomatériaux, Hydro-Géologie, Ressources et Stockage, Thermochimie. Grâce à une forte identité, ceci en fait un lieu privilégié d’échanges entre domaines, propices aux avancées aux frontières thématiques.

Les approches scientifique et pédagogique sont caractérisées par le souci d’associer étroitement observation/mesure, expérimentation et modélisation, avec la volonté de comprendre les mécanismes actifs dans les processus, de les modéliser et d’ainsi prévoir le long terme. Qu’il s’agisse de la déformation de la lithosphère, depuis la rupture sismique jusqu’à la lente formation des chaînes de montagnes, ou des processus à l’oeuvre dans la transformation de la matière sous l’effet de variations de température, pression, contrainte, depuis le cristal jusqu’à la plaque lithosphérique, les changements d’échelle sont un trait caractéristique de notre démarche, spatialement comme temporellement. L’étude de l’objet naturel est à la base de cette démarche, qui se fonde sur des campagnes à terre ou en mer, des mesures satellitaires et des chantiers répartis dans plusieurs régions clefs du globe. Une autre spécificité du laboratoire est, à côté des techniques de caractérisation de la matière, son remarquable potentiel expérimental, que ce soit dans le domaine des hautes pressions et températures ou de la déformation expérimentale en conditions contrôlées.


... et un lieu d’enseignement

Le Laboratoire de Géologie est aussi très fortement impliqué dans l’enseignement en Licence et Master « Sciences de la planète Terre » du Département Géosciences de l’ENS . Cet enseignement se distingue en ouvrant les étudiants à la complexité du système Terre pris dans son acception la plus large, depuis la Terre interne jusqu’à ses enveloppes fluides les plus ténues. Les deux missions d’enseignement et de recherche sont extrêmement liées et bénéficient d’une proximité organisée et voulue. Cette situation met les étudiants, dès le L3, en contact avec les chercheurs. Les stages de recherche, initiation en L3, stages de six mois en M1 puis en M2, leur permettent d’arriver à l’entrée en thèse avec une motivation éprouvée et une connaissance déjà solide des pratiques de la recherche.

Le laboratoire a intégré en 2009 l’Ecole Doctorale 109 (Sciences de la Terre) conjointe Université Paris VII, IPGP et ENS (http://ed109.ipgp.fr).


...implanté dans son environnement


à l’Ecole Normale Supérieure

L’association avec le laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) au sein du département GEOSCIENCES de l’ENS crée les conditions d’une interaction fructueuse. Les deux laboratoires disposent de « ressources » communes en termes de télédétection spatiale par exemple, ou d’objets d’étude communs ou hybrides comme l’Hydrologie ou la rotation de la Terre. Les problématiques d’évolution climatique mêlent également des questions atmosphériques (existence et intensité des moussons par exemple) à des questions géologiques comme l’influence des chaines de montagne ou des éruptions volcaniques.

La proximité géographique avec le département de Physique en particulier, mais aussi les départements de Biologie, de Géographie ou d’Archéologie permet d’envisager des collaborations aux frontières des disciplines. Les thématiques telles que les interactions minéraux-sols-plantes, la cartographie des sites et les datations d’objets archéologiques, la géophysique de sub-surface, la prospection sous-marin côtière, la cartographie et l’évaluation de l’impact sociétal d’un Tsunami, sont des activités pour lesquelles la richesse de l’environnement ENS, extrêmement multi-spectre, y compris grâce à l’apport des sciences sociales, est unique et précieux.


Avec le laboratoire de recherche commun avec le CEA : le LRC "Yves Rocard"

Le Laboratoire de recherche Conventionnée (LRC) "Yves Rocard", commun au laboratoire de Géologie de l’ENS et au Département Analyse, Surveillance et Environnement du CEA à Bruyères-le Châtel a été créé en 2009. Ce laboratoire sans murs concrétise la complémentarité des deux groupes et les liens existant entre eux depuis une décennie. Régi par une convention quadriennale, il vise à faciliter l’accueil et l’échange d’étudiants et de chercheurs entre les deux groupes et l’avancée de leurs travaux autour de deux grands thèmes, la rupture sismique et les interactions fluides-roches, déclinés en cinq projets : risque sismique et tsunamis, mesures satellitaires de la déformation, cycle sismique, déformation des roches et libération de gaz, carbonatation des roches silicatées. Le nom d’Yves Rocard donné à ce laboratoire commun CEA-ENS n’est pas fortuit. Directeur du Laboratoire de Physique de l’ENS de 1945 à 1973, Yves Rocard (1903-1992) fut le promoteur d’étroites collaborations entre l’ENS et le Commissariat à l’Energie atomique dès sa création.

Les grands axes de recherche

  • Développements méthodologiques de la mesure de la déformation de surface par Interférométrie RADAR (InSAR) - Applications à l’aléa sismique et volcanique, à la subsidence anthropique des grandes villes (Puyssegur/Briole)
  • Failles actives, sources sismique et tsunamis (Hébert/Chamot-Rooke/Madariaga)
  • Interactions fluides-roches et microsismicité (Bollinger/Leroy)
  • Déformation des roches cristallines et libération de gaz Radon (Pili/Schubnel/Fortin/Leroy)


Avec les Laboratoires Internationaux : LIA "Montessus de Ballore" et CRL

Depuis plusieurs décennies des équipes du laboratoire étudient le processus du cycle sismique au long de la subduction Chilienne. Ce chantier réunit plusieurs laboratoires de recherche en Sciences de la Terre en France et au Chili : Le laboratoire de Géologie de l’ENS, les équipes de sismologie et tectonique de l’IPG-Paris, les départements de Géophysique (DGF) et Géologie (DG) de l’Université du Chili à Santiago (U-Chile). Il s’appuie sur des financements récurrents des laboratoires participants et des financements sur projets (ANR en France, FONDECYT au Chili). Cette coopération a donné lieu à la création d’un laboratoire international associé (LIA) entre le CNRS et l’Université du Chili : le LIA "Montessus de Ballore" ; du nom du sismologue français du début du 20eme siècle qui fit fonctionner le premier réseau sismologique du Chili.

L’objectif du LIA est l’étude de la sismotectonique de la subduction Andine au Chili, c’est à dire l’étude des failles et des séismes passés et présents qui se produisent dans la région. Pour ce faire, le LIA gère des réseaux d’observation (stations sismologiques et stations GPS) disposées dans des zones stratégiques du Chili où des grands séismes se sont produits dans le passé (parfois très proche comme celui du 27 Février 2010) ou pourraient se produire dans le futur. Il coordonne également des missions de terrain destinées à acquérir des données géophysiques et des observations géologiques et tectoniques des équipes impliquées.

Dans le cadre du site instrumenté européen Corinth Rift Laboratory (CRL) (http://crlab.eu), nous construisons un nouveau modèle du système de failles de la terminaison ouest du rift de Corinthe, prenant en compte les contraintes nouvelles apportées par les données des stations permanentes sismologiques et GPS que nous maintenons depuis plus de dix ans ainsi que par les données issues de l’observation géologique des failles et une estimation réactualisée de leur mouvement. Nous disposons aussi d’un catalogue de plus en plus abondant de sismicité dans lequel plusieurs crises sismiques apparaissent, parfois fortes comme en 2010. Cette qualité et richesse du catalogue, sur la zone non volcanique la plus sismique d’Europe (en termes de micro-sismicité) va nous permettre de nous intéresser plus en détail aux crises sismiques ainsi qu’aux signaux anormaux parfois enregistrés avant les crises ou au début de celles-ci. Nous avons déjà plusieurs observations de transitoires asismiques et l’instrumentation nouvelle déployées à l’occasion de SISCOR, notamment les sismomètres, inclinomètres et extensomètres de forage vont nous permettre de détecter et analyser des signaux de plus en plus petits.


Avec l’observatoire en Sciences de L’univers : l’OSU "Ecce Terra"

L’OSU "Ecce Terra", créé en 2010, rassemble des laboratoires et équipes en sciences de la terre, hydrologie, environnement, biosphère terrestre, sciences du climat (atmosphère, océan, paléoclimat), d’écologie terrestre et marine, de biologie marine et d’épidémiologie. Cet ensemble d’équipes et de laboratoires représente plus de mille personnes appartenant à 16 unités de recherche. Il est aussi extrêmement large thématiquement, couvrant des domaines traditionnels de l’INSU (ceux des divisions ST, SIC et OA), ainsi que de l’INEE et de l’INSERM. Les tutelles des laboratoires sont l’UPMC, le CNRS, l’IRD, le MNHN, l’ENS, l’INRA, l’RSTEA, l’ENSCP et l’INSERM. Actuellement les partenaires de l’OSU sont le CNRS/INSU, l’UPMC (tutelles directes), le MNHN, l’ENS, l’IRD et l’IRSTEA.

Les OSUs ont comme mission première de piloter les activités d’observation et les moyens communs aux laboratoires qui les composent. Ils soutiennent les travaux de recherche associés à ces services, les uns et les autres pouvant conduire à la fourniture de services (prévention des risques, services éco-systémiques, surveillance du milieu marin, de la qualité de l’air,…). En tant qu’école interne de leur université de tutelle, ils contribuent à la formation des étudiants et personnels en relation avec leurs tâches de service et à la diffusion des connaissances.

Le laboratoire de Géologie contribue à l’OSU "Ecce Terra" essentiellement au travers de ses plateformes instrumentales (sismologiques et GPS) et analytiques (RAMAN, DRX, MEB)


et des liens avec l’industrie

Tourné vers la recherche académique et le progrès des connaissances, le laboratoire a également bénéficié ces dernières années de contrats industriels ou assimilés, Schlumberger, BP America, Total, CEA/ANDRA/AREVA sans être exhaustif. Les retombées les plus importantes de ces contrats sont (1) les thèses (au moins 6 soutenues ou en cours), et (2) la capacité atteinte par le laboratoire d’acquérir à la fois un équipement expérimental très performant (par exemple presse) et des données de terrain très coûteuses (par exemple profils sismiques de qualité industrielle), que les crédits publics seuls n’auraient pas permis d’acquérir. Le groupe de Géodynamique dirige actuellement deux contrats avec TOTAL et d’autres laboratoires français et étrangers de type "Groupe Recherche Industrie", l’un dédié à l’étude des mécanismes d’ouverture de la Mer de Chine, l’autre à l’évolution géologique de la marge Sud-Téthysienne en Méditerranée Orientale. Dans ce cadre, l’ensemble des participants ont accès à des données sismiques et des données de puits de forage inédites qui fournissent des contraintes de premier ordre pour résoudre des problèmes qui, à la base, sont académiques. En mécanique et physique des roches crustales, le laboratoire a pu se doter d’équipements susceptibles de le hisser en pointe au niveau international, en bonne partie grâce à l’appui industriel.