Une collaboration CNRS/Ifremer/UBO/UBS scellée dans la roche

Deux journées à marquer d’une pierre blanche… Les 8 et 9 juin derniers, l’ensemble des personnels de l’Unité mixte de recherche (UMR) Geo-Ocean a été convié à l’inauguration officielle de celle-ci à Brest.

Après trente ans d’étroite collaboration, les acteurs du CNRS, de l’Université de Bretagne Occidentale (UBO), de l’Université de Bretagne Sud (UBS) et de l’Ifremer travaillent depuis le 1er janvier 2022 au sein de la même équipe. Dans une ambiance à la fois scientifique et festive, mêlant conférences, concerts, échanges autour d’une table et d’un verre, plus d’une centaine de membres de l’UMR, chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, techniciens, gestionnaires et étudiants, ont profité de ce moment pour débattre et nourrir la réflexion interne. Nous avons demandé à Marc-André Gutscher (CNRS), directeur de l’UMR Geo-Ocean et à Olivier Rouxel (Ifremer), son directeur adjoint, d’entrer dans le dur du sujet et de nous apporter des explications claires - comme de l’eau de roche - sur la naissance de cette unité, les motivations de sa création, ses métiers, ses missions et ses campagnes.

Fête d’inauguration : une (ef)fusion de compétences pour nourrir la réflexion interne

De nombreuses questions scientifiques ont été soulevées et fait l’objet de conférences. Voici les thématiques évoquées, en présence des scientifiques de l’UMR et d’invités extérieurs et éminents dans leur domaine (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Geomar, etc.) :

Interaction terre profonde et surface : une définition « fluide » des géosciences marines

La géologie, la géodynamique, la géophysique, la géochimie, la métallogénie, la sédimentologie, l'instrumentation et la cartographie… Les domaines de compétence des géosciences marines couvrent un large spectre.

« L’enjeu des géosciences marines réside dans la compréhension des interactions entre la lithosphère et l’océan, c’est-à-dire ce continuum entre l'enveloppe solide externe de la Terre composée de la croûte (continentale et océanique) et la partie supérieure du manteau. C’est la connaissance de ces différents phénomènes qui alimente ensuite la notion couplage entre la géosphère, l'hydrosphère et l'anthroposphère couvrant des sujets d'importance sociétale tels que les risques et aléas géologiques ou les ressources minérales », souligne Olivier Rouxel.

Les bons outils font les bons géoscientifiques…

Cartographe, tectonicien, sismologue, technicien mécanicien, ingénieur, géographe/chimiste/physicien, sédimentologue, géologue

Pousser la connaissance, les outils et la technologie associée, la balance repose sur cette mise en adéquation de la meilleure approche ou technologie pour répondre à des questions scientifiques de manière pertinente.

« Les outils sont le moteur de la connaissance. Les avancées technologiques  nous permettent de mesurer, voir plus profond, dans plus de détails et de découvrir des processus que nous, scientifiques, n’avions peut-être pas imaginés », remarque Marc-André Gutscher.

Pour mener leurs recherches, les scientifiques des géosciences marines utilisent de nombreux moyens en mer tels que les sondeurs multi-faisceaux (bathymétrie et réflectivité), le carottage, des outils de mesure géotechniques, l'acquisition sismique, des outils de mesure in-situ pour les mesures physico-chimiques ainsi que des moyens d'intervention sous-marin (ROV, Nautile, Caméra, etc.). Cette panoplie est complétée par de nombreux moyens de laboratoire.

Voici quelques exemples d’innovations, procédés et/ou outils révolutionnaires :

  • Les géochimistes de Geo-Ocean utilisent des outils de mesure tels que les spectromètres de masse du Pôle de Spectrométrie Océan (PSO) qui permettent d'analyser des éléments chimiques en traces (composés inorganique solides, liquides ou gazeux), de déterminer leur concentration ou composition isotopique, dans des échantillons naturels d'origines géologique et biologique, dans les minéraux et les fluides ;
  • Les pétrologues se servent ​de microscopes polarisants et d'un ensemble d'instruments de mesures (microsonde, ablation laser) pour déterminer la composition minéralogique des roches et comprendre leur évolution ;
  • Les sédimentologues étudient la nature et la structure des sédiments et roches sédimentaires pour en comprendre leur composition, origine et modes de formation. La Plateforme d'Analyse Sédimentaire (PAS) offre un ensemble d'outils de mesures et d'imagerie indispensable pour les études stratigraphiques et sédimentologiques. Les prises de mesures et/ou d’échantillons, comme les essais pressiométriques, réalisés par les géotechniciens permettent d’analyser la capacité des sédiments à se déformer, à résister à des contraintes.

« L'unité Geo-Ocean est engagée dans une démarche de science ouverte via un libre partage de données et d'archivage des collections de roches et de carottes sédimentaires au sein de CREAM (Centre de ressources en échantillons et archives marins) afin de pérenniser nos collections qui représentent un véritable patrimoine national », revendique Olivier Rouxel.

  • Les géophysiciens, dont les sismologues étudient les séismes et l'évolution de la lithosphère (géodynamique) à toute échelle de temps et d'espace. Ils appréhendent les risques et les aléas des ondes sismiques en utilisant des sismomètres fond de mer (OBS) ou des câbles sous-marins à fibres optiques.

« La technique de l’interférométrie laser permet de déterminer les distances avec une excellente précision et exactitude, de détecter des mouvements, les déplacements au fond de la mer, les mouvements de plaques ou d’affaissement général des fonds de mer. A la clef, une meilleure évaluation des risques et l’augmentation de la capacité d’alerte précoce », appuie Marc André Gutscher, également porteur du Projet ERC FOCUS.

Entre appui à la puissance publique et enseignement, une ambition partagée

Ce projet de rapprochement est une histoire de longue date :

« Le Haut Conseil de l’évaluation de la recherche et de l’enseignement supérieur (HCERES) a recommandé le regroupement de cette UMR depuis de nombreuses années. Grâce à cette  collaboration, le lien entre les équipes sera beaucoup plus fort, avec une évaluation commune et une demande de crédits regroupée. A noter que la principale originalité de l’UMR repose sur la fusion des équipes techniques au sein du laboratoire ANTIPOD », rapporte Georges Ceuleneer, chercheur au Géosciences Environnement Toulouse (GET), géologue spécialiste des ophiolites (roches appartenant à une portion de lithosphère océanique) et membre du comité d’évaluation de l’HCERES.

Renforcement de cette complémentarité entre recherche fondamentale et expertise, mutualisation des outils, visibilité à l’internationale, obtention de financements ... Ce rapprochement est également un accélérateur de projets ! Avec ses cent trente membres permanents et pluridisciplinaires (près de deux cents personnels au total),  Geo-Ocean est devenu le plus grand groupe en France en géosciences marines.

« Nous sommes aujourd’hui à la hauteur de nos collaborateurs/compétiteurs européens et internationaux tels que Geomar en Allemagne, la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) ou encore le National Oceanography Centre Southampton (NOCS) », explique Marc-André Gustcher.

Olivier Rouxel poursuit : « Nous gardons nos différences et les cultivons pour garder une force d’action sur des domaines où il y a peu d’équivalent dans le monde telles que l'hydrothermalisme océanique ou encore le lien entre terre profonde et de surface, et les impacts cumulés du changement climatique et la pression anthropique ».

Dans le domaine d’Appui à la Puissance Publique (APP), les équipes apportent leurs contributions dans la stratégie nationale relative à l’exploration des ressources minérales des grands fonds, la surveillance de la crise sismo-volcanique à Mayotte et l'extension du plateau continental.

L’Unité éclaire la politique de l’État via des expertises, des avis et s’exprime sur des questions concernant l'exploitation minière du milieu marin. Cette collaboration au sein de l’UMR apporte une vision commune, dessine une stratégie et permet une ambition. Le rôle d’expertise appuyé de l’Ifremer et l’enseignement, les partenariats industriels et la recherche fondamentale apportés par les universités et le CNRS, sont à la fois nécessaires et complémentaires.

« L’UMR continue d’apporter une recherche fondamentale en amont des problématiques d’Appui à la Puissance Publique. La recherche et l’enseignement des uns nourrissent l’expertise des autres », commente Olivier Rouxel.

« Le fonctionnement en UMR nous permettra d’obtenir plus de thèses et d’accroitre nos relations avec les étudiants », atteste Antonio Cattaneo, sédimentologue, géologue marin et co-responsable du Laboratoire ALéas MArins (ALMA).

Campagnes océaniques et études en laboratoire, de l’exploration à la connaissance

La France possède le deuxième domaine maritime mondial, après les États-Unis. Il y a, à la fois des besoins en ressources et des besoins de préserver la biodiversité. Les scientifiques de Geo-Ocean mènent des campagnes en mer et des études en laboratoire, ils déterminent la mise en place de ces ressources, leur localisation, et procèdent à des explorations.  

  • Rappelons l’expertise de l’Ifremer sollicitée lors du programme EXTRAPLAC (EXTension RAisonnée du PLAteau Continental) qui avait pour mission de se prononcer sur l’extension du domaine sous-marin dans le prolongement du plateau continental ;
  • la question de l’exploitation des granulats marins (sables et graviers siliceux et calcaires, algues calcaires, sables minéralisés) :

« Après l’eau, le sable et les graviers sont la ressource la plus importante et la plus exploitée à l’échelle planétaire. Tous les bâtiments et constructions de type maisons, écoles, hôpitaux, routes, barrages, ponts, etc., requièrent du sable pour fabriquer le ciment et le béton. Cette ressource est très loin de se renouveler à hauteur de la vitesse de son exploitation. Nous étudions l’impact de cette exploitation via le Projet Résiste », étaye Marc-André Gutscher.

La mission GHASS 2 - Gas Hydrates, fluid Activities and Sediment deformations in the black Sea vise à comprendre ce qui se passe sur les fonds marins de la mer Noire suite à l’observation de déformations liées à des avalanches sous-marines, de bulles de méthane, gaz à fort pouvoir à effet de serre, qui s’échappent des fonds marins et d’hydrates de gaz, molécules de gaz (comme le méthane) entourées par un réseau de molécules d'eau disposées en cage, sorte de « glace qui peut brûler ».

Autres campagnes récentes portées par Geo-Ocean : MAYOBS « une série de campagnes maritimes de surveillance du phénomène sismo-volcanique au large de Mayotte » ou encore Geo-Flamme qui a permis la première observation et étude par ROV du nouveau volcan formé au large de Mayotte.

La campagne Hermine2 approche. Courant juillet, Ewan Pelleter, géologue au sein du Laboratoire CYcles Bio-géochimiques Et Ressources (CYBER), embarquera à bord du navire océanographique, le Pourquoi pas ? Trente-cinq jours de mission sur une zone de recherches située en plein milieu de l’océan. C’est à 4 600 mètres de profondeur et à l’aide du sous-marin le Nautile, que l’équipe de recherche pourra identifier des ressources minières potentielles et observer la biodiversité.

Faire état de connaissance et de savoir, comprendre l’impact des interactions, transmettre les observations, les géoscientifiques marins ont un véritable rôle de composition.