Equipe CYBER

CYcles Biogéochimiques ERessources aux interfaces océaniques

L’équipe CYBER a pour objectif de comprendre et quantifier les échanges de matière et d’énergie entre la lithosphère océanique et l’hydrosphère. Les résultats attendus portent sur une meilleure compréhension, des transferts et échanges dans les cycles biogéochimiques des océans actuels et anciens.

La compréhension de ces échanges devra s’appuyer sur une meilleure connaissance des mécanismes géologiques, en particulier le rôle des processus magmato-tectoniques et sédimentaires , et des interactions physico-chimiques des espèces entre différentes phases.

Les processus étudiés se localisent dans les différents compartiments de la lithosphère (sédiments, magmas, manteau) et dans des contextes géodynamiques de marges (actives ou passives), de dorsales, de bassins arrière-arc et de points chauds. Certains de ces environnements extrêmes constituent des analogues modernes des environnements océaniques précambriens pauvres en oxygène, et permettent de mieux comprendre l’histoire chimique des océans en lien avec l’évolution de la Terre et de la Vie.

Enfin, l’étude des interactions océan-lithosphère à différentes échelles de temps et d’espace est non seulement indispensable pour améliorer notre compréhension du système « Terre », mais représente également des enjeux à forts impacts sociétaux en lien avec

  1. les ressources minérales marines,
  2. la dynamique de la trajectoire du méthane et des hydrates de gaz en fonction des changements globaux,
  3. la caractérisation des sources puits de carbone naturels pour mieux évaluer leur pérennité,
  4. l’origine de la vie.

Pour faire face à ces enjeux, nous travaillons selon 4 axes :

L’approche mise en œuvre s’appuie sur le champ de compétences, les savoir-faire et le parc analytique disponibles dans l’UMR  :

  • Etude du contexte géologique à partir de cartographie haute résolution (navires et AUV), d’images acoustiques du fond et de la colonne d’eau, de mesures géophysiques près du fond (magnétisme, gravimétrie), d’observations, de prélèvements et de mesures in situ
  • Analyses géochimiques en mer et à terre portant à la fois sur les fluides interstitiels, les fluides hydrothermaux et ceux des panaches détectés dans la colonne d’eau, et les hydrates de gaz.
  • Analyses géochimiques et minéralogiques à terre et en mer sur les sédiments, les roches volcaniques, les roches du manteau et les précipités minéraux générés par les fluides (sulfures, sulfates, carbonates et encroûtements de manganèse)
  • Le Pôle de Spectrométrie Océan (PSO) constitue un atout majeur pour une caractérisation approfondie des échantillons. Il offre une large gamme d’analyses élémentaires, moléculaires et isotopiques, sur une plage très étendue de concentrations.
  • Les méthodes d'analyses utilisant les rayons X
  • Une large gamme de systèmes isotopiques est considérée : 14C, δ13C, δ34S, Δ33S, δ56Fe, δ64Ni, δ65Cu, δ68Zn, δ74Ge, δ97Mo, clumped CH4, La-Ce, etc.
  • La réalisation d’expérimentations « haute-pression » permet de déterminer certaines grandeurs physicochimiques des hydrates de gaz dont la mesure in situ est impossible à ce jour.
  • La modélisation et la simulation permettent de mieux comprendre l’activité du système géologique étudié en réalisant des bilans quantitatifs, afin de reconstruire son histoire et d’appréhender son devenir en fonction de perturbations naturelles ou forcées.

Les thèmes de recherche abordés dans le cadre de cette équipe s’inscrivent dans le programme EUR ISblue (« Ocean and climate regulation » et « Ocean-Earth interactions »), dans le contrat d’objectifs et de performance de l’Ifremer et dans les enjeux du Projet d’Institut 2030 de l’Ifremer visant à « Comprendre et prévoir l’évolution de l’océan à l’horizon 2100 » :

  • Comprendre et prévoir les aléas sous-marins ;
  • Observer et comprendre la dynamique des échanges à l’interface océan-lithosphère.

Sur le plan national, les membres de l’équipe sont impliqués dans l’APP dans le cadre des ressources minérales marines (Projet REMIMA), la direction et l’animation du GdR2026 « Hydrates de gaz », les groupes de travail pour l’amélioration des outils nationaux (ex. GT AUV CORAL, GT ROV). Ils sont fortement sollicités dans les campagnes à la mer.

Les membres de l’équipe ont la volonté de concilier science et actions de service public. Ainsi, ils sont fortement impliqués dans la gestion des permis sulfure atlantique et la surveillance de la crise sismo-volcanique
qui a débuté fin 2018 au large de Mayotte, notamment au sein du Révosima-, et dans les programmes associés visant l’étude des phénomènes magmatiques et géochimiques en jeu.

L’équipe a su établir des collaborations très fortes avec de grands laboratoires des sciences de la Terre, aussi bien en France (Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand, IPGP, ENS Paris et Lyon, LSCE, GET, INRAE, LEMAR, Géosciences Rennes, ISM- Bordeaux, etc.) qu’à l’international (Université de Modène, CNR ISMAR Bologne, CNR Rome, Université de Bergen, Université Fédérale Fluminense, Université de Rio Grande do Norte, UERJ Peking University, Geomar, Department of Earth, Planetary, and Space Sciences of UCLA, MARUM, WHOI, etc).

L'équipe est impliquée dans les programmes de forages internationaux IODP et ICDP. Elle porte chaque année plusieurs campagnes à la Mer dans le cadre de la CNFH ou des missions d'appui à la puissance publique, et s'implique fortement dans un certain nombre de campagnes portées par les autres équipes de l'UMR, et par les partenaires nationaux et internationaux.

L'équipe s’implique fortement dans des actions de communications, à la fois pour les spécialistes et le grand public (réalisation de conférences grand public, organisation de conférences scientifiques nationales et internationales, accueil de scolaires pour les initier aux géosciences marines).

Elle assure aussi une communication active sur ses travaux via le site WEB de l’unité (fiches « comprendre », vidéos, portraits, jeux, podcasts.. .), ainsi que des actions de formations (e.g. - Isotrapik). Son expertise sur les systèmes hydrothermaux lui permet d’assurer des missions d’Appui à la Puissance Publique dans le cadre des ressources minérales et des collaborations avec des biologistes et microbiologistes (ex. LEP, LM2E, BOREA) mais également avec les industriels du secteur.

Membres permanents

SIG/ Ressources Minérales

Fluorescence et Diffraction X

Géochimie métaux, colonne d’eau

Fluorescence et Diffraction X

Physico-chimie des hydrates

Métallogénie

HR-ICPMS / analyses traces

Géochimie fluides hydrothermaux

CTD- Rosette/ analyses fluides

Lalonde Stefan

Géochimie, géobiologie

Maia Marcia

Géodynamique des dorsales

Géologie- SIG/ Géomorphologie

Métallogénie

Revillon Sidonie

Géochimie isotopique

Géochimie des gaz dans la colonne d’eau

Géologie, pétrologie, géochimie

Géochimie isotopique

Fluides sédimentaires- Hydrates

Acoustique colonne d’eau

Doctorants

Agnissan  Constant Art-Clarie

Dynamique géochimique des hydrates de gaz en mer Noire

Encroûtements ferromanganésifères : paléogéographique et paléocéanographique

Géochimie sédiments hydrothermaux, Cu

Guimpier Charlène

Interactions sediments - hydrates de gaz

Géochimie des fluides - Mayotte

Patry Laureline

Origine photosynthèse : approche isotopiqque