I - THEMATIQUE DE RECHERCHE PRINCIPALE
OBJECTIFS ET STRATEGIE SCIENTIFIQUE
Le but de mes recherches est de faire progresser les connaissances sur la discrimination et l’interprétation du signal primaire (héritage sédimentaire) et secondaire (diagenèse) des roches micritiques en s’appuyant sur l’examen détaillé et la comparaison de différents cas d’étude.
Dans un premier temps, l’objectif est d’identifier au sein des données analytiques les marqueurs du signal primaire et secondaire. Une attention tout particulière est portée à la discrimination des marqueurs géochimiques. Une fois les marqueurs identifiés, une réflexion est engagée afin :
- de proposer, un modèle physico-chimique conceptuel et prédictif permettant de préciser l’évolution spatio-temporelle des qualités de réservoir et du nannofacies du matériau étudié, de quantifier les transferts de matière associés à l’évolution diagénétique de la roche (de l’échelle du massif à l’échelle des particules constitutives), d’identifier les processus diagénétiques moteurs et de déterminer l’emprise de ces processus ;
- de caractériser l’état initial des qualités de réservoir et du nannofacies de la roche étudiée ;
- d’interpréter le signal primaire en terme de paléoenvironnement et de variations eustatiques.
A long terme, l’objectif est de réaliser des comparaisons entre des roches de sites et d’âges différents afin :
- de mettre en évidence les spécificités de la diagénèse des roches carbonatées micritiques ;
- de discriminer le contrôle exercé par les caractéristiques initiales de la roche de celui exercé par les conditions de diagenèse précoce et tardive sur l’évolution diagénétique des roches micritiques ;
- d’établir le potentiel interprétatif du signal primaire des roches micritiques.
Les roches micritiques constituent bien souvent un sujet de réflexion essentiel pour de nombreux acteurs socio-économiques internationaux et nationaux avec des enjeux tant d’un point de vue économique qu’environnemental. A titre d’exemple, rappelons qu’elles constituent les roches réservoirs de 60 % des réserves mondiales en pétrole et de 40 % des réserves mondiales en gaz ou bien encore qu’elles sont employées comme barrière géologique dans les sites de stockage des déchetsd’origine anthropique et dans la géosequentration du dioxyde de carbone.
CHANTIERS
Structures tectoniquesL’étude de l’évolution diagénétique des roches micritiques associée aux déformations tectoniques repose, pour l’instant, sur deux chantiers ayant permis d’analyser l’impact de la croissance de failles normales. Etudier les conséquences du développement de structures tectoniques telles que des failles est primordiale car (1) elles peuvent jouer un rôle important dans la migration et le piégeage du pétrole et du gaz et (2) elles peuvent affecter des roches micritiques à faible perméabilité employées comme barrière dans certains sites de stockage de déchets ou de géoséquestration du dioxyde de carbone.
✓ Failles normales d’Omey : failles normales affectant à une profondeur de -150 à -250 m une craie lithifiée et saturée (nappe phréatique libre) par des fluides météoriques.
✓ Failles normales de Mons : faille normale affectant une craie très faiblement lithifiée et saturée par des fluides marins.
✓ Comparaison des systèmes de failles d’Omey et de Mons : étude des transferts de masse à grande échelle liés aux déformations tectoniques.
Réservoirs crayeuxLes réservoirs pétrolifères crayeux représentent une part importante des réserves mondiales. Ils sont constitués de roches carbonatées de plate-forme à dominante micritique. La spécificité de ces réservoirs réside dans le réseau microporeux associé aux zones micritiques (matrice ou grains) des roches les constituant. L’origine de cette spécificité fait toujours l’objet de controverses, raison pour laquelle je m’y suis intéressé.
✓ Plate-forme urgonienne du Jura - Bas Dauphiné : constitue une référence internationale pour l’étude des plate-formes, les unités de calcaires crayeux sont compartimentées par des calcaires compacts, certains facies micritiques résultent d’une micritisation poussée des grains.
✓ La séquence régressive de la plate-forme interne jurassienne à l’Oxfordien moyen : les qualités de réservoir des roches carbonatées constituant la séquence régressive de la plate-forme interne jurassienne à l’oxfordien moyen sont liées à leur réseau microporeux. Contrairement aux réservoirs pétrolifères crayeux, le réseau microporeux des roches étudiées peut être totalement contrôlé par les zones micritiques dans le cas des mudstones et des wackstones ou résulter d’un contrôle partagé entre les zones micritiques et les ciments dans le cas des packstones et des grainstones.
✓ Plate-forme urgonienne provençale : la plate-forme urgonienne provençale constitue une référence internationale en tant qu’analogue de terrain des réservoirs pétrolifères crayeux.
Micrites à coccolithes en "boutons de manchette"Durant la majeure partie du Jurassique moyen et supérieur (du Bajocien au Tithonien), les roches micritiques sont constituées de coccolithes de petite taille (inférieurs à 5 μm), dits en "boutons de manchette", issus d’une nannoflore oligospécifique. Ces roches micritiques ont retenu mon attention car (1) elles ont été relativement peu étudiées, (2) elles se distinguent de la craie par leurs particules constitutives (la craie se compose de coccolithes de grande taille issus d’une nannoflore diversifiée) et leur signature pétrophysique (la craie est une roche très poreuse contrairement aux micritiques à coccolithes en "boutons de manchette") et (3) elles se sont déposées dans des environnements très variés allant du domaine océanique franc au domaine lagunaire émersif.
✓ Calcaires de Clerval (Jura, Oxfordien moyen) : la micrite à coccolithes en "boutons de manchette" des Calcaires de Clerval (Jura, Oxfordienmoyen) est d’origine lagunaire.
✓ Calcaires kimméridgiens et tithoniens de l’est du Bassin de Paris.
Etude du signal primaire✓ Craie campanienne du Bassin de Mons
II - AUTRES TRAVAUX
✓ Le cycle du germanium dans la zone d'altération supergène des gisements à Zn-Pb de type Mississipi Valley (MVT).
✓ Le Campnien des domaines téthysien et boréal.
III - RECHERCHES ACTUELLES
Enfouissement et exhumation de la couvertire sédimentaire du Jura : apport de l'étude des paléo-circulations de fluides depuis le JurassiqueEn 2023, j’ai commencé à travailler sur cette thématique de recherche en développant différentes collaborations. Le but est d’acquérir des données sur la succession temporelle des paléo-circulations de fluides au sein de la couverture sédimentaire du Jura permettant de mieux contraindre l’enfouissement et l’exhumation (calage temporel et histoire thermique) de la couverture sédimentaire du Jura depuis le Jurassique. Ces travaux s’appuient sur l’étude des ciments carbonatés des roches de la série sédimentaire du Plateau d’Ornans. Cette série a été ciblée car elle est représentative de la couverture sédimentaire du Jura du Jurassique moyen à l’actuel et elle est peu affectée par les déformations tectoniques, contrairement aux zones de faisceaux. L’objectif est d’établir la paragenèse des roches de la série sédimentaire du Plateau d’Ornans afin d’identifier les évènements diagénétiques permettant (1) de dater les paléo-circulations de fluides, (2) de déterminer la nature (météorique, marine, …) et la paléo-température de ces fluides et (3) de préciser l’origine de ces paléo-circulations (émersion, évènements tectoniques, …).