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International audience

National audience; Les territoires multiplient leurs efforts pour atteindre les objectifs de la loi de transition énergétique pour la croissance verte, parmi lesquels figure la nécessité de porter la part des énergies renouvelables à 32 % de la consommation finale brute d’énergie en 2030. Cet article vise à recenser les risques industriels et environnementaux liés à l’émergence à la fois de nouveaux acteurs impliqués dans le déploiement des énergies renouvelables et de nouveaux matériaux et technologies. Associées à ces risques, des solutions techniques et organisationnelles sont proposées pour les maîtriser et tenter de faire de la transition une opportunité pour les territoires.

National audience

International audience

The Upper Rhine Graben (URG) is the target of a renewed development of the exploitation of oil and gas resources, since the discovery of the Roemerberg field in 2008. Strong improvements were made on the understanding of the petroleum system, and on the characterization of the oil and source rocks families, and migration pathways. The interactions between faults systems and fracture network, fluid flow and fracture infill, and fracture/matrix transfers, during the burial and rift opening, are the purpose of this PhD research, focused on Buntsandstein Gp. sandstone reservoir. Through the study of several outcrops on the URG shoulders, core and well logs data (Roemerberg field), the following aspects are investigated. Structural features of the fracture network in the reservoir and in the vicinity of major fault systems are characterized, with the identification of fracture families (infill and orientation), not always parallel to the major faults. Chemical and isotopic composition of matrix and fracture diagenetic phases are analysed, to determine conditions of cementation : Temperature, type of fluid, absolute dating when possible, or relative timing. The impact on petrophysical properties is assessed by investigating the influence of diagenetic processes on pore network properties, and on "bulk" petrophysical properties. These analytical results are integrated in a renewed conceptual model of fluid flow in the basin, and give new insights on the interactions between diagenesis, fault activity and fluid-flow, and their impact on petrophysical properties at the fault scale through geological times., Le Graben du Rhin est la cible d’un regain d’intérêt pour le développement de l’exploitation des ressources hydrocarbonées et géothermiques depuis une quinzaine d’années. De nombreuses améliorations ont été apportées à la compréhension de la géométrie des réservoirs et sur le système pétrolier, avec une caractérisation des huiles et des roches-mères, ainsi que sur les chemins de migration de l’huile. Cependant, il subsiste des interrogations sur les interactions entre systèmes de faille, réseau de fractures, circulations de fluides et cimentations, ainsi que sur les transferts entre matrice et fractures au sein des réservoirs, et l’évolution de ces propriétés au cours de l’histoire d’enfouissement. Cette thèse s’attache à la compréhension de ces interactions, en prenant pour objet d’étude les réservoirs gréseux du Buntsandstein Gp. Sur la base matérielle de plusieurs affleurements sur les épaules du fossé et des données de subsurface disponibles (comme celle du champs de Roemerberg), les caractéristiques du réseau de fractures au sein du réservoir et à proximité des zones de failles majeures ont été déterminées, avec l’identification de familles (remplissages, orientation) avec une variabilité de leur agencement par rapport aux failles majeures. La détermination de la composition chimique et isotopique des remplissages de fractures et des phases diagénétiques affectant la matrice a permis d’améliorer les modèles de conditions de cimentations : température, type de fluide, datation relative, ou absolue lorsque les méthodes analytiques s’y prêtent. L’impact de ces processus sur les propriétés pétrophysiques a été estimé, par le biais de la caractérisation du réseau poreux et la quantification des propriétés pétrophysiques globales ("bulk"). Ces résultats analytiques sont ensuite intégrés à un modèle conceptuel de circulation de fluides à l’échelle du bassin, répertoriant la mise en place des différentes minéralisations, apportant un nouveau regard sur le résultat à l’échelle des zones de failles des interactions entre diagénèse, tectonique, et circulations de fluides, au cours de l’histoire géologique du bassin.

Middle Pleistocene Gilbert-type delta and prodelta in the Rift of Corinth, Greece, are investigated combining field methods and photogrammetric 3D model to document an entire early synrift sedimentological profile. Field works document four different dynamics in Gilbert-type bottomset deposits, each one of which is characterized by a specific range of facies, facies associations and geometries: (1) the sandy-gravelly bottomset, (2) the erosional-bypass stage, (3) the fine-grained bottomset and (4) the massive-sandy bottomset. The bottomset typologies are integrated within the stratigraphic delta context. In the associated prodelta, two active sandy-conglomeratic moats are limited by a confined drift. The prodelta moat axis are perpendicular to the delta and migrate upslope. In the moat axis, a normal-to-inverse grading sequence evolution is correlated down-flow under bottom-current processes. The asymmetric drift presents a sediment-wave architecture on its long side within two sequences : (1) a normal turbidite sequence with a sharp erosional base and massive silt to shale and (2) a contourite bi-gradational sequence affected by red crust, wavy bedding, current ripples and bioturbation. New interpretations of seismic data resulting in horizon, structural, morphosedimentary, and thickness maps, for the offshore Corinth Rift, at a 100 kyr time scales document a mixed turbiditic and contouritic deep water system. The Southern slope break presents a mixed system between gravity-driven bottomset and bottom-current moats which rework and depose drifts. The Northern slope is meanly reworked by sediment-wave and perched drift which can produced plastered drifts. At 0.4 Ma, a contouritic sedimentary system dominates the Gulf of Corinth and indicates an opening at both West and East tips., Le profil de dépôt syn-rift d’un Gilbert-delta et de son prodelta du Pléistocène moyen est documenté dans le Rift de Corinthe en Grèce, à partir d’études de terrain et d’un modèle photogrammétrique. Les études de terrain ont permis de mettre en évidence quatre typologies de bottomsets avec des facies, des associations de facies et des géométries spécifiques : (1) des bottomsets de sables et de graviers, (2) un épisode d’érosion et de bypass, (3) un bottomset de sables fins et de silts, (4) un bottomset de sables massifs. Ces typologies sont intégrées dans le cadre stratigraphique du delta. Dans le prodelta associé, deux moats actifs remplis de sables et de conglomérats sont limités par un drift confiné. L’axe des moats migre à contre pente et est perpendiculaire au delta. Dans l’axe des moats, une séquence normale est remaniée en une séquence inverse dans la partie avale sous l’action des courants de fond. Le drift asymétrique développe une sediment-wave sur son flanc long avec deux séquences : (1) une séquence turbiditique strato- et grano-décroissante directement sur une surface d’érosion et (2) une séquence contouritique bi-gradationelle avec des rides de courant, des bancs ondulés, de la bioturbation et des encroutements ferrugineux. De nouvelles cartes d’horizon, structurales, morphodésimentaires et d’épaisseurs sont proposées à partir de l’interprétation des données sismiques avec un pas de temps de 100 ka. Ces éléments documentent la formation d’un système mixte contouritique et turbiditique profond dans le Golfe de Corinthe. Au Sud deux systèmes se développent en pied de pente : un système de bottomsets gravitaires et un système de moat érodant et remobilisant les sédiments pour former des drifts. Au Nord, la pente est remaniée en sediment-wave et par des moats perchés qui produisent des plastered drifts. A 0,4 Ma, un système dominé par les coutourites, dans le Golfe de Corinthe, indique une possible ouverture à l’Est et à l’Ouest.

Marine source-rocks have heterogeneities both in their distribution and quality over time and space. The deposition of these organic-rich sediments and their variations are complex phenomena resulting from the convergence of several processes which were the subject of many studies. However, the debate on their relative roles and impacts remains strong. The evolution of numerical modelling tools now allows a quantitative approach and new studies about the interaction between these processes. Because of their general context and the presence of several source-rocks, the Lower Jurassic sedimentary basins of Europe are an ideal case to characterize the processes governing the distribution of organic matter (OM). This thesis present the study and the numerical modelling of these basins which allowed to determine the relative influence of the control factors of the OM distribution at various scales. These works bring new elements into the debate about the relative role of these processes. The primary impact of the basin morphology highlighted by these works goes against the dominant literature in which the production and preservation of OM conceal the other factors. Both of these processes obviously play an important role in the distribution of organic-rich layers, but their setting are entirely dependent on the basin morphology. All this work highlights the need to widen the debate for a better understanding of the source rock global distribution, by using the same modelling approach with others organic-rich intervals, others palaeogeographic contexts and for others kind of kerogens., Les roches mères marines présentent des hétérogénéités spatiales et temporelles de répartition et de qualité. Leur dépôt et leurs variations sont des phénomènes complexes résultant de l’interaction de plusieurs processus. Ces derniers ont fait l’objet de nombreuses études, mais le débat sur leurs impacts relatifs reste vif. L’évolution des outils de modélisation numérique permet désormais une approche quantitative et ouvre la voie à l’étude des couplages entre ces processus. La bonne connaissance géologique acquise sur les bassins sédimentaires du Jurassique inférieur d’Europe et la présence de plusieurs niveaux de roche mère en font un cas idéal pour caractériser les processus gouvernant la distribution de la matière organique (MO). Cette thèse présente l’étude et la modélisation numérique de ces bassins qui ont permis de déterminer l’influence relative des facteurs de contrôle de la distribution de la MO à différentes échelles. Ces travaux apportent de nouveaux éléments au débat portant sur le rôle relatif de ces processus. L’impact primordial de la morphologie des bassins mis en avant va à l’encontre de la littérature dominante dans laquelle la production et la conservation de la MO occultent les autres facteurs. Ces deux processus jouent à l’évidence un rôle important, mais les modalités de leur expression sont entièrement dépendantes de la morphologie des bassins. L’ensemble de ces travaux met en avant la nécessité d’élargir le débat pour une meilleure compréhension de la distribution globale des roches mères, en testant la même approche modélisatrice sur d’autres intervalles riches en MO, dans d’autres contextes paléogéographiques et pour d’autres types de kérogène.