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Les ConférencesP TP T

Montpellier

IUFM jeudi 11 septembre18h30

Détails - Contacts : http://www.gm.univ-montp2.fr

es bassins sédimentaires se forment à l’interface de la Terre solide (sous nos pieds) et de l’atmosphère (au-dessus de notre tête).

- Comment "lire" l’enregistrement sédimentaire des évènements successifs qui ont présidé à la formation des bassins ?- Comment utiliser cette information pour optimiser notre développement de la manière la plus "durable" possible ?

FORMATION DES BASSINS

Un bassin sédimentaire est une dépression remplie de sédiments. L’étude des bassins passe donc par l’analyse des processus responsables de la formation de la dépression d’une part, et ceux responsables de l’accumulation de sédiments d’autre part. Plusieurs mécanismes agissent à l’échelle de la lithosphère (enveloppe externe et rigide de la Terre, d’une centaine de kilomètres d’épaisseur) pour créer une dépression (subsidence) à la surface de la Terre : l’étirement/amincissement, le refroidissement et la flexure de la lithosphère. On remarque que les différents types de bassins sédimentaires s’organisent en fonction de la géodynamique : en d’autres termes, la tectonique des plaques rend compte de la diversité (rifts, marges continentales, avant-pays, …) et de la distribution (frontières de plaques divergentes ou convergentes, centres des continents…) des bassins sédimentaires.

DÉCHIFFRER L’ENREGISTREMENT SÉDIMENTAIRE POUR ACCÉDER AUX ARCHIVES DE LA TERRE.

Les sédiments s’accumulent dans les bassins au fur et à mesure de la subsidence, des variations de flux sédimentaire et de l’espace disponible (la dépression est-elle totalement remplie ou non ?). L’architecture des strates enregistre l’évolution couplée de ces trois paramètres.

L

LES BASSINS SÉDIMENTAIRESarchives de la terre,ressources du futur

Michel Séranne, Chercheur CNRS au laboratoire Géosciences Montpellier, étudie la formation et l’évolution des bassins sédimentaires.

Distribution des bassins sédimentaires (zones recouvertes d’au moins 2km de sédiments) par rapport au limites de plaques (trait noir : convergente, pointillé : divergente). (M. Séranne)

Par exemple, le profil de sismique réflexion, ci-contre, sur la marge de Nouvelle Zélande montre qu’entre 80 et 36 millions d’années, les strates s’empilent verticalement, alors qu’à partir de 36 Ma elles se déposent à gauche et remplissent complètement ce côté du bassin. Le flux sédimentaire a fortement augmenté et est devenu supérieur au taux de subsidence sur la marge. On en déduit que les apports par les fleuves ont augmenté et donc que l’érosion du continent est devenue plus efficace à cette époque.

Ces variations du climat, du niveau et de température de la mer, du taux d’érosion et d’altération continentale, sont mises en évidence par la mesure de paramètres physico-chimiques sur des sédiments de l’ensemble des marges continentales et des océans. Le refroidissement planétaire et l’apparition de calottes glaciaires, survenus il y a 36 Ma sont responsables de cette évolution. Ainsi, le remplissage sédimentaire des bassins nous livre non seulement les informations relatives au développement du bassin étudié, mais il contient aussi un enregistrement des changements globaux.

DES RÉACTEURS QUI FABRIQUENT ET

CONCENTRENT NOS RESSOURCES NATURELLES

La concentration de substances utiles dans les bassins résulte d’abord du cycle de la géodynamique externe : L’altération et érosion dans l’arrière-pays, contrôlées par le climat, libèrent les éléments chimiques de la croûte

continentale ; les rivières les trient et les transportent (en solution ou en suspension) vers les bassins, où s’opère une première concentration lors du dépôt. Ensuite, pendant l’enfouissement, les bassins sédimentaires agissent comme des réacteurs physico-chimiques dans lesquels fluides et sédiments interagissent sous l’effet de l’augmentation de pression et de température. Les fluides piégés dans la porosité des sédiments se déplacent lentement vers les zones de moindre pression (couches plus superficielles et bordures de bassin), entraînant les éléments en solution jusqu’à des sites où ils précipitent (minéralisations), conduisant à leur concentration dans des gîtes minéraux. Avec le temps, la matière organique enfouie dans les bassins subsidents peut se transformer en hydrocarbures. L’homme détourne même le fonctionnement de ces réacteurs à son bénéfice en faisant artificiellement circuler des fluides dans les bassins (géothermie, stockage temporaire et séquestration).Ainsi, la majorité des ressources naturelles et de l’énergie est issue de l’exploitation des bassins sédimentaires, plus précisément des réservoirs (formation géologique scellée pouvant contenir des fluides).

L’eau, les ressourcse naturelles (en rouge) et l’énergie fossile (violet) consommées annuellement par chaque français provient des bassins

sédimentaires (tep : tonne équivalent pétrole). (M. Séranne)

36Ma15Ma

11Ma

80Ma

EUSTATISME TEMPÉRATURE ÉROSIONCONTINENTALE

SÉDIMENTATIONATLANTIQUE

SÉDIMENTATIONMARGE ANGOLA-GABON +-

+-

+-

Antarctic ice-cap

Bipolar ice-capIC

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100 20m/Ma

30m/Ma

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sablesable

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0 m

100

50

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/86 Sr

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1 0345 2

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(M. Séranne)

Eau souterraine

Eau de surface

Granulats Calcaire industriel

Fer Argiles Sel Silice Aluminium

CharbonGaz naturel Uranium(électricité)

Pétrole

50 tonnes

6,5 t

1 t

1.4 t

0.6 tep 0.6 tep 0.2 tep

300kg 200kg 200kg 100kg 20kg