Fête de la science 2020 : retour en images

Du 2 au 12 octobre 2020, le BRGM, service géologique national, participe à la 29ème Fête de la science, avec, au cœur de l’événement, une programmation virtuelle tournée vers le grand public. Retour en images sur cet événement.
13 novembre 2020

Métronome géologique de Paris

Savez-vous quel âge ont les roches qui composent Notre-Dame de Paris ? Découvrez la réponse avec l’un de nos docteurs en géologie, Nicolas Charles : dans cet épisode de Science en direct, il vous raconte des anecdotes incroyables sur le sous-sol de Paris : des dessous des courts de Rolland-Garros à la tour Eiffel, notre colosse aux pieds d’argile !

© L'Esprit Sorcier

Nous sommes avec Nicolas Charles en duplex d'Orléans. Bonjour.

Bonjour.

Bonjour. Vous êtes géologue au BRGM, le Bureau de recherches géologiques et minières. Vous étudiez les roches, les sous-sols, les paysages. Aujourd'hui, vous allez nous parler de notre patrimoine géologique et nous raconter des anecdotes. L'équipe, je vous demande votre attention et vous aussi, à la maison. Je commence. Quelle est l'épaisseur de la couche de brique pilée qui compose les courts de tennis de Roland-Garros ? 2 millimètres, 8 centimètres, 80 centimètres ou 142 centimètres. Je vous laisse vous concerter, l'équipe. Nicolas, expliquez-nous en quoi consiste votre travail de géologue.

Géologue, c'est un métier qui est assez peu connu. Souvent, on l'associe aux volcans et aux dinosaures. Le géologue, il connaît le sous-sol. Il y a de multiples applications dans la vie quotidienne, pour les ressources naturelles. L'eau, les matériaux, les métaux participent bien sûr à l'alimentation de l'être humain mais également la transition énergétique, la mobilité, etc. C'est aussi la gestion des risques naturels : les risques sismiques, les risques volcaniques ou les inondations. L'énergie, aussi. On a parlé de géothermie tout à l'heure. Le géologue s'intéresse également à ça.

On va aller chercher la bonne réponse, j'espère. L'équipe a plutôt bien répondu jusqu'à présent. Alors, que répondez-vous ?

2 millimètres ?

Non, 8 centimètres.

Qu'est-ce que vous répondez, pardon ?

2 millimètres ou 8 centimètres ?

2 millimètres.

C'est ça. Bravo. C'est seulement 2 millimètres. Je regarde les réponses à la maison. Qu'avez-vous répondu ? C'est bien 2 millimètres seulement. Expliquez-nous, Nicolas.

2 millimètres, c'est vraiment l'épiderme du court de tennis. Le court de tennis, il fait environ 80 centimètres d'épaisseur. Vous avez cette couche de 2 mm de brique pilée. Mais en dessous, vous avez différents types de matériaux sur 80 centimètres d'épaisseur. On retrouve du calcaire de différentes granulométries pour permettre un bon drainage du sol et des couches un peu plus imperméables pour garder l'humidité, pour garder une certaine souplesse sur le terrain.

D'accord. Ma prochaine question concerne Notre-Dame de Paris. La roche qui a permis de bâtir Notre-Dame de Paris est vieille de... 800 ans, 2 000 ans, 1 million d'années ou 40 millions d'années ? Je vous laisse quelques secondes pour vous concerter. Nicolas, sans donner la réponse, parlez-nous un peu de la roche de Notre-Dame de Paris. Est-ce une roche particulière ?

C'est ce qu'on appelle la roche de Paris. C'est une roche qui a été extraite dans le sous-sol de Paris et ses environs. Elle date de l'époque du Lutétien, donc en lien avec l'ancien nom de Paris. C'est typiquement le boulot du géologue de trouver des matériaux pour bâtir les villes, puisqu'on parle souvent des monuments, de l'architecture, mais en parle rarement du matériau en lui-même. C'est l'un des rôles du géologue. D'ailleurs, dans le cadre du chantier de restauration, des collègues du BRGM sont en train de travailler là-dessus. Ils m'ont prêté une roche prélevée sur Notre-Dame, qui est cette fameuse pierre du Lutétien, dont on va connaître l'âge dans pas longtemps. Vous voyez quelques fossiles, puisque c'est un calcaire formé par une mer assez peu profonde, finalement, 20 à 30 m de profondeur, où on avait un climat assez chaud et humide, puisque Paris se situe aux alentours de la latitude des Baléares. Je ne sais pas si, à l'époque, on pouvait imaginer le son, mais il faut imaginer une mer tranquille, assez tropicale, avec des escargots, enfin, des coquillages, plein de microorganismes qui, une fois morts, s'accumulent au fond de la mer et, au fil des millions d'années, vont former cette roche-là.

D'accord. Je vais voir de quand date cette roche auprès de mon équipe. Lancez-vous, allez-y.

40 millions d'années.

C'est ça, bravo. Encore une bonne réponse. Voyons ce que vous avez répondu à la maison. C'est bien 40 millions d'années. Donc elle n'est pas toute jeune, cette roche. Expliquez-nous.

Pour l'homme, ça peut paraître assez ancien. Pour un géologue, c'est très jeune. La planète a environ 4,5 milliards d'euros. 40 millions d'années, ça correspond à la période du Lutétien, et cette période-là, du coup, si on revient à l'ancien climat, la paléoclimatologie, on était bien différents d'aujourd'hui. On avait un climat chaud et humide de type tropical et donc lié à cette pierre. Finalement, il y a un peu des tropiques dans Notre-Dame.

Je ne sais pas si on peut voir des images de cette pierre de Paris. Voilà. Dites-nous.

Oui. Là, c'est un calcaire du Lutétien qui participe à la construction de Notre-Dame. Les empreintes que vous voyez font penser à des coquillages. Ce sont des empreintes de la coquille qui a disparu entre-temps. C'est ce qu'on appelle des cérithes. C'est typique du faciès de la pierre de Paris. D'ailleurs, en se promenant à Paris, on peut observer ça dans les murs ou dans les marches mis en œuvre. D'ailleurs, les recherches ont montré que les anciennes carrières de Notre-Dame étaient probablement situées un peu en amont de Notre-Dame, sur la rive droite, notamment près de Charenton-le-Pont. On exploitait ça en souterrain, dans des galeries. Chaque niveau, le carrier ou le perrier qui exploitait cette roche-là connaissait exactement chaque banc et chaque application qu'il pouvait lui attribuer en fonction des élévations, des fondations, etc., puisque les conditions mécaniques de chaque roche dépendent de ces bancs-là.

D'accord. Prochaine question. La Maison de la radio est chauffée grâce à... Un réacteur nucléaire ? De l'eau chaude naturelle ? Un volcan sous-marin ? Ou le regard de braise de Jean ? On vous laisse quelques instants pour en discuter entre vous. On l'appelle la maison ronde. Elle a été inaugurée en 1963. Quelques indices sur son histoire, peut-être, Nicolas.

Oui. C'est une maison de la radio. À l'époque, c'était dans les années 50, en pleine guerre froide. C'était un bâtiment stratégique, puisque c'était l'information d'État. Il fallait du coup pouvoir l'alimenter avec une énergie indépendante, non reliée à des centrales au charbon ou au pétrole. Donc on a utilisé une certaine catégorie d'énergie renouvelable. Ça a été la 1re installation en France à bénéficier de ce type d'énergie. Ce type d'énergie utilisé à la Maison de la radio, ça sert aussi à chauffer les aéroports de Paris, notamment.

D'accord. Alors, on va peut-être savoir grâce à quoi elle est chauffée. Notre équipe, que répondez-vous ?

De l'eau chaude.

Eh bien bravo, c'est ça. C'est de l'eau chaude naturelle. On regarde les réponses à la maison. C'est de l'eau chaude naturelle. Enfin, c'est plutôt grâce à la géothermie. Expliquez-nous.

La géothermie, comme son nom l'indique, c'est la température de la Terre. C'est un phénomène naturel hérité des origines de la Terre. Ce qui se passe en France, quand on descend d'environ 1 km, on gagne 30 degrés par kilomètre. Vous voyez que l'eau naturelle qu'on utilise pour la Maison de la radio est captée à peu près à 27 degrés Celsius et à environ 600 m de profondeur. Sur la figure que vous montrez, l'aquifère du Dogger, c'est encore plus profond. Là, l'eau est encore plus chaude puisqu'elle est captée entre 55 et 80 degrés. C'est cet aquifère qui permet de chauffer les aéroports de Paris.

D'accord. On ne s'en doute pas, et pourtant... Ma prochaine question est aussi assez étonnante. Deux piliers de la tour Eiffel ont les pieds dans l'eau. Vrai ou faux ? Je vous laisse quelques instants pour vous concerter, pour répondre. Nicolas, la tour Eiffel, c'est 324 m de hauteur, 7 300 tonnes de charpente métallique, plus de 18 000 pièces de fer et surtout 4 piliers. Sans nous donner la bonne réponse, parlez-nous de ces piliers.

La tour Eiffel, comme d'autres monuments emblématiques de Paris, on en voit la partie émergée de l'iceberg. Ça, c'est un indice. C'est-à-dire que les piliers se plongent en profondeur. Ce sont les fondations. C'est typiquement un aspect du travail du géologue que de pouvoir donner l'architecture du sous-sol, puisque ça va servir ensuite à l'implantation de tel monument ou de tel bâtiment. Par exemple, pour le Grand Paris, il y a de gros travaux qui se font pour forer de nouvelles lignes de métro. J'ai des collègues qui travaillent avec la société du Grand Paris pour mieux estimer la connaissance du sous-sol pour mieux contraindre le passage des lignes et éviter tout risque d'effondrement, etc.

Alors, on va voir auprès de notre équipe si c'est vrai ou faux. Deux piliers de la tour Eiffel ont les pieds dans l'eau. Que répondez-vous ?

Vrai.

C'est ça. Qu'est-ce que c'est que cette histoire ? Deux piliers de la tour Eiffel ont les pieds dans l'eau ?

Effectivement, la tour Eiffel n'a pas les pieds dans l'eau au sens strict, quand on a les pieds sur terre. Mais quand on observe le sous-sol, c'est le revers des grandes agglomérations, le sous-sol étant très important, il se trouve que les fondations de la tour Eiffel, les deux piliers qui sont proches de la Seine, les ouvriers à l'époque, il y a eu des sondages de reconnaissance de faits... Vous voyez ici une coupe ancienne qui date des années 1890. On s'est aperçus que la nappe phréatique liée à la Seine continue. Il n'y a pas que le moment où on voit la Seine et l'eau. L'eau se retrouve également en sous-sol, à quelques mètres de profondeur, et pour les ouvriers, ça a posé des soucis notamment pour faire les fondations. Il a fallu faire ça dans des caissons à air comprimé pour chasser l'eau. Les ouvriers étaient à peu près au sec pour creuser au fur et à mesure, puisque les piliers de la tour Eiffel reposent à environ 16 m de profondeur sur une formation qui a environ 55 millions d'années.

Comme ça, quand on passera à côté de la tour Eiffel, on saura tout. Merci beaucoup, Nicolas Charles, d'avoir été avec nous. Avant de se quitter, je regarde le podium, puisque vous jouez à la maison. On regarde qui a le mieux répondu. Bravo à vous, en tout cas. Merci d'avoir été en duplex.

Merci, Nicolas Charles. Je sais qu'il a plein d'histoires encore à nous raconter sur la géologie. C'est le grand conteur du BRGM. Merci beaucoup d'avoir été avec nous.

Comment le sous-sol peut-il aider à réduire les gaz à effet de serre ?

Didier Bonijoly, directeur adjoint des géoressources au BRGM, vous présente une solution étonnante pour réduire les gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

© L'Esprit Sorcier

Et si nos sous-sols nous permettaient de stocker le CO2 ? C'est ce qu'on va voir avec Jean et son invité.

Pour ce dernier duplex, je vous emmène à Orléans, où on va rejoindre Didier Bonijoly. Bonjour.

Bonjour.

Vous êtes directeur adjoint des géoressources au BRGM, le Bureau des recherches géologiques et minières. Vous allez nous présenter une solution étonnante pour réduire la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. 1re question pour que tout le monde comprenne bien : qu'est-ce qu'un gaz à effet de serre ?

Les gaz à effet de serre, ce sont tous les gaz qui empêchent le rayonnement du soleil de repartir vers l'atmosphère. Ils permettent à ces rayonnements de se concentrer à la surface de la Terre et donc d'augmenter la température. Parmi ces différents gaz, on a ceux que l'on voit à l'écran. Vous avez le méthane qui est un des gaz à effet de serre les plus puissants, et puis le dioxyde de carbone qui est beaucoup moins efficace en termes d'effet de serre, mais qui est émis à des volumes gigantesques. Ce sont des gigatonnes de CO2 qui sont redistribués dans l'atmosphère.

Si on fait un état des lieux, quel est le plus gros émetteur de gaz à effet de serre, en tout cas de dioxyde de carbone ?

Ce sont les volcans.

Ah, c'est étonnant, ça.

Ce sont les volcans qui émettent certainement le plus de CO2 et de manière concentrée. Sauf que l'homme a rajouté à ces émissions qui étaient naturelles et qui étaient compensées jusqu'à maintenant par soit l'absorption du CO2 au niveau des océans, soit par la photosynthèse, par des plantes... Notre activité industrielle et humaine a fait en sorte qu'on a complètement déséquilibré cet état de fait et qu'avec ces émissions liées à notre activité... Là, on voit des fumées d'usine, mais il n'y a pas que les usines. Il y a le transport, l'activité agricole... Toutes ces activités humaines ont rajouté du CO2 dans le système que la Terre n'arrive plus à absorber. Et donc du coup, on a accru ainsi l'effet de serre.

Bien. La France et l'Union européenne se sont fixé un objectif pour 2050. Quel est-il ?

L'Europe, c'est suite à l'Accord de Paris de 2005. L'Europe et les différents membres de l'Europe, mais d'autres pays dans le monde aussi ont décidé d'agir et de fixer un objectif extrêmement ambitieux qui est la neutralité carbone à l'horizon 2050.

Donc zéro émission de carbone en 2050. Alors... Oui ?

Pardon. C'est un bilan. C'est-à-dire que les pays, en particulier les pays européens, devront émettre autant de CO2 que les systèmes naturels ou les systèmes artificiels pourront capter et stocker.

D'accord. Ça fait une transition vers la solution innovante que vous étudiez au BRGM, c'est-à-dire stocker le CO2 en trop dans l'atmosphère dans le sol. Expliquez-nous comment ça marche.

Il y a différents moyens, je dirais, de réduire les émissions de CO2. Cette solution du captage, transport et stockage du CO2 dans le sous-sol, elle ne s'adresse qu'aux gros émetteurs de CO2, c'est-à-dire des émetteurs industriels. Elle ne gère pas le problème du transport ou le problème du bâtiment, qu'on va traiter avec d'autres moyens. Pour tous ces émetteurs qui émettent un CO2 concentré, on va dériver le gaz qui sort des entités de combustion ou des unités de production et on va faire passer ce CO2 dans de grandes colonnes dans lesquelles on va mettre des solvants, et ces solvants vont piéger les molécules de CO2.

D'accord.

Ensuite, ces solvants vont être chauffés pour pouvoir récupérer ces molécules de CO2 qu'on va comprimer et qu'on va transporter dans des pipes, ou dans des citernes, ou dans des bateaux pour aller les emmener au lieu de stockage.

Quel est ce lieu de stockage ? C'est en profondeur dans le sous-sol ?

L'intervention de ma collègue du BRGM tout à l'heure hydrogéologue était extraordinairement didactique. Elle a pu montrer un équivalent... Elle vous montrait une injection d'eau dans un aquifère qui apparaissait en bleu dans l'aquifère. Nous, ce que l'on propose de faire, c'est d'injecter ce CO2 sous forme... C'est presque un liquide. C'est un état super critique. C'est un état hyper dense. On va l'injecter à de grandes profondeurs, c'est plus de 1 000 m dans le sous-sol, dans un aquifère profond, et ça va créer une sorte de bulle... Alors, ce n'est pas une bulle, ça serait un liquide qui va se séparer de l'eau qui se trouve dans l'aquifère, et donc contenir ce CO2 pour le temps qu'on aura besoin de le contenir.

Une question un peu naïve. Mettre du CO2 dans la terre, ça ne risque pas de polluer le sol ?

Non, parce que le CO2 est un gaz qui, finalement, n'est pas polluant. On le respire. On respire quelque chose comme 450 ppm chaque fois qu'on inspire. C'est un gaz qui est émis de façon naturelle par la Terre, puisque c'est ce que je vous ai dit avec les volcans. Ce qu'on va faire, c'est simplement le stocker dans le sous-sol pour qu'il ne retourne pas à l'atmosphère.

D'accord. On peut en piéger dans le sous-sol quelle quantité et combien de temps ?

Alors, les quantités... Actuellement, la quantité de CO2 qu'on peut stocker dans les aquifères est très largement supérieure à la quantité de CO2 qu'on serait capable de capter à partir des unités industrielles. Donc le problème de la capacité n'est pas actuellement considéré comme un vrai problème.

D'accord. Est-ce qu'il y a déjà des industries, des usines qui utilisent ce procédé pour piéger le CO2 ?

Oui. Il y a plusieurs pilotes industriels à travers le monde aujourd'hui qui appliquent cette technologie. Vous en avez... Pour l'essentiel, elles sont aux États-Unis, au Canada, un peu en Chine. En France, on a eu un pilote vraiment très important qui a été mis en œuvre par EDF sur la centrale à charbon du Havre.

D'accord, au Havre.

Exactement. Et qui a fonctionné pendant un an. Voilà une très belle photo. Vous voyez, sur la partie droite de l'image, l'installation qui assurait le captage du CO2. Ils ont pu, pendant ce test, capter environ 1 900 tonnes de CO2 pendant cette période-là. Vous avez d'autres expérimentations qui devraient aboutir si les conditions économiques et juridiques le permettent, à de véritables installations industrielles. C'est ArcellorMittal à Dunkerque qui teste une nouvelle solution qui a été développée par l'Ifpen. C'est une nouvelle molécule qui serait plus efficace pour capter ce CO2.

D'accord.

Ensuite, ce CO2, soit on va l'utiliser, le réinjecter dans le cycle industriel pour fabriquer des produits, par exemple...

Soit le valoriser ?

Voilà. On peut le valoriser pour faire des biocarburants ou pour faire des plastiques, ou pour faire des granulats, par exemple.

D'accord.

Et puis, tout ce qui restera, qu'on ne pourra pas utiliser, on le stockera dans le sous-sol, et pour ça, on a par exemple l'expérimentation de Sleipner, en Norvège, qui stocke du CO2 depuis les années 90.

Très bien. Merci, Didier Bonijoly, de nous avoir expliqué ce procédé innovant. On voit qu'on peut donner une 2e vie au dioxyde de carbone.

Quiz sur les nappes phréatiques

A votre avis, quelle part de l'eau douce de notre planète provient des eaux souterraines ?

© L'Esprit Sorcier

C'est notre grand quiz consacré aux nappes phréatiques. C'est parti.

C'est l'heure de jouer avec notre équipe et vous aussi, rejoignez-nous grâce au code qui s'inscrit pour jouer à ce jeu avec Géraldine Picot. Bonjour.

Bonjour.

Vous êtes hydrogéologue au BRGM, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières. On est ravis de vous recevoir ici, sur le plateau. Alors, si je vous disais, l'équipe, que l'eau potable, celle qui sort de notre robinet, commençait à manquer ? On va voir ça tout au long de ce quiz. Je commence tout de suite avec une 1re question. Sur toute l'eau présente sur notre planète, il y a 97 % d'eau salée, 3 % d'eau douce qui se répartit entre les glaciers, calottes glaciaires, les eaux de surface et les eaux souterraines, oui, mais quelle part provient des eaux souterraines ? 4 propositions de réponse. 1 %, 31 %, 61 % ou 91 % ? Jouez, rejoignez-nous sur Kahoot et vous pourrez jouer avec notre équipe. Alors, Géraldine, où se trouvent ces eaux souterraines ? C'est dans les interstices des roches, c'est ça ?

Oui, c'est ça. C'est ce qu'on ne voit pas. C'est ce qui est sous nos pieds. Et donc, c'est comme une éponge qui serait notre aquifère.

Est-ce que vous pouvez montrer avec la maquette ?

Oui, bien sûr. Donc ici, cette maquette représente le sous-sol, ce qu'on ne voit pas, et vous avez différents faciès, différentes roches...

C'est ce qu'il y a sous nos pieds ?

Voilà. Et on a des petits interstices entre les grains, des vides dans lesquels l'eau va pouvoir s'accumuler, dans ces petits vides. On voit pas très bien dans chacune des roches, mais il faut imaginer qu'il y a de l'eau partout dans ces trois faciès géologiques que vous voyez. L'ensemble s'appelle l'aquifère et contient la nappe d'eau souterraine qu'on peut également appeler nappe phréatique quand on est plus près de la surface.

D'accord. Je reviens voir notre équipe pour connaître votre réponse. Lancez-vous, dites-nous.

Pouvez-vous nous rappeler les propositions ?

Bien sûr. 1 %, 31 %, 61 % ou 91 % ? Quelle part provient des eaux souterraines ?

Alors... Je te laisse répondre.

On pense que c'est 61 %.

Vous êtes sûrs ?

Oui...

On va connaître la réponse de suite puisque c'est 31 %. 1/3 de l'eau douce se trouve dans les eaux souterraines. Expliquez-nous.

Oui, c'est ça. Ce qu'on voit, quand on regarde la planète, c'est de l'eau bleue partout, qui est salée, effectivement, qui est 97 % de la surface. Les 3 % d'eau douce sont, finalement, des eaux qu'on peut voir principalement à 2/3 dans les glaciers, donc sous forme de glace. On voit également de l'eau en surface dans les rivières, les lacs, les fleuves... Mais ça représente moins de 1%, c'est très peu, très rare, finalement, et il nous reste les 1/3 d'eaux souterraines qu'on ne voit pas et qui sont sous nos pieds, dans les interstices des roches.

On voit tout de suite ce qu'a répondu le public. Qu'avez-vous répondu à la maison ? C'était très serré, mais non, ce n'est pas 61 %, c'est bien 31 %, on est d'accord. Je passe tout de suite à ma 2de question. Une partie de ces eaux souterraines est utilisée pour notre alimentation. C'est l'eau qui sort de notre robinet. En France métropolitaine, quelle part de ces eaux souterraines est utilisée pour notre alimentation ? Est-ce que c'est 2 % ? Est-ce que c'est 22 % ? Est-ce que c'est 42 % ? Ou 62 % ? L'équipe, je vous laisse vous concerter. En attendant, Géraldine, ces eaux, vous nous disiez qu'on doit appeler ça des nappes d'eaux souterraines. C'est ça ?

Oui.

Elles sont exploitées pour notre alimentation, pour l'eau potable et l'agriculture ?

C'est ça. On a besoin d'eau pour vivre, c'est vital. Donc on la boit, on l'utilise pour se laver, laver des choses, faire pousser nos aliments, et puis aussi pour les industries. On a besoin d'eau pour faire du papier, pour faire des habits... Et donc, toute cette eau, on doit la puiser quelque part, donc en eau douce, souvent, eau de surface, eau souterraine, en France, on l'exploite, et je ne vais pas répondre à la question.

Parce qu'on va le savoir. Il faut en prendre soin.

Oui, il faut en prendre soin. L'équipe, avez-vous une idée de la réponse ?

Oui. On pense que c'est 62 %.

C'est ça, bravo, c'est bien 62 %. On exploite donc presque 2/3 de ces eaux souterraines pour notre alimentation, c'est ça ?

Oui, c'est ça. Ça dépend de là où on habite. C'est-à-dire qu'on n'est pas égaux dans le monde avec ce qui se passe sous nos pieds. Et donc, en France, on a la chance d'avoir beaucoup d'aquifères de roches différentes, mais c'est pas forcément tout le monde, c'est pas équilibré parce qu'on a différents types de roches et en fonction de cette façon qu'ont les roches de nous permettre de les exploiter, on va plutôt favoriser des eaux de surface ou souterraines.

Les eaux de surface ?

Les eaux de surface, ça va être des rivières, des lacs, etc. Les eaux souterraines, on en a beaucoup sous nos pieds, il y a de grands aquifères en France. Et donc, on va les utiliser, on les utilise depuis longtemps, et on a besoin de savoir quelle géologie on a sous nos pieds pour savoir quelles nappes d'eaux souterraines on a sous nos pieds pour les exploiter.

Très bien. Regardons les réponses du public. Encore une fois, c'est très serré, mais c'est bien 62 %. C'est bien 62 %. 2/3 sont utilisées pour notre alimentation. Je passe à la 3e question, à présent. Comment s'appelle l'appareil permettant de suivre l'évolution des niveaux d'eau souterraine dans le sous-sol ? 4 propositions de réponse : un pluviomètre, un piézomètre, un débitmètre ou un trouillomètre. Je répète : un pluviomètre, un piézomètre, un débitmètre ou un trouillomètre. L'équipe, je vous laisse quelques minutes. Géraldine, quand il pleut, l'eau s'infiltre dans les fissures du sol ?

Oui. La goutte d'eau qui arrive à la surface du sol, elle peut s'infiltrer et arriver dans notre nappe d'eau souterraine. L'eau est présente partout ici, dans notre aquifère. Cette goutte d'eau, si elle arrive en quantité suffisante, elle va faire monter les niveaux d'eau. Quand on prélève cette eau souterraine, ça fait baisser les niveaux d'eau. Et donc, j'aime bien les propositions... Je vous dirai plus tard.

Justement, je vais voir si notre super équipe a réfléchi à la réponse. Dites-nous.

On pense que c'est un piézomètre.

Vous êtes sûrs ?

Oui, on est sûrs.

Bravo, c'est bien un piézomètre qui permet de suivre le niveau des nappes d'eau souterraine en France. On compte environ 5 000 piézomètres, c'est ça ?

Oui, 5 000 piézomètres dans le réseau de surveillance de l'état du niveau des nappes. C'est pour ça que je trouvais rigolo les réponses, parce qu'il y avait un trouillomètre, et je pense que certains piézomètres peuvent, pour certains, être synonymes de trouillomètres.

Pouvez-vous nous expliquer comment ça fonctionne ?

Un piézomètre, c'est un trou qu'on fore dans le sol pour atteindre, justement, l'eau souterraine. Dans ce piézomètre, on peut voir ici, sur la maquette, un niveau d'eau qui est matérialisé par mon petit bout de scoubidou, qui est en fait une sonde high-tech pour mesurer et enregistrer les variations du niveau piézométrique de la nappe d'eau souterraine. Et à la surface, on a les scientifiques et les personnes qui viennent regarder et mesurer, relever toutes les informations...

On voit la dame, là.

Exactement, la dame avec son ordinateur. Évidemment, on peut mesurer également avec un mètre, un mètre ruban, et quand ça arrive au niveau d'eau, ça sonne et on mesure le niveau d'eau. Et ensuite, on a des systèmes de sondes qui téléphonent au centre d'acquisition de toutes ces données-là. D'ailleurs, on a ce réseau piézométrique qui surveille l'état de santé de nos nappes. Et le BRGM travaille à recenser ces informations-là et à informer le public de l'état des nappes.

Donc c'est grâce à ces piézomètres qu'on sait où on en est.

Exactement.

Piézomètre pour le niveau d'eau, et puis qualitomètre pour la qualité de l'eau.

D'accord, très bien. On passe à la 4e question. L'équipe, écoutez-moi bien. Comment s'appelle le processus qui alimente les nappes d'eau souterraine ? Est-ce que c'est le ruissellement ? Est-ce que c'est l'évaporation ? Est-ce que c'est la distillation ? Ou est-ce que c'est la recharge ? Je répète : est-ce que c'est le ruissellement, l'évaporation, la distillation ou la recharge ? Je vous laisse le temps de réfléchir à la bonne réponse. Fred, as-tu une idée de ce que ça peut être ?

Non, mais quel que soit le processus, j'ai une question que j'ai envie de poser à Maxime Morin. Imaginons que la goutte d'eau qui tombe au sol soit contaminée pour une raison ou une autre, elle va se retrouver dans la nappe phréatique et elle va rester longtemps contaminée. Vous pouvez contrôler ça ?

On peut avoir une migration de la radioactivité au sein du sol. Après, il va y avoir une dispersion dans le sol. Tous les radionucléides ne migrent pas de la même façon, mais effectivement, il va être emporté par la goutte d'eau. On a, pour la surveillance des eaux souterraines, notamment à proximité des installations nucléaires, des piézomètres sur les sites nucléaires. Donc il y a une surveillance des nappes. La réglementation française sur la pollution des nappes phréatiques est assez stricte, c'est-à-dire qu'on n'a pas le droit, en France, de polluer une nappe phréatique. On a des piézomètres pour s'assurer de la qualité des eaux. Et on a, chez les exploitants nucléaires, des mesures qui sont faites régulièrement, voire même tous les jours pour certaines nappes phréatiques, où on a un prélèvement quotidien qui est réalisé et analysé, notamment pour le tritium.

Très bien. Merci pour cette réponse.

On va voir du côté de notre équipe. Allez-y, dites-nous. Que répondez-vous ?

On pense que c'est la recharge parce que le ruissellement, c'est à la surface.

Vous êtes très forts, j'ai envie de vous dire, parce que c'est bien la recharge. Expliquez-nous, Géraldine. Il y a la recharge naturelle. Après, on va parler d'un autre type de recharge. Expliquez-nous comment ça marche.

La recharge naturelle, c'est cette goutte d'eau qui arrive au niveau du sol, et elle a plusieurs choix, cette goutte d'eau, en fonction de la saison, de là où elle tombe. Et cette goutte d'eau, elle va pouvoir ruisseler, c'est-à-dire aller plus vite en surface vers les rivières, par exemple, mais elle va aussi pouvoir pénétrer un peu plus en profondeur et se faire boire par toute la végétation. Elle peut aussi se faire dorer la pilule par le soleil et s'évaporer. Et puis, s'il y en a suffisamment, elle va pouvoir continuer à s'infiltrer via la zone non saturée, là où il n'y a pas encore d'eau. Et puis, elle va rester coincée. Mais si elle peut encore aller plus loin, elle va atteindre la nappe d'eau souterraine, et c'est ça qu'on appelle la recharge naturelle.

D'accord. Je prends 2 petites secondes pour regarder ce que vous avez répondu à la maison. Ce n'est pas le ruissellement, c'est bien la recharge. la recharge naturelle, sauf qu'en fait, avec l'augmentation des températures, certaines nappes ont du mal à se recharger naturellement. C'est pour ça que vous allez nous parler tout de suite de la recharge artificielle, ou plutôt de la recharge maîtrisée. Allez-y, dites-nous.

Des aquifères. Oui, c'est ça. Effectivement, en contexte de changements climatiques et de changements globaux, on va se retrouver avec moins de recharge naturelle et c'est ce qui fait l'équilibre de notre nappe d'eau souterraine. Et donc, ça va créer un déséquilibre. Il y aura des usages toujours pour boire, pour l'agriculture, l'industrie, et on en aura de moins en moins. Donc il faut vraiment trouver des solutions diverses et variées, réduire notre consommation, changer de façon de vivre, mais on peut encore se dire : si on avait essayé de faire tout ça, peut-être qu'on peut imaginer recharger d'une façon non naturelle...

Est-ce qu'on peut le voir tout de suite ?

C'est une recharge maîtrisée des aquifères dans le sens où on... Je vais vous montrer ce que...

Bien sûr, grâce à votre maquette.

Je force un peu le trait.

Expliquez-nous en même temps.

Je verse en surface, dans un bassin d'infiltration, de l'eau pour recharger mon aquifère. Vous pouvez voir tout de suite les petits niveaux piézométriques, avec nos scoubidous, qui montent, qui montent, et notre nappe se recharge. On force, puisque ce n'est pas la pluie. C'est artificiel dans le sens où je maîtrise mon écoulement, et je recharge. Après, l'idée, c'est de se demander où elle va, en quelle quantité, comment ça se déplace... Tout ça, c'est un sujet vraiment passionnant parce que la recharge naturelle, vous l'avez bien compris, ne peut se faire que quelques mois dans l'année, en hiver, quand la végétation dort et qu'elle n'a pas besoin d'eau, que le soleil se couche un peu... Et donc, on n'a vraiment que l'hiver pour avoir la chance de recharger notre aquifère.

Où prélevez-vous l'eau pour recharger artificiellement ?

Il y a beaucoup de possibilités. Ça dépend des pays, de la réglementation... En tout cas, en France, ça existe depuis très longtemps. On prélève de l'eau dans les eaux de surface. Elles subissent un nettoyage avant d'être rechargées.

Elles sont filtrées...

Ensuite, elles sont rechargées, ça permet d'aider à la production de l'eau potable de nos champs captants.

D'accord, très bien. Et rapidement, pour la qualité de ces eaux, comment ça se passe, comment vous arrivez à assurer la qualité de ces eaux ?

On se sert de tous les dispositifs de mesure et d'analyse via les piézomètres, les qualitomètres... On peut aussi en créer autant qu'on veut ou nécessaire pour suivre tout ça. On fait des analyses pour vérifier que notre action n'a pas dénaturé cette eau. Et on va essayer de comprendre ce qu'il se passe et de le prédire en utilisant des modèles mathématiques. Là, on essaye de faire tous les métiers des géosciences, très pluridisciplinaires, et puis... voilà.

Maintenant, on sait tout sur la recharge maîtrisée des aquifères. Merci beaucoup, Géraldine Picot. On regarde notre podium tout de suite, évidemment, pour savoir qui sont les 3 personnes qui ont le mieux répondu à nos questions. Bravo à vous, en tout cas. Je rappelle que vous êtes hydrogéologue. Ça peut déclencher des idées de métier, des révélations. Merci d'être venue nous rendre visite. Bravo à notre équipe d'avoir joué avec nous. Fred, c'est à toi.

Merci. Bravo, Géraldine, pour la maquette. Vous allez faire un gros jaloux.

Les nouveaux scénarios d'élévation du niveau de la mer

Depuis la parution du rapport du GIEC de 2019, de nouveaux scénarios d'élévation du niveau de la mer ont vu le jour et font suite à de nouvelles données sur la fonte des calottes glaciaires.

© L'Esprit Sorcier

On poursuit cette émission en parlant de la montée des mers, Gonéri le Cozannet. Alors, ça fait un moment qu'on travaille, qu'on en parle. Ça fait un moment que vous travaillez sur ce sujet-là. Mais ce qui est complètement nouveau, c'est qu'a priori, les prévisions ont évolué, il y a des nouveaux scénarios qui se présentent. Expliquez-nous ça.

Effectivement, à chaque fois qu'il y a un rapport du Giec, on a de nouveaux scénarios d'élévation du niveau de la mer. Depuis une dizaine d'années, on a une meilleure compréhension des mécanismes de fonte des calottes polaires. Si vous regardez l'élévation du niveau de la mer en 2100, ce serait l'expansion thermique, si tout se passe selon les scénarios les plus vraisemblables et raisonnables en termes de fonte des calottes. Mais le plus grand risque de dépasser ces scénarios "raisonnables", c'est la fonte des calottes antarctiques et groenlandaises.

On va revenir à ce phénomène. Quels sont les scénarios ? Jusqu'à présent, on parlait vers 2050 et ensuite 2100. De quelle montée ? Et maintenant, quels sont les nouveaux chiffres ?

Le dernier rapport de 2019, c'est entre 30 et 60 cm dans le scénario de forte réduction des émissions de gaz à effet de serre. Deux degrés. L'objectif de l'accord de Paris. Et plutôt entre 60 cm et 1,10 m dans le cas de forte émission de gaz à effet de serre. C'est le scénario où on continue d'émettre des émissions de gaz à effet de serre.

Certains disent 1,50 m, d'autres disent même 2 m.

C'est la grande question, la contribution future des calottes de glace, Antarctique et Groenland. C'est la question que tout le monde se pose. D'ailleurs, il y a un grand projet piloté par le CNRS, auquel le BRGM contribue, un projet européen, PROTECT, sur l'élévation du niveau de la mer, ce risque de dépasser les scénarios vraisemblables du Giec. La communauté scientifique est mobilisée là-dessus en ce moment.

Elle est mobilisée, mais il faut faire des hypothèses, et il n'y a pas un consensus parfait pour le moment, on peut le dire.

On a beaucoup progressé dans la compréhension de l'élévation du niveau de la mer, ça a conduit à réviser à la hausse les scénarios de niveau de la mer depuis le dernier rapport du Giec de 2014. En 2019, on a pris 10 cm d'élévation du niveau de la mer par rapport aux projections de 2014, parce qu'on comprend mieux les phénomènes de fonte. Mais il y a encore des points d'interrogation.

Alors, le phénomène... Oui, Elodie, allez-y.

Une question me vient à l'esprit. Tu as expliqué pourquoi ce phénomène se produisait. A part le constater, le gros leitmotiv qui consiste à réduire les effets de serre, est-ce qu'il y a d'autres pistes qui sont envisageables pour essayer de réduire ce phénomène aujourd'hui ?

Quelques chercheurs se sont posé la question : "Peut-on arrêter "l'élévation du niveau de la mer sans arrêter le changement climatique ? "Est-ce qu'on peut mettre de l'eau... Par exemple, "on la prend sur les bords de la calotte antarctique, on la remet au milieu." Ça nécessite énormément d'énergie. C'est très coûteux, pas faisable. D'autres chercheurs se sont dit : "Est-ce qu'on peut fermer la Méditerranée avec un barrage pour, au moins en Méditerranée, limiter..." C'est des choses, si vous voulez, à mon avis, il faut être très prudent avec ça. Les impacts sur les écosystèmes en Méditerranée sont inconnus et probablement très ennuyeux.

La meilleure solution, semble-t-il, c'est de réduire complètement les gaz à effet de serre. Racontez-nous ce nouveau phénomène. On va voir une image qui nous vient de l'ESA, l'Agence spatiale... Alors, qu'est-ce qu'il se passe sur ces calottes glaciaires ?

Ce que vous voyez à l'écran, ce sont des calottes dites marines parce que leur... Excusez-moi. Elles sont en contact avec l'océan. L'océan se réchauffe. Et ce n'est pas l'air qui se réchauffe et qui crée de la fonte en surface, c'est l'océan qui se réchauffe et qui fait fondre la calotte. Et ces calottes marines sont rétrogrades, c'est-à-dire que plus on va vers leur centre, plus le sol s'enfonce. Une fois qu'une instabilité est créée, on ne peut plus l'arrêter.

Ça continue.

Le phénomène se poursuit. C'est comme quand vous avez une bille en haut d'une grosse sphère, elle tombe. Et en fait, ce phénomène, il est compris, observé sur deux grands glaciers en Antarctique actuellement. C'est ce qui a conduit à réviser à la hausse les scénarios en 2019. C'est pas le pire des cas.

Ah bon ?

Le pire des cas, c'est un scénario évoqué dans le rapport de 2019, mais qu'on considère comme très peu probable, qui est, finalement, que les plates-formes de glace qui flottent à l'exutoire de ces glaciers se disloquent, créent en bordure de calotte des falaises qui sont trop hautes pour être stables. De plus, de la fonte en surface crée des crevasses. Et là, on a une débâcle très rapide des glaciers.

Une désintégration.

Quand vous voyez des scénarios qui excèdent 1,10 m en 2100, ça implique ce phénomène.

D'accord.

Ça ne reste qu'une hypothèse, et c'est la raison pour laquelle on travaille dessus, les collègues du CNRS pilotent ce projet pour essayer de comprendre s'il peut se passer au XXIe siècle, au XXIIe siècle, ou peut-être pas du tout.

Vous avez raison. On se donne des dates en se disant : "Ça va s'arrêter en 2100." Non. Le phénomène peut...

S'il y a bien une certitude, c'est que l'élévation du niveau de la mer ne s'arrêtera pas en 2100 et continuera pendant des siècles.

A l'élévation du niveau de la mer, en plus, il y a les tempêtes. Est-ce qu'elles sont de plus en plus fréquentes et de plus en plus fortes ?

Elles ne deviennent pas plus fréquentes et plus fortes parce qu'il y aurait des changements de conditions météorologiques qui feraient qu'il y en aurait plus. Elles le deviennent parce que le niveau de la mer s'élève, et que 20 cm d'élévation du niveau de la mer déjà observée avec des tempêtes qui avaient une probabilité de se produire tous les 100 ans, il y a un siècle, ça fait que ces tempêtes deviennent plus fortes.

D'accord. On le voit. Ça, c'était une modélisation que vous aviez faite.

C'est ça.

La tempête, plus le niveau de la mer qui monte, on finit par avoir des digues qui sont... Comment dire ? Détruites ou dépassées par l'eau.

Ça, c'est à Gâvres, dans le Morbihan. C'est la tempête Johanna, qui s'est produite en 2008. Et ce qu'on a pu observer en faisant une réanalyse de toutes les tempêtes qui ont eu lieu sur le site de Gâvres, c'est que le changement climatique a déjà causé une augmentation de la période de retour de ces tempêtes. Ça ne se traduit pas forcément par des risques de submersion aggravés tout de suite, parce qu'en parallèle, il y a eu aussi une révision des digues. Pendant la tempête Johanna, au moment où le terrain de foot se fait envahir, il y a eu une rupture des digues. Mais effectivement, ce qu'on voit, c'est que l'aléa est aggravé par le changement climatique, déjà. Et dans le futur, ça va continuer.

En France, on met en place des plans de prévention des littoraux pour essayer de ne pas avoir de zones habitables. En Angleterre, ils ont imaginé un scénario où ça pouvait monter jusqu'à 3 m. C'est ça ? Et un système qui protège l'estuaire de la Tamise.

Exactement.

On va peut-être voir une photo, d'ailleurs.

Les Anglais ont, à l'embouchure de la Tamise, une barrière qui évite que Londres ne soit inondée lorsqu'il y a des tempêtes avec une augmentation du niveau de la mer qui sont liées à des baisses de pression atmosphérique et des effets du vent. Et la question qu'ils se sont posé, ils se sont posé la question inverse de nous. Nous, on s'est dit : "Quel pourrait être un scénario de niveau de la mer auquel s'adapter ?" Et on a eu une réglementation qui nous a dit : "Plutôt 60 cm." C'est ce qu'on regarde en 2100 actuellement dans le cadre des plans de prévention des risques en France. En Angleterre, ils se sont dit : "Qu'est-ce qu'on doit faire sur la barrière de la Tamise en fonction de ce qui pourrait nous arriver en termes de scénarios du niveau de la mer ?" Et ils ont des scénarios jusqu'à 3 m. C'est des scénarios qui sont des travaux sur la barrière elle-même, ou alors ça peut être en amont, créer des espaces pour que la Tamise s'écoule plus lentement, pour que moins d'eau arrive sur la barrière du côté Tamise et que ça limite les risques d'inondation.

D'accord. Donc là, ils sont déjà à imaginer des infrastructures pour essayer de limiter les effets du phénomène. Je voudrais qu'on parle rapidement quand même, parce que tout le temps, on nous dit que des îles paradisiaques vont disparaître. Dans le Pacifique, il y a la Polynésie française. On peut peut-être commencer par la Polynésie française.

Il y a eu beaucoup de travaux sur les petites îles. Et on voit que c'est un paysage beaucoup moins homogène que ce qu'on pourrait imaginer, en particulier les îles de Polynésie, et notamment les Tuamotu. Ces îles reposent sur un conglomérat qui est une soixantaine de centimètres au-dessus, ça dépend des sites, mais au-dessus du niveau de la mer. C'est un héritage géologique d'il y a 2 000 ou 3 000 ans, où le niveau de la mer était plus haut qu'aujourd'hui dans cette région uniquement. Et donc, ces atolls de Polynésie, des Tuamotu, ils sont peut-être moins vulnérables à l'élévation du niveau de la mer que des atolls dans les Maldives, où on n'a pas ce conglomérat. Et on a également une dynamique d'urbanisation avec la création de nouvelles villes.

Les Maldives, on passe dans l'océan Indien. On construit, on construit, on construit beaucoup. Et on construit même des nouvelles îles.

La dernière chose, c'est que l'océan se réchauffe. Et sur les Maldives, on a un impact très fort sur les coraux, des pertes de coraux. Le corail constitue les îles. Le sable sur les îles coraliennes, c'est les débris de coraliens. Et donc, voilà. En Polynésie, on peut tout à fait imaginer qu'au XXIIe siècle, on aura toujours des habitants en Polynésie, dans la mesure où on limiterait l'élévation du niveau de la mer à un rythme qui serait raisonnable, et ça implique de limiter le réchauffement climatique.

En direct du navire Marion Dufresne au large de Mayotte

Isabelle Thinon, géologue et géophysicienne marine au BRGM, et Emmanuel Rinnert, chercheur en géochimie à l'Ifremer, vous emmène avec eux sur le navire Marion Dufresne qui se trouve au large de Mayotte.

Les deux scientifiques réalisent au même moment une campagne océanographique pour étudier l'essaim de séismes et le nouveau volcan apparut au fond de l'océan quelques mois plus tôt.

© L'Esprit Sorcier

On nous attend loin, loin, loin de chez nous. 2 scientifiques, un du BRGM et un d'Ifremer. Ça tombe très bien. Ils nous attendent actuellement sur un navire de recherche océanographique, Jean.

Exactement, Fred. Moi aussi, j'ai un duo BRGM/Ifremer. Alors, je vais vous faire voyager. On part dans l'océan Indien, quelque part au large de l'île de Mayotte, pour rejoindre mes 2 invités, qui sont en direct sur le navire d'exploration Le Marion Dufresne. Bonjour à tous les deux.

Bonsoir.

Bonsoir, bienvenue à bord.

Merci, c'est gentil. On est heureux d'être avec vous. Isabelle Thinon, vous êtes géologue, géophysicienne marine au BRGM, et Emmanuel Rinnert, vous êtes chercheur en géochimie à l'Ifremer. On est très heureux d'être avec vous, parce que c'est un peu comme si on était à bord aussi de ce bateau, qu'on va sûrement pouvoir voir à l'écran, voilà. On voit des images du Marion Dufresne. Emmanuel, je m'adresse à vous. Expliquez-nous exactement où vous êtes sur le bateau en ce moment.

Actuellement, nous sommes sur la plage arrière, où se passent la majorité des travaux, et vous pouvez voir en arrière-plan, tout au fond, en blanc, les portiques arrière qui permettent de mettre à l'eau des équipements relativement lourds directement à l'arrière du navire. Vous voyez juste devant un submersif autonome, qui s'appelle un AUV. Son petit nom, c'est IdefX. C'est un sous-marin autonome qui permet d'aller faire des mesures jusqu'à 3 000 m de profondeur. Et ce que vous voyez juste derrière nous, une poulie qui, notamment, permet de mettre un câble à l'autre sur le côté tribord du navire et qui permet par exemple de faire des carottages ou également de mettre à l'eau notre caméra sous-marine embarquée. Donc tout un équipement pour explorer le fond des océans.

Si vous êtes à bord de ce bateau aujourd'hui, c'est à la suite d'une histoire incroyable. Tout a commencé en mai 2018, quand l'île de Mayotte est secouée par des dizaines de séismes. Isabelle, je m'adresse à vous, pourquoi les séismes de cette région étonnent les scientifiques ?

Ça étonne les scientifiques parce que cette région est connue comme typiquement modérée. Mais en mai 2018, ce qu'il s'est passé, en fait, c'est un essaim sismique, donc plusieurs séismes sur une longue durée. Et ça, effectivement, ça a étonné les scientifiques. Voilà.

C'est quelque chose d'inhabituel dans cette région.

Oui, c'est plutôt une région avec peu de séismes. Mais des séismes individuels, seuls. Et là, on a plusieurs séismes, ce qu'on appelle un essaim sismique.

D'accord. L'essaim de séismes, comme vous les appelez, continue pendant plusieurs mois. L'île se déplace même de 18 cm vers l'est, et elle s'effondre, elle s'enfonce aussi dans le sol d'une quinzaine de centimètres. Et donc là, il y a danger pour les habitants de l'île de Mayotte, et c'est pour ça que vous êtes amenés à vous rendre sur place avec plusieurs autres scientifiques pour vous intéresser à ce qui se passe ici. Isabelle, à ce stade, quelles sont les hypothèses pour expliquer ces déformations du sol et ces mouvements de l'île de Mayotte ?

Alors, à l'époque, donc effectivement, l'île, depuis juillet 2018... Cet enfoncement mesuré par les GPS a été expliqué par une chambre magmatique en profondeur qui se vide. Voilà. Donc ça tire, je dirais, l'île de Mayotte.

D'accord. En 2 mots, une chambre magmatique, c'est quoi ?

Une chambre magmatique, c'est un lieu où convergent des fluides magmatiques. C'est un lieu aussi où on va stocker ces fluides, où certains fluides vont sédimenter, et d'autres vont sortir. Il va y avoir du gaz aussi. C'est un espace de stockage.

D'accord. Très bien. Une fois que vous êtes arrivés sur place, vous avez commencé à sonder les océans pour voir ce qui se passait en profondeur. Emmanuel, comment vous avez procédé pour étudier le fond des océans ?

Il faut savoir qu'on ne savait pas du tout ce qu'on allait rechercher ni même trouver sur le fond de l'océan. Nous recherchions des traces au niveau des fonds. Et ce que nous avons utilisé dans un premier temps, un sondeur, un équipement qui est sur la coque du navire, un sondeur multifaisceaux, qui permet d'aller scruter à la fois le fond de l'océan et également de scruter ce qui se passait dans la colonne d'eau. Ça nous permet de voir des reliefs et de voir également ces émissions de fluides, fluides qui peuvent être des gaz, des particules, de l'eau réchauffée, pour chercher des traces d'activité sur le fond. Cet outil nous permet de scanner relativement rapidement une grande surface sur le fond, et comme nous ne savions absolument pas où trouver des traces, c'est un outil qui a été essentiel pour la découverte du phénomène sur le fond.

D'accord. Je crois qu'on a des images qu'on peut montrer pour montrer comment vous procédiez pour en quelque sorte scanner le fond des océans. Un an après le début des séismes, le 9 mai 2019, vous êtes donc tous réunis devant un écran d'ordinateur car là, vous découvrez un indice de taille pour vos recherches. Un volcan sous-marin. Emmanuel, en quelques mots, quelles sont les caractéristiques de ce volcan sous-marin ?

Alors, ce que nous avons découvert, c'est... En fait, les dernières cartes que nous avions dataient de 2004. Et sur une zone qui était à l'époque différente. Nous avons découvert en mai 2019 un nouvel édifice qui mesure 800 m et qui s'étale sur, à peu près, un diamètre de 5 km2, et qui, aujourd'hui... C'est ce que vous voyez à l'écran, c'est la ligne rouge qui représente les fonds de l'océan. Donc vous voyez ce volcan qui s'est formé et ce qui s'en échappe, c'est ce qu'on appelle des panaches. Ce sont des anomalies que nous mesurons à l'aide du même sondeur dans la colonne d'eau. Et ces anomalies sont dues à des émissions de gaz, de fluides, de particules.

D'accord, très bien. Donc vous avez découvert un immense volcan sous-marin qui était jusque-là passé inaperçu, sous les radars. Ne bougez pas, on vous retrouve dans un instant pour parler de votre mission. Fred, ça ne te donne pas envie de voyager un peu ?

Ah si, ça me donnerait envie d'être avec l'équipe d'Ifremer et le BRGM là-bas. Je voudrais avoir votre réaction, Gonéri. On parlait tout à l'heure de l'île qui s'enfonce.

Effectivement, un lien qu'on peut faire avec l'élévation du niveau de la mer, c'est que l'île de Mayotte s'enfonce, selon les secteurs, entre 10 et 20 cm, et du coup, ce qu'on observe sur place, les submersions de routes lors des grandes marées ou de quais, c'est exactement ce qu'on observera dans 20 ou 30 ans dans tous les départements et territoires d'Outre-mer insulaires comme la Martinique...

Je crois qu'à Mayotte, ça pose déjà quelques problèmes.

Effectivement. C'est des inondations de routes... Ça rend temporairement indisponibles des infrastructures importantes pour les gens.

Ouais. On va retrouver tout de suite Isabelle et Emmanuel. On sait que vous êtes sur le Marion Dufresne, en direct, juste au-dessus du volcan, donc c'est pas mal du tout. On a hâte de vous retrouver.

Bah oui, oui. On va continuer notre histoire car on a encore beaucoup à dire. Depuis la découverte de ce fameux volcan sous-marin, vous suivez son activité de près. Comment elle évolue, Emmanuel ?

Cette activité, nous la suivons notamment par des campagnes en mer depuis mai 2019. Il y a eu plusieurs campagnes, notamment à bord du Marion Dufresne. Donc depuis le mois de mai, nous en avons eu aussi en juin, en juillet, en août sur un navire de la marine opéré par le Shom. Ensuite, nous avons pu avoir les dernières nouvelles du volcan en mai 2020. Et puis, nous voilà maintenant en octobre. Nous sommes arrivés il y a peu de temps sur la zone. Et nous commençons actuellement nos travaux.

Pouvez-vous avoir une estimation de quand le volcan pourra sortir la tête de l'eau ?

Alors, ça, un volcan, à l'échelle géologique, on peut dire que ça peut avoir des vitesses de croissance relativement rapides, mais, à l'échelle humaine, nous ne verrons pas sortir ce volcan de l'eau, d'autant plus que sa croissance au niveau de son sommet s'est stoppée relativement rapidement. Et nous ne voyons plus d'activité au niveau de son sommet depuis l'an passé. En revanche, il était, aux dernières mesures, au mois de mai, il était toujours actif en termes d'éjections, même si le volume émis est beaucoup plus faible qu'au début. Là, son extension est plutôt latérale, sous forme de coulées et sans vraiment de nouveaux reliefs qui se dégagent.

Pour en apprendre plus sur ce volcan sous-marin, vous allez jusque dans les profondeurs, pas vous directement, vous vous mettez une drague qui racle le fond pour récupérer des roches volcaniques. Quand on les remonte à la surface, elles explosent. C'est étonnant. On va entendre un extrait et voir ça tout de suite.

Ça tombe à l'eau.

Pourquoi ça fait ça ?

Là, on entend les petits crépitements. Les roches crépitent et éclatent dans tous les sens dès qu'elles sortent de l'eau. Isabelle, je m'adresse à vous. Comment on peut expliquer ce phénomène ?

Le film que vous avez vu concernait la 1re drague que nous avons effectuée sur le volcan en activité. La drague a récupéré les roches. Ces roches sont remplies de gaz. Quand on remonte ces roches à la surface, le gaz se dilate.

Tous les éléments fragiles rocheux tel que le verre volcanique explosent sous la dilatation du gaz.

En profondeur, les roches sont comprimées par la pression, qui est très forte, et à la surface, ils ont plus d'espace et ça explose. Que peut vous apprendre, Isabelle, l'étude de ces roches ?

L'étude de ces roches nous apprend leur origine, où elles se forment, leur profondeur, si elles se forment sous pression, sous différentes pressions, températures. L'étude de leurs minéraux nous renseigne sur le chemin que la lave prend, jusqu'à la surface. Et leur âge, aussi, parce que nous les datons. Elles nous apprennent aussi leur comportement.

D'accord. Une idée du suivi du volcan, de son âge, etc. Depuis le 1er octobre, vous êtes de retour sur le bateau. Emmanuel, quelles sont les opérations qui sont prévues ?

Les opérations prévues sont relativement nombreuses. Il y a déjà une 1re phase qui consiste à maintenir le réseau des stations de front de mer, qui mesure notamment la criticité, de maintenir ce réseau opérationnel. Nous avons récupéré les stations qui sont au fond. Nous avons récupéré les données qui étaient à l'intérieur. Puis, nous reconditionnons ce matériel pour qu'il puisse à nouveau fonctionner pour une période de 3 à 6 mois. Ensuite, nous avons de nombreuses opérations prévues, notamment à l'aide du submersible que vous voyez à l'arrière, qui est doté d'un sondeur multi-caissons, qui va permettre de scanner le fond de l'océan avec une très bonne résolution.

Montrez-nous-le à l'écran. Il est où, exactement, sur le bateau, ce fameux sous-marin sondeur ? D'accord, c'est celui-là.

Et ce que vous voyez à l'arrière, la partie jaune.

C'est par cet endroit qu'il est ensuite mis à l'eau.

Oui, exactement. C'est par le portique qui va permettre de le soulever au-dessus du pont, et le portique va basculer au-dessus de l'eau, et le treuil va pouvoir le descendre, le déposer dans l'eau. Et le submersible, qui est un AUV, va pouvoir se libérer de sa cage pour, ensuite, aller plonger jusqu'à 3 000 m et à une altitude, généralement, de quelques dizaines de mètres du fond pour pouvoir faire les mesures au plus proche du fond.

On est d'accord, personne ne va à l'intérieur de ce sous-marin, on le pilote depuis la surface ?

Tout à fait, ce sous-marin est inhabité, autonome, il a ses propres batteries qui lui permettent de fonctionner une douzaine d'heures, et nous gardons le lien avec lui par de la communication.

D'accord, très bien. Isabelle, j'ai vu que vous aviez avec vous un morceau de roche. Vous pouvez nous le remontrer ? C'est assez impressionnant, c'est quand même un gros morceau. C'est de la roche volcanique. De quoi ça se compose ?

La roche volcanique, celle-là est plutôt classique, elle se compose d'éléments... De verre volcanique, ici... Je ne peux pas vraiment vous montrer, mais la couverture... La lave se fige avec l'eau, au contact de l'eau et elle se vitrifie. Une couche vitrifiée. Et ici, nous avons la partie de la roche avec quelques cristaux, mais on ne les voit pas à l'œil nu. Pour nous, bien sûr, il y a le microscope.

D'accord. Donc toutes ces roches que vous récupérez sur place, après, vous les ramenez en laboratoire pour les étudier plus en profondeur, OK. Vous allez rester encore combien de temps à bord du Marion Dufresne ?

Nous allons rester sur la zone de travail à Mayotte, nous allons rester jusqu'au... jusqu'au 22-23 octobre à peu près. Et nous regagnerons ensuite La Réunion le 26 octobre.

D'accord, donc vous avez encore des beaux jours devant vous à bord de ce bateau. Je crois savoir que vous êtes assez nombreux, c'est un travail d'équipe, donc vous êtes très nombreux sur le bateau. Qui compose l'équipe ?

Il y a l'équipage, bien sûr, très important, on ne pourrait rien faire sans eux, sans ce navire. Il y a l'équipe technique d'ingénieurs et de techniciens, qui nous aident au niveau des instruments, justement, par exemple, pour la connexion Internet. Il y a aussi l'équipe scientifique. On ne pourrait rien faire sans eux non plus parce que cette campagne est réalisée aussi dans le cadre de... est opérée par le REVOSIMA, qui est le Réseau...

C'est le Réseau de surveillance sismologique et volcanologique de Mayotte. Et donc, le navire est un navire des TAAF et est opéré par l'armateur Louis Dreyfus. Il est sous-affrété par l'Ifremer. Et à bord, nous avons des scientifiques de différents instituts, pas uniquement le BRGM et l'Ifremer.

Très bien. Merci à tous les deux de nous avoir fait revivre la découverte de ce volcan sous-marin. Et bonne chance pour la suite de la mission.

Ambassadeurs Fête de la science 2020

Découvrez l'intervention des ambassadeurs Fête de la science 2020 du BRGM, Gonéri Le Cozannet, et de l'Ifremer, Elodie Fleury et apprenez-en plus sur le changement climatique et l'élévation du niveau de la mer.

© L'Esprit Sorcier