Fête de la science 2023

À mon tour, je vous emmène visiter les sites des Jeux olympiques et paralympiques 2024 pour découvrir ce qui se cache sous les pieds des athlètes. Pour ça, je suis accompagné de trois chercheurs du BRGM. Bonjour à tous les trois. Bienvenue. Vous êtes tous les trois géologues. Je vais vous présenter. À ma gauche, Blandine Gourcerol. Bonjour. À côté de vous, il y a Anne-Sophie Serrand. Et ensuite, on a le plaisir d'avoir Nicolas Charles à l'extrême gauche. On va tout de suite partir un peu loin de l'Hexagone, dans l'océan Pacifique Sud, à Tahiti, en Polynésie française, plus exactement dans le village de Teahupo'o, puisque là-bas va se dérouler un événement sportif. Blandine, que va-t-il se passer en Polynésie française ? L'ensemble des épreuves de surf vont avoir lieu à Teahupo'o, qui est un site assez particulier. Quelle est la particularité du site ? Pourquoi on y va ? Il faut savoir qu'à Teahupo'o, on va avoir des vagues de type reef break, assez régulières, très puissantes, de type tube qui vont mettre tous les participants sur un même pied d'égalité. Ce sont des vagues hors normes et vraiment propices à la pratique du surf. Dans le monde du surf, ces vagues sont très connues. Elles sont surtout connues depuis que Laird Hamilton, un Américain, a réussi à dompter une vague de plus de 12 m de haut. Je n'aurais pas aimé être à sa place. On salue l'exploit. Alors, comment expliquer qu'on ait des vagues aussi impressionnantes à cet endroit-là ? Cette spécificité est due aux paramètres de l'île de Tahiti, où se trouve Teahupo'o. Il faut comprendre comment se forme un archipel. Tahiti fait partie d'un archipel de la Société qui comprend un chapelet d'îles volcaniques dont fait partie Tahiti, qui est également un volcan éteint. Pour former ces chapelets d'îles, il faut un point chaud. C'est une remontée de magma qui va craquer la croûte terrestre... Ça veut dire que le point chaud est sous l'eau.

-Exactement.

-À l'intérieur de la croûte terrestre.

-Exactement. Il va faire une percée sur la croûte océanique. Cela va générer un volcan. Lorsque la plaque océanique s'éloigne progressivement de la dorsale, on éloigne progressivement le volcan du point chaud qui est fixe et qui continue d'émettre du magma. C'est comme si on avait une feuille de papier, qu'on faisait des petits trous et qu'on la déplaçait systématiquement, et on se retrouve avec plein de petits trous. C'est ça. On a créé des volcans successifs qui vont s'éteindre progressivement. Lorsqu'on va éteindre ces volcans, la plaque va s'enfoncer progressivement parce que les volcans vont refroidir, la densité va augmenter. On va avoir une sorte de subsidence de ces volcans, puis une érosion associée. Ça, c'est le cycle de vie d'un atoll, on va appeler ça comme ça. Une île volcanique va se former. Sur le pourtour de cette île vont se former des récifs frangeants. Ça va former une sorte de couronne autour ? Directement sur la paroi du volcan. On va profiter du peu de profondeur d'eau et de la forte lumière pour générer de la vie. Au fur et à mesure de la vie de cette île, on va avoir une érosion, et on continue à subsider légèrement l'île. Là, un lagon va être généré entre le récif corallien, le lagon et l'île. C'est le cas de Tahiti. Si on va encore plus loin dans l'existence d'un atoll, l'île finit par disparaître, elle va être submergée totalement. On continue à avoir ce lagon et ce récif barrière. Et puis, lorsque la plongée de la plaque océanique est trop importante par rapport à la croissance verticale du récif, on commence à avoir disparition de l'atoll. Le volcan qui était là au départ va complètement disparaître, et il ne va rester que ce récif. Qui va mourir à un moment donné. Ça, c'est à quelle échelle ? Ça veut dire que dans quelques années, on ne pourra plus surfer ? C'est à l'échelle de quelques millions d'années. Vous nous rassurez. On pourra bien assister à la compétition des Jeux olympiques et paralympiques. Comment on explique la formation de cette vague ? On a bien compris qu'un récif s'était formé. Mais pourquoi on a une vague, maintenant ? Dans le cas de Tahiti, on est sur un lagon. On a une île, le lagon et le récif barrière. Lorsque la vague va arriver, elle va monter en puissance car frappée contre le récif. Elle va monter et l'eau du lagon va être attirée par la puissance de la vague. Ça fait une sorte d'aspiration ? Totalement. Les deux forces vont s'aligner et on aura formation de tubes. C'est pour ça qu'on obtient des vagues aussi impressionnantes. Ce récif, c'est un mix entre l'animal et le végétal, c'est ça ? Et le minéral ? Le récif a besoin de la paroi rocheuse pour se développer. On a des interactions très importantes. Ça sert d'habitat pour un certain nombre de poissons. C'est un endroit qui représente un écosystème très important pour la planète. Vous disiez que ça sert d'habitat pour les animaux. Mais ça a aussi un intérêt pour les populations de ces îles. Quel est cet intérêt ? Le récif barrière, comme son nom le présente, a vocation à faire une barrière pour cette île et à préserver le rivage des tempêtes, des vagues, et à préserver le lagon avec son écosystème ou encore les mangroves qu'on retrouve plus dans les terres, et à éviter de perturber l'écosystème directement sur place. C'est marrant car finalement, on comprend que le récif forme des vagues, mais il a aussi le rôle de les atténuer.

-Exactement.

-C'est amusant. Je me tourne vers vous, Nicolas. Ici, plus proche dans l'Hexagone, on n'a pas de récif. Alors, comment on peut se protéger et protéger nos côtes ? C'est un enjeu majeur en temps de réchauffement climatique. On sait qu'il y a une élévation du niveau marin de quelques millimètres chaque année. Je peux citer l'exemple de la côte méditerranéenne, à Sète, où on a des lits d'eau, de fines bandes côtières de sable. Il y a eu des expérimentations faites sur le fond de la mer. On a posé d'énormes boudins pour briser la houle, pour que, justement, ça diminue l'activité érosive sur la côte. Il y a donc des recherches là-dessus pour minimiser justement cette érosion littorale. Puisqu'on est dans l'Hexagone, on va se diriger sur un autre site des futurs Jeux olympiques et paralympiques, un lieu mythique qui accueillera les épreuves d'équitation, de para-équitation et de pentathlon. C'est Versailles. Ce lieu a un relief particulier. Anne-Sophie, pouvez-vous nous expliquer à quoi ça ressemble ? Le site de Versailles est en forme de gouttière. On est dans un pli sous forme de gouttière. Dans le jargon, on appelle ça un pli synclinal.

-Tout à fait.

-On a un schéma. On va le montrer, et vous allez nous expliquer ce qu'on voit à l'écran. Là, on voit le pli synclinal. À quoi correspondent les différentes couleurs ? Elles vont représenter les différentes couches, les différentes formations géologiques qui ont été plissées dans une forme, comme vous le voyez ici, de gouttière. C'est un épisode qui a commencé il y a environ 50 à 40 millions d'années, au moment où, ça peut sembler assez paradoxal, assez éloigné, de la formation des Pyrénées. Il y a 40 millions d'années, il faut imaginer qu'on avait l'Ibérie, les actuels Espagne et Portugal, qui était au niveau de la Bretagne, qui s'est mise à tourner, et ensuite, qui est venue pousser le bas de l'Hexagone, ce qui a produit la création d'une chaîne de montagnes, les Pyrénées.

-On va y revenir. Je voudrais comprendre à quelle échelle on a ce pli. Est-ce à l'échelle des jardins de Versailles ? Est-ce à l'échelle de toute la ville ? C'est grand comment ? On a un extrait de la carte géologique de Paris. On est sur une échelle de plusieurs kilomètres. Donc c'est quelque chose qui s'étend sur de grandes distances.

-Plusieurs dizaines de kilomètres. Vous le disiez, il y a un lien avec les Pyrénées.

-Oui. Au moment où se sont créés les Pyrénées, il y a eu un retentissement sous forme de plissement à très longue distance par rapport aux Pyrénées. On a même des effets de cette collision pyrénéenne jusqu'en Normandie, et donc ici, également, au niveau du Bassin parisien. Je reprends l'exemple de ma feuille de papier. C'est un peu comme si on faisait une collision entre deux feuilles et qu'on avait des plis qui apparaissaient à l'autre extrémité.

-Oui. Si vous voulez, on peut le faire.

-Il ne faudrait pas abîmer votre carte.

-C'est exactement le même principe.

-D'accord. L'étude du relief, ça porte un nom dans les géosciences ? C'est quoi ? On appelle ça la géomorphologie. Ça consiste à décrire le paysage en termes de plis, de différents reliefs, dont un type de relief dont va parler Nicolas juste après et qui nous donnent des indices pour comprendre l'histoire géologique du secteur. Vous-même, vous travaillez sur les études du relief ? Oui. Ça fait partie du genre d'études qui sont menées, du travail d'un géologue. On va passer à un troisième site. C'est la butte Montmartre. On reste dans la région parisienne. Là va se dérouler le parcours du cyclisme, Nicolas ? Ça fera partie d'un des cols classés pour l'épreuve cycliste. Pour rappel, la butte Montmartre est le point culminant de Paris. 130 m par rapport au niveau de la mer. Globalement, la hauteur par rapport au plus bas point de Paris, c'est 60 à 70 m de hauteur. Ça fait un petit dénivelé à grimper. Comme le disait Anne-Sophie, c'est une structure du relief assez particulière. C'est encore un élément de géomorphologie. C'est typiquement une structure qu'on appelle une butte témoin. Butte, tout le monde comprend. On a un relief. Témoin parce qu'elle est isolée et qu'elle témoigne des terrains qui étaient environnants mais qui aujourd'hui n'existent plus, ont été érodés. Cette érosion s'est faite de façon assez récente, il y a quelques millions d'années.

-Tout est relatif. Récent... Je me mets dans ma tête de géologue. On est dans le temps long. La particularité de la butte Montmartre... Tout le monde connaît la chapelle du Sacré-Coeur. Elle repose...

-La basilique. La basilique repose sur des fondations à 40 m de profondeur. Pourquoi ? Parce que ça vient de la nature du sous-sol de la butte. Il se trouve qu'au sommet de la butte, on a les sables de Fontainebleau, qu'on peut retrouver en hauteur. Il y a un échantillon ici. D'ailleurs, les sables de Fontainebleau, Anne-Sophie, pour le site de Versailles, c'est typiquement le terrain d'équitation olympique. On retrouve ça dans toute la région parisienne ? Exactement. C'est exploité autour de Fontainebleau pour sa qualité très pure en termes de silice, notamment pour fabriquer du verre. La meilleure connaissance de la butte Montmartre a permis de construire la basilique du Sacré-Coeur ? Oui. Pour mieux la soutenir, c'est mieux de connaître ce qui se passe en profondeur, notamment...

-Avec une adaptation particulière ? Oui. Il faut des piliers assez puissants pour être sûr de la stabilité de l'édifice. Au-delà de ça, la particularité de la butte Montmartre, c'est que c'était une zone de carrière. On exploitait beaucoup le sous-sol au 19e siècle, et qu'est-ce qu'on y exploitait ? Ce type de roche. C'est quoi, ça ? C'est un minéral, du gypse. Le gypse sert à la fabrication du plâtre. D'ailleurs, dans la littérature scientifique ou anglo-saxonne, on parle souvent du "plâtre de Paris" parce qu'historiquement, le plâtre était exploité un peu partout en région parisienne.

-Toujours, d'ailleurs.

-Il est encore exploité ? Vers Roissy, notamment. C'est une source très connue de gypse.

-On en trouve ailleurs en France ?

-Bien sûr. Dans le sud de la France, et on a d'autres gisements. Mais globalement, c'est largement exploité en région parisienne. Je reviens à cette butte Montmartre. On parlait de butte témoin. C'est un vestige. Mais qu'est-ce qu'on retrouve après, sous le sol parisien ? Du gypse ? Oui. Le gypse, on le retrouve à l'échelle de la région parisienne. Sur la butte Montmartre, malheureusement, on a perdu, à cause de l'urbanisation, l'accès direct aux affleurements. Mais on peut le retrouver dans la région que j'évoquais, vers Roissy ou Orly. Sous Orly, on a du gypse. Il faut voir une continuité. Là, on a la carte. Il y a une coupe géologique. C'est comme si on coupait un gâteau. On peut voir les différentes strates qui se dégagent. On voit la continuité de cette couche de gypse. D'où provient ce gypse? Comment expliquer qu'aujourd'hui, on en ait autant en région parisienne ? Ce gypse date d'il y a environ 35 millions d'années, à une période où... Assez récente, pour vous. Effectivement, à l'échelle géologique. La Terre ayant 4,5 milliards d'années, c'est très jeune. Il y a 35 millions d'années, le paysage est bien différent d'aujourd'hui. On a une mer très peu profonde. Cette tranche d'eau très peu profonde fait qu'on a beaucoup d'évaporation. Un peu comme dans un marais salant, on va précipiter le minéral gypse qu'aujourd'hui, on exploite. Pouvez-vous nous décrire la roche devant vous, et ce qu'on trouve à l'intérieur ? Ici, on voit des petites formes très particulières, des cristaux de gypse. On appelle ça "en pied d'alouette" parce que ça rappelle typiquement la forme d'un pied de l'oiseau. Il y a plusieurs types. C'est typiquement ça qu'on exploite dans les grandes carrières parisiennes, que ce soit à ciel ouvert ou en souterrain. Il y a de véritables cathédrales. On avait eu la chance, avec Anne-Sophie, de les visiter. On a carrément des arcs qui font une douzaine de mètres de haut en profondeur. On n'a pas parlé des autres roches que vous avez devant vous. Pouvez-vous me les décrire ? Ce sont des roches volcaniques. On a ramené des laves. Là, c'est une lave du Vésuve. Pourquoi elles ont deux couleurs différentes ? C'est leur composition. Elles sont un peu variantes. Celle-ci a peut-être plus de magnésium que celle-ci, qui a plus de fer, par exemple. D'accord. Et celle-ci, devant ? C'est une bombe volcanique.

-On est sur...

-Une bombe volcanique. C'est-à-dire ? C'est un type de volcan strombolien qui va émettre des éjectas qui vont cristalliser en vol. Très bien.

-Comment ?

-Elle est désamorcée.

-Aucun risque.

-Vous nous rassurez. Parlez-nous un peu plus de votre travail au quotidien au BRGM. Sur quels aspects vous travaillez ? Davantage sur les métaux, Blandine ? Oui. Les métaux et les métaux critiques, notamment le lithium, sur lequel on a fait une vidéo précédemment. À quoi vous vous intéressez spécifiquement ? On va essayer de savoir où se trouvent les métaux nécessaires à notre société, et d'avoir un regard critique par rapport à leur exploitation potentielle ou par rapport à un critère d'exploitabilité. On aura l'occasion tout à l'heure de parler des matériaux et des métaux dans le sport. Anne-Sophie, sur quels aspects vous travaillez au BRGM ? On va pouvoir mener soit des études pour des industriels, qui vont avoir des problématiques très concrètes d'approvisionnement en certains métaux ou minéraux, parce que des métaux et des minéraux, on en trouve partout. Je vous mets au défi de trouver quelque chose ici qui n'a pas une petite once de minéral dans sa composition. Il y a ce côté appui aux industriels, et on a un volet d'appui aux politiques publiques. On aide les ministères ou alors les services déconcentrés de l'État à se questionner sur un approvisionnement responsable en matières premières minérales. J'allais dire, Nicolas, le BRGM joue un rôle clé pour répondre aux enjeux climatiques. Effectivement. Via tout un tas de disciplines. Là, on a ce document de référence qui s'appelle la carte géologique. Ça fait partie de notre travail. C'est l'établissement de référence pour la carte géologique en France. C'est une base de connaissances pour un tas d'autres éléments, comme la gestion des risques au niveau du territoire. On en a beaucoup entendu parler cet été avec la sécheresse, c'est-à-dire la gestion de l'eau. En France, plus des 2/3 de l'eau que l'on consomme, quand on ouvre le robinet, vient du sous-sol. On a besoin de spécialistes de l'eau, d'hydrogéologues. Ils ont été largement sollicités cette année. Ils se basent sur la connaissance qu'on peut avoir du sous-sol via ce document de référence. Tout ça est en lien avec le réchauffement climatique. L'autre chose aussi, c'est le temps long. Le réchauffement climatique qu'on vit n'est ni le premier ni le dernier. La planète en a vécu tout au long de son histoire. Mieux comprendre l'évolution des climats par le passé, c'est aussi mieux comprendre comment on peut atténuer, réussir à s'adapter mieux à l'avenir à celui en cours. 

La Fête de la science, c'est l'occasion de montrer notre métier, de faire connaître notre métier au grand public. Donc, sur le site du BRGM, j'anime un atelier sur un piézomètre. C'est un forage qui va dans le sol, pour qu'on voie le niveau d'eau. On mesure avec une sonde ce niveau d'eau, on met une caméra dans ce forage et on voit la nappe, puisqu'on plonge la caméra dans l'eau. C'est l'occasion de voir cette eau qui circule sous nos pieds. Ça permet aussi de discuter avec des personnes de différents horizons, de différents âges, et parfois de créer des vocations auprès des plus jeunes, des adolescents et des enfants. D'un point de vue sportif, dans la spéléologie, ce qui m'a attirée, c'est le dépassement de soi, connaître son corps, connaître ses limites, savoir écouter son corps pour savoir quand il faut s'arrêter, pour manger, pour se reposer. Alors, des anecdotes, on en a plein, quand on va sur le terrain notamment. Euh... On a... Alors, déjà, on a des piézomètres qu'on suit régulièrement. J'ai travaillé pendant plusieurs années en Picardie, dans l'ancienne région Picardie. Et on avait la gestion de 113 piézomètres. Chacun a sa petite histoire. Au bout de quelques années, on les connaît par coeur. C'est un peu nos enfants, on les chouchoute, on s'en occupe, pour qu'ils nous transmettent les données. On connaît leur histoire, leur propriétaire. Donc, des anecdotes sur ces piézos, on en connaît beaucoup. Et ensuite, des anecdotes, on en a plein aussi quand on va faire des campagnes de terrain, quand on part avec notre petite sonde pour mesurer sur un secteur le plus de puits possible, pour faire une carte très complète sur les eaux souterraines. C'est du porte-à-porte, on toque chez les gens pour savoir s'ils ont un puits. Donc, on rencontre plein de monde. Ça permet parfois aux personnes de se rendre compte qu'elles ont un puits dans le jardin, car ils sont dans nos bases de données. Ça permet de voir des puits qui sont assez exceptionnels dans des châteaux ou dans des églises, parfois. Des anecdotes, on en acquiert au fur et à mesure quand on fait du terrain.