La Recherche dans les équipes

EQUIPE Dynamique de la Terre et des Planètes

EQUIPE Géosciences Marines, Observations et Imagerie innovante

EQUIPE Géodésie Spatiale, Instrumentation et Méthodes

EQUIPE Risques sur une planète changeante, Fonctionnement et résilience, de la terre à la mer

EQUIPE Séismes – Aléas et Risques

EQUIPE Séismes – Cycles

 

EQUIPE Dynamique de la Terre et des Planètes

Etude de la dynamique des systèmes géologiques terrestres à long terme et de la structure interne et l'évolution des planètes telluriques et autres petits corps du système solaire.

Responsable Marc SOSSON. Responsables adjoints Agnès FIENGA et Armel MENANT.

L’équipe Dynamique de la Terre et des Planètes positionne ses recherches sur la dynamique des systèmes géologiques terrestres à long terme et sur la structure interne et les mécanismes globaux d'évolution des planètes telluriques et autres petits corps du système solaire. L’originalité de l’équipe est de travailler sur ces deux axes thématiques en complémentarité, par une approche mêlant observations (géologiques et géophysiques, depuis la Terre ou à partir de missions spatiales), analyses et modélisations, pour quantifier les processus dynamiques qui gouvernent la formation et l’évolution de la lithosphère, des reliefs terrestres, des planètes et des astéroïdes.
Forts de nos savoir-faire respectifs développés dans ces deux axes thématiques, nous souhaitons développer une recherche de pointe en géodynamique dans le but de comprendre la contribution des processus internes et externes à l’évolution de la Terre et des planètes en couplant observations directes ou indirectes et modélisation numérique.

Objectifs et méthodes :

• Processus tectoniques et magmatiques des bassins, marges continentales et chaînes de montagne (terrain, géochronométrie, thermochronométrie, modélisations structurales et thermodynamiques)
• Diagénèse, fracturation et thermicité des réservoirs
• Dynamique (construction/destruction) du relief (terrain, datations, modélisations 3D).
• Modifications des surfaces planétaires liées aux impacts, aux chocs thermiques et aux événements sismiques.
• Déformations induites par les effets de charges de surface, et les convections mantelliques sur Terre et sur les autres planètes.
• Déformations liées aux marées et à la rotation des corps comme outil pour explorer leurs structures internes : modèle de déformation pour les planètes telluriques

EQUIPE Géodésie Spatiale, Instrumentation et Méthodes

Utiliser le lien entre instruments sur Terre et dans l’espace pour étudier la Terre dans sa globalité (systèmes de référence, champ de gravité, niveau des océans…), la dynamique des cibles dans l’espace (sondes spatiales, corps célestes) et l’atmosphère traversée par les liens (contenu ionosphérique, turbulence…).

Responsable Julien CHABE. Responsable adjoint Clément COURDE.

La géodésie spatiale utilise le plus souvent un lien entre instruments sur Terre et instruments dans l’espace. Elle permet ainsi d’étudier non seulement la Terre dans sa globalité (systèmes de référence, champ de gravité, niveau des océans…) mais aussi la dynamique des cibles dans l’espace (sondes spatiales et éventuellement les corps célestes proches comme la Lune) et certains aspects de l’atmosphère traversée par les liens (contenu ionosphérique, turbulence…). Notre équipe Géodésie Spatiale, Instrumentation et Méthodes étudie certains de ces aspects en s’appuyant sur le développement d’une instrumentation de pointe, sur des observations générées, et sur des méthodes d’analyse originales.
L’équipe est composée de chercheurs et d’ingénieurs aux compétences très complémentaires. Certains sont instrumentalistes, d’autres théoriciens ou modélisateurs.
Nous nous donnons les moyens d’être des acteurs des futures avancées scientifiques et technologiques en géodésie spatiale telles que, par exemple :

• La géodésie chronométrique (observation des variations du potentiel de gravité via le décalage gravitationnel des fréquences) ;
• Les télécoms optiques spatiales ;
• La combinaison des techniques INSAR-GNSS-Laser ;
• L’altimétrie haute résolution temporelle et spatiale (satellite SWOT).

Sur le plan instrumental, nous avons développé la station de loin la plus performante pour la télémétrie laser sur la Lune ou sur des sondes spatiales très éloignées (des millions de kilomètres). Nous développons des méthodes uniques et originales pour détecter des phénomènes violents via leurs impacts sur l’ionosphère et l’atmosphère. Nous sommes acteurs incontournables dans l’étalonnage des satellites altimétriques reconnus au niveau mondial. Nous sommes reconnus mondialement pour nos contributions aux tests de physique fondamentale (redshift gravitationnel, principe d’équivalence).

Objectifs et méthodes :

• Métrologie optique et télémétrie laser sur satellites et Lune
• Dynamique orbitale et applications
  > Tests gravitation
  > Champ de gravité
  > Systèmes de Référence
• Altimétrie spatiale
• Variations de l’atmosphère (observation d’éléments violents)
• Réseau international

EQUIPE Géosciences Marines, Observations et Imagerie innovante

Etude de la structure et de la dynamique de la terre solide et de ses interactions avec la colonne d’eau basée sur les développements de méthodes d’imagerie et d’instrumentations innovantes.

Responsable Karin SIGLOCH. Responsables adjointes Audrey GALVE et Alessandra RIBODETTI.

L’équipe Géosciences Marines, Observations et Imagerie innovante se concentre sur des problématiques scientifiques et des données provenant des océans et de leurs marges continentales. Elle fédère chercheurs et ingénieurs autour des domaines de recherche suivants :

1) L'étude de la structure et de la dynamique de la terre solide et de ses interactions avec la colonne d’eau. Cela inclut d’une part, la structure lithosphérique de la Terre solide, les interactions solide/liquide au niveau du fond de mer (et de ses sédiments) où les échanges de matière et de chaleur contribuent à créer des environnements habitables, et d’autre part les interactions tectoniques et transferts sédimentaires au travers des marges, constituant des archives des variations environnementales sur le long terme, ou occasionnant parfois des mouvement brutaux de masses d'eau, comme lors de tsunami ;

2) Le développement de méthodes d’imagerie innovantes de la Terre (solide-liquide) en recourant au calcul haute performance visant à exploiter toute l’information des enregistrements géophysiques ;

3) Le développement d’une nouvelle instrumentation (hardware, capteurs marins) mesurant in situ, au niveau du fond marin et/ou de la colonne d'eau.

L'équipe poursuivra et cherchera à amplifier les fortes collaborations initiées entre les géosciences et les sciences de l'ingénierie, dans les domaines marin et terrestre, en s’appuyant sur les développements pionniers réalisés au laboratoire sur des instrumentations et des méthodes d’exploitation de données innovantes. Cette volonté ouvrira des opportunités de développements instrumentaux et méthodologiques des géosciences marines vers d’autres disciplines des sciences marines (acoustique, biologie, océanographie et sciences du climat).

Objectifs et méthodes :

• L’océan, du sous-sol à la colonne d’eau : structures, évolutions et échanges : impact sur la chimie de l’eau et la biodiversité
• Zones actives (subduction, dorsales, points chauds, marges étirées) déformation temps courts/temps longs, mouvements verticaux, phases d’émersion, axe Terre-Mer, Sismogenèse.
• Ecoute océanique globale : bruits et signaux biogènes météorologiques, sismiques, volcaniques, glaciaires, anthropiques
• Ondes, imagerie et développements méthodologiques
• Innovations instrumentales : hydrophones, Fibre+DAS, OBS nouvelles générations…

EQUIPE Risques sur une planète changeante, Fonctionnement et résilience, de la terre à la mer

Etudier le déclenchement de phénomènes catastrophiques, les processus et interactions associés et prévoir leurs dynamiques spatio-temporelles et leurs conséquences.

Responsable Sébastien MIGEON. Responsable adjointe Damienne PROVITOLO.

Notre équipe Risques pluridisciplinaire associe des enseignants-chercheurs, chercheurs et ingénieurs en Géosciences, en Chimie et en Sciences Humaines et Sociales, afin de comprendre le déclenchement de phénomènes catastrophiques et les processus et interactions associés, de prévoir leurs dynamiques spatio-temporelles et leurs éventuelles conséquences. Ceci concerne trois principaux objets d’étude : 1) les aléas géologiques et hydro-climatiques à dynamique rapide [glissements de terrain à terre et en mer, paléo-séismes, tempêtes et cyclones, crues/paléo-crues et inondations rapides] et plus lente [sécheresses et étiage induits des hydrosystèmes, glissement de terrain], 2) les aléas et risques anthropiques à dynamique moyenne et lente (nature, origine et transport de pollution, impact des contaminants sur les organismes, surexploitation des aquifères et salinisation/pollution des masses d’eau), 3) les mécanismes et dynamiques de résiliences des territoires et des populations face aux risques et aux crises.

Nos actions de recherche ont pour but :
1) d’observer et de collecter des données, notamment via l'instrumentation de site, des Observatoires dédiés tels que l'OMIV, l’ORREC (Observatoire Régional de Recherche sur l’Environnement et le Climat à Djibouti), des campagnes en mer et à terre (collecte de séquences sédimentaires marines et lacustres), et des enquêtes, retours d'expérience et expérimentations par réalité virtuelle ;
2) de modéliser, d'analyser et de comparer les aléas et les risques naturels et anthropiques dans leur singularité (processus) à terre et en mer, et dans leur multi-dimensionnalité afin de considérer les interactions et les cascades de risques (relations séisme-glissement, actions des fluides sur les versants continentaux et sous-marins, glissements générés par l’action combinée d’effets anthropiques et climatiques, reconstitution des paramètres hydrologiques des évènements extrêmes (crues et étiages) et impact sur la stabilité des versants, dispersion des polluants et disponibilité des ressources en eau), afin d’essayer in fine de mieux s’en prémunir. La meilleure connaissance des aléas et des enjeux territoriaux permet notamment d’alimenter des recherches visant à expliquer et comprendre, à différentes échelles, les vulnérabilités et résiliences des villes, des organisations et des populations face à ces événements.

Les recherches se structurent autour de 5 axes fédérateurs : 1) les aléas géologiques et hydroclimatiques et la compréhension de leurs mécanismes forçant, 2) les risques environnementaux et sanitaires liés aux contaminants, 3) les couplages entre aléas et facteurs déclenchant (séismes/glissement, fluides/glissements, climat/sécheresse-inondation), 4) la résilience des villes, spécifiquement littorales, et la gestion de crise 5) la résilience, la sécurité et la sûreté des populations. Des actions de transfert de connaissances et de résultats vers les acteurs socio-économiques seront aussi menées, en partenariat avec le Service Education de Géoazur et dans le cadre du Plan Séisme départemental des Alpes-Maritimes.

Objectifs :

• Aléas géologiques et hydro-climatiques (glissements de terrains, tempêtes, crues, inondations, sécheresse des hydrosystèmes…)
• Aléas et risques anthropiques (contaminations, surexploitation des aquifères…)
• Mécanismes et dynamiques de résiliences des territoires et des populations face aux risques et aux crises

EQUIPE Séismes – Aléas et Risques

Etude des différentes composantes de l’aléa sismique, de la source en profondeur jusqu’aux vibrations du sol en surface et dans les bâtiments.

Responsable Cédric TWARDZIK. Responsables adjoints Frédérique LECLERC et Luca LENTI.

L’équipe Séismes - Aléas et Risques positionne ses recherches sur les différentes composantes de l’aléa sismique, de la source en profondeur jusqu’aux vibrations du sol en surface et dans les bâtiments.

L’étude des failles actives, à terre et en mer, de leurs architectures et de leurs histoires, a pour objectif de mieux comprendre quelles propriétés influencent les séismes, et de mieux contraindre l’aléa sismique et tsunami dans le temps et dans l’espace.
La déformation active est également appréhendée au travers de l’analyse fine de la micro-sismicité, avec la mise en œuvre de techniques variées de création de catalogue de sismicité et de localisation (double différences, machine learning, template matching, modèles 3D, ...), avec un focus particulier sur l’étude de l’influence des fluides (essaims, migrations, sismicité induite et déclenchée…).
L’équipe continue de travailler sur le développement et l’amélioration de méthodes d’inversion de la source des séismes, avec une orientation à la fois vers l’obtention d’information rapide et vers l’analyse fine de séismes d’intérêt particulier.
La caractérisation et la prédiction des mouvements sismiques en considérant les modulations apportées par la présence des sols de subsurface est abordée à la fois par l’observation, la modélisation et la simulation : effets de site, réponse non linéaire des sols, interactions sols-structures, vulnérabilité des bâtiments. Le sujet du déclenchement des glissements de terrain par les ondes sismiques est également traité avec un focus particulier sur le rôle des paramètres géométriques et mécaniques caractérisant la sollicitation et les systèmes instables.
Enfin, nous souhaitons développer des recherches de pointe en sismologie environnementale dans le but de comprendre et monitorer les processus environnementaux comme les crues ou les glissements de terrain (à terre et en mer), en utilisant des capteurs sismologiques et des fibres optiques

Principaux chantiers géographiques (liste non exhaustive) : Sud-Est de la France, Amérique du Sud, Haïti, Antilles, Grèce (IRP Corinthe), Italie (Cerema), ...

Objectifs et méthodes :

• Etude des failles actives à terre et en mer (propriétés, histoire : déclenchement et propagation des séismes),
• Analyse fine de la micro sismicité, focus sur l’influence des fluides
• Développements/améliorations des méthodes d’inversion de la source des séismes,
• Caractérisation/prédiction des mouvements du sol et batis en fonction des propriétés du sol (effets de sites, réponse non linéaire des sols, interactions sols-structures, vulnérabilité des bâtiments)
• Sismologie environnementale (crues, glissements de terrain, à terre et en mer, via les capteurs sismologiques et des fibres optiques).

EQUIPE Séismes – Cycles

Observation et étude des processus du cycle sismique et de leur prédictibilité.

Responsable Jean-Paul AMPUERO. Responsable adjoint François PASSELEGUE.

Notre équipe Séismes - Cycles se concentre sur l’observation et l’étude fondamentale des processus du cycle sismique et de leur prédictibilité : l’initiation des grands séismes, la dynamique de leur rupture, les interactions entre glissement sismique et asismique. Nous développons aussi des pendants appliqués de cette recherche, tels que les systèmes d’alerte précoce et la surveillance de réservoirs en mer.

Nous nous appuyons notamment sur les approches de modélisation théorique et numérique de la mécanique de la rupture et du cycle sismique, l’expérimentation en laboratoire sur matériaux terrestres et analogues, l’analyse jointe des signaux sismologiques et géodésiques, sur des technologies nouvelles d’instrumentation sismologique telles que le DAS (Distributed Acoustic Sensing), des méthodes nouvelles d’analyse de données telles que l’Intelligence Artificielle, et des signaux géophysiques nouveaux tels que les PEGS (Prompt Elasto-Gravity Signals).

Objectifs et méthodes :

• Initiation des grands séismes, dynamique de la rupture, interactions glissement sismique / asismique
• Systèmes d’alerte précoce
• Surveillance de réservoirs en mer
• Modélisation théorique et numérique de la mécanique de la rupture et du cycle sismique
• Expérimentation en laboratoire sur matériaux terrestres et analogues
• Analyse jointe des signaux sismologiques et géodésiques, sur des technologies nouvelles (Fibres+DAS, IA, signaux gravitationnels).