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Libres Savoirs >> Sciences de la terre et génie de l'environnement >> Génie et sciences de la terre
Responsables :

Hervé Chauris
  
Pascal Podvin
  


Niveau : Graduate

Langue du cours : Français

Nombre d'heures : 266

Crédits ECTS : 42
SGS_op_G2 Géosciences (option)
Ressources Pédagogiques :
Objectifs: L’option Géosciences se donne comme objectif de former des ingénieurs dans la thématique des Géosciences en lien avec de nombreuses problématiques industrielles (eau, environnement, déchets nucléaires et non-nucléaires, exploration/production pétrolière, secteur minier, grands travaux…), mais aussi en lien avec les pouvoirs publics (aménagement du territoire, réglementation environnementale, installations classées…). En parallèle de la découverte des métiers liés aux Géosciences, l’option oriente la formation au travers de trois approches complémentaires que sont : (1) les observations des objets naturels, (2) un travail en laboratoire, (3) des outils de physique mathématique pour la compréhension des phénomènes physiques et chimiques.

Les disciplines liées aux Géosciences sont très variées. Elles incluent la géologie de terrain, la géophysique, l’hydrologie, la géochimie, la géotechnique, … L’expérience de terrain en géologie est irremplaçable. Elle se fonde sur l’observation des phénomènes naturels et est un atout essentiel pour la modélisation des processus physiques et chimiques. Par exemple, la connaissance du sous-sol pour l’implantation d’un réservoir pour le stockage souterrain du CO2 ou des déchets radioactifs, voire l’implantation d’une décharge, sont des applications pour lesquelles les Géosciences jouent leur rôle multi-disciplinaire. D’un côté, la géologie va permettre de décrire les terrains superficiels. Elle va aussi donner des informations précieuses sur l’histoire des formations et par exemple sur la stabilité à long terme (importante pour le cas des déchets radioactifs enfouis). La géophysique analyse elle les données enregistrées à la surface (ondes sismiques, potentiel électrique, champs magnétique ou gravitationnel, …) et a pour objectif de déterminer les paramètres du sous-sol (la vitesse des ondes, l’atténuation intrinsèque du milieu, un modèle de résistivité, la distribution des masses, …). Pour cela, les phénomènes physiques doivent être bien compris et bien représentés (choix de l’équation des ondes, …). L’apport de la géophysique est donc complémentaire à celui de la géologie car elle va permettre d’avoir une image 3D du sous-sol (acquisition des données, traitement et interprétation). Mais la résolution des problèmes inverses est mal contrainte (d’autant plus que les données sont enregistrées à la surface en général) : la géologie et des données de forage sont alors essentielles pour obtenir des résultats plus fiables. Lorsqu’un premier modèle de Terre est obtenu, l’hydrogéologie va permettre de comprendre l’écoulement des eaux souterraines. Couplée à la géochimie, elle pourra essayer de prédire d’éventuelles pollutions (migration de radionucléides, ….). La biologie peut elle aussi contribuer à la compréhension globale avec l’étude de l’impact des bactéries sur la transformation de la matière. En résumé, les Géosciences couvrent plusieurs disciplines qui sont complémentaires les unes des autres.

L’évolution des Géosciences va vers une meilleure quantification des phénomènes. En géophysique, il s’agit par exemple de détecter la présence de fluides. La méthode électrique peut distinguer entre des fluides conducteurs et des fluides plus résistifs. A elle seule, elle ne pourra cependant pas localiser les fluides. En combinant les méthodes sismiques et électriques, il sera peut-être possible d’y parvenir. Le développement de la physique mathématique est crucial pour retrouver certains paramètres physiques (porosité, perméabilité, …) afin de mieux comprendre les réactions de l’environnement á un stress particulier (stockage, exploitation d’eau ou de pétrole, …) et pour également optimiser l’exploitation des ressources du sous-sol.

En fonction des objectifs de chaque élève, un accent plus ou moins fort sera mis sur l’observation des phénomènes naturels, les expériences en laboratoire, la physique des phénomènes, …  Pour cela, l’option s’appuie sur le centre de Géosciences de Mines Paristech (45 permanents scientifiques), des instituts académiques (e.g. IPGP, Paris VI, …) et des professionnels de plusieurs secteurs industriels (pétrole, mine, grands travaux, stockage, eau, environnement, déchets, …).

Des détails complémentaires sur direns.mines-paristech.fr href="http://direns.mines-paristech.fr/Sites/option-geosciences" target="_blank" title="Site Géosciences">



Programme: Deux semaines de Février (2A) :

La période a deux objectifs : (1) étude de la « géomorphologie du paysage », avec du terrain dans la Baie du Mont Saint-Michel. L’objectif est de mieux comprendre les processus hydro-sédimentaires et leur enregistrement dans le paysage. Les applications concernent l’aménagement du territoire et  l’impact de l’homme sur l’environnement. (2) « la géophysique : quels outils, quels metiers ? ». L’objectif de la seconde partie est de donner des clés pour comprendre ce que peut apporter la géophysique (principes, traitement des donnéee, applications variees, limites de la géophysique, …). En parallèle, des visites sont organisées pour comprendre les métiers lies à la géophysique dans un grand groupe international pétrolier, au sein d’une petite entreprise de service et dans un laboratoire universitaire. Enfin, les élèves sont amenés à réaliser une étude bibliographique (en 2012 sur l’hydro-géophysique : la géophysique au service de l’eau). L’un des objectifs pédagogiques est la lecture comparée d’articles scientifiques.

Mois d’octobre (3A), ainsi que les mercredis associes du semestre 5 :

  • Voyage d'option (1 semaine) sur l'île de la Réunion en 2012 sur le thème : « étude de l’édifice volcanique de la Réunion », avec du terrain, la découverte du fonctionnement d’un laboratoire d’observation sismologique et des ouvertures vers détection des cavités, la ressource en eau et la géothermie
  • Visites d'entreprises (> 1 semaine) telles que l’Andra, IRSN, Total, CGGVeritas, Veolia, Saur, Storengy, Areva, …
  • Terrain dans les Pyrénées espagnoles (1 semaine) qui porte sur l’étude d'un analogue de terrain dans des zones carbonatées fracturées. Cette étude permet de voir à l’affleurement des structures similaires à celles des réservoirs pétroliers et de mieux comprendre le fonctionnement d’un réservoir (pour l’eau, le pétrole, le stockage du CO2, …)
  • Enfin, des cours / TP  en géochimie et hydrologie (1 semaine)

Les travaux d’option, comme les débouchés, couvrent un large spectre de domaines (gestion de la ressource en eau, pollutions et études de sites pollués, gestion des déchets, géosciences pétrolières, sciences de l’environnement, risques naturels, …). Ils mettent l’accent sur l’une des trois composantes essentielles en Géosciences : le terrain, l’expérimental, et la modélisation. C’est l’occasion d’approfondir ses connaissances dans un domaine plus particulier. Des exemples de sujets d'option dans les dernières années :

Travaux d’option liés au terrain :
-Analyse de la karstification des réservoirs analogues (Total)
-Répercussions de la dynamique de la mise en place de la calotte antarctique sur les paysages miocènes du Sud de l’Europe de l’Ouest (Mines Paristech)

Travaux d’option liés à l’expérimental :
-Etude des modifications subies par une argilite au contact de barrières ouvragées : approche expérimentale et modélisation (IRSN)
-Dépollution de nappes à l’aide de nanoparticules de fer : expériences de transfert en laboratoire et modélisation hydrodynamique (INERIS)

Travaux d’option liés à la modélisation physique ou géochimique
-Modélisation du développement de l'anisotropie sismique dans le manteau convectif (IPGP)
-Détermination des paramètres hydrodynamiques du bassin des Avenelles par inversion de données piézométriques (Centre de Géosciences, Mines Paristech)
-Modélisation du rôle des gaz annexes dans le stockage géologique de CO2 (Total)
-Durabilité des revêtements lors du stockage adiabatique de l'air comprimé pour la production d'électricité (GDF SUEZ, Saint Gobain, CEA/LITEN)
-Etude du pouvoir d’auto-réhabilitation d’exploitation minière d’uranium (AREVA)
-Contrôle de la sismique 4D en temps réel (CGGVeritas)
-Mise en place d'une méthodologie quick look pour l'estimation des réserves/ressources des sables bitumineux de l'Athabasca (Total)
-Elimination du chlorure de vinyle dans les réseaux d’eau potable (SAUR)

Travaux en environnement :
-Construction d'un outil de gestion en temps réel des réseaux avec détection d'événements (fuites, qualité) (SAFEGE)
-Gestion des déchets de façon durable et innovante dans les gares du futur Grand Paris Express (Societe du Grand Paris)



Niveau requis :

Dernière mise à jour : mardi 5 mars 2013

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