Parcours Earth System Sciences 1re et 2e années

UE ouverte aux M1 et M2, semestres 7-9 années paires

L'objectif de cette UE est d'examiner le comportement de la lithosphère et de la croûte, à des échelles spatiales allant de la Terre globale à celle du chaînon montagneux. Une part importante consiste à replacer la tectonique des plaques dans l'ensemble du manteau en convection. De même, l'évolution des chaînes de montagnes est comprise dans le cadre géodynamique général. La déformation de la surface est expliquée par les effets cumulés de la tectonique crustale et lithosphérique, de la convection mantellique, et des processus de surface. Le développement du cours est largement fondé sur l'analyse de la tectonique Cénozoique, en s'appuyant sur de nombreux exemples régionaux. Une approche pluridisciplinaire est développée, de manière à s'emparer des outils analytiques et de modélisation géodynamique afin d'interpréter les observations issues de la géophysique ou de l'archive géologique.

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The objective of this course is to examine the behavior of the lithosphere and of the crust, at spatial scales ranging from the global Earth to the mountain range. An important part of the course is meant to place plate tectonics in the broad context of mantle convection. Similarly, the evolution of mountain ranges is understood within the general geodynamic framework. Surface deformation is explained by the cumulative effects of crustal and lithospheric tectonics, mantle convection, and surface processes. The development of the course is largely based on the analysis of Cenozoic tectonics, using multiple regional examples. A multidisciplinary approach is developed, in order to use analytical tools and geodynamic modeling to interpret observations from geophysical datasets or from the geological record.

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UE ouverte aux M1 et M2, semestre 7 années impaires

Ce cours porte sur les interactions et les relations de rétroaction entre la tectonique et les processus de surface contrôlés par le climat, avec un accent particulier sur l'évolution des ceintures de montagnes telles que les Alpes, les Andes ou l'Himalaya. Dans ce contexte, les échelles de temps sur lesquelles les processus géologiques façonnent la surface de la Terre sont d'une grande importance. Par conséquent, la détermination de la chronologie et la quantification des processus géologiques à l'aide d'un large éventail de techniques de datation sont au cœur de ce cours dans le but de modéliser l'évolution du paysage. La moitié du cours sera basée sur des exercices pratiques, des études de cas et des présentations, afin que les étudiants participent activement à l'enseignement de ce cours. Le cours sera en anglais.

This course is on the interactions and feedback relationships between tectonics and climatically controlled surface processes, with a particular emphasis on evolution of mountain belts such as the Alps, Andes or Himalayas. In this context, the timescales on which geological processes shape the surface of the Earth are of great importance. Therefore, the determining the timing and quantifying geological processes through wide range dating techniques are at the core of this course with the objective of modelling landscape evolution. Half of the course will be based on practical exercises, case studies and presentations, so that the students will actively participate in the teaching of this course.The course will be in English.

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Description et quantifications des processus qui gèrent la pétrologie magmatique et métamorphique Cristallisation fractionnée – exemple grands intrusions lités ; Fusion partielle - trapps et plateaux océaniques ; Assimilation, mélange de magmas - gisements magmatiques ; Basaltes de dorsales océaniques et de d’îles océaniques ; Roches volcaniques des zones de subduction ; Composition et structure de la crôute continentale ; Processus de transformation des roches métamorphiques, Les roches métamorphiques et leur contexte géodynamique, Faciès métamorphique et reconstruction des conditions pression température, datation des roches métamorphiques, le métamorphisme Alpin.

Ce cours est donné en anglais.

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Description and quantification of the processes that manage magmatic and metamorphic petrology Fractional crystallization - example of large bedded intrusions; Partial melting - trapps and oceanic plateaus; Assimilation, mixing of magmas - magmatic deposits; Basalts from oceanic ridges and oceanic islands; Volcanic rocks of subduction zones; Composition and structure of continental crust; Transformation processes of metamorphic rocks; Metamorphic rocks and their geodynamic context; Metamorphic facies and reconstruction of pressure-temperature conditions; Dating of metamorphic rocks; Alpine metamorphism.

This course is given in English.

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Nombre de places limitées à 16.

Ce stage de 5 jours (3 ECTS) se déroule dans la zone d’Ivrée, en Italie. Il a pour objectif l’étude d’un système magmatique permien, exceptionnellement préservé, et de son encaissant métamorphique. Les notions abordées sur le terrain peuvent ensuite être extrapolées afin de mieux comprendre la structure de la croûte continentale. Ce stage se base sur une approche intégrative. Les étudiants sont amenés à étudier différents affleurements au cours de la journée. Le soir, ils complètent leurs observations par l’étude de lames minces et par l’étude de données géochimiques et thermodynamiques. Ils sont ainsi amenés à comprendre, progressivement au cours du stage, les processus magmatiques qui ont opéré au sein du système magmatique et les conséquences du magmatisme sur la structure thermique de la croûte continentale inférieure. Le travail est évalué tout au long du stage.
Pour des raisons pratiques, ce stage est limité à 16 étudiants. Il est obligatoire de suivre l’UE Pétrologie pour participer au stage.

Lieu(x) : Départ et retour de Grenoble. Stage se déroulant dans la zone d’Ivrée, en Italie
Langue(s) : Français (Anglais)

This 5-day course (3 ECTS) takes place in the Ivrea zone, in northern Italy. The objective is to study a Permian igneous system, exceptionally preserved, and its metamorphic surrounding. The observations made on the field can be extrapolated to understand the structure of the continental crust.
This course is based on an integrative approach. Students study different outcrops during the day. In the evening, they synthesize their field observations together with thin section descriptions and geochemical and thermodynamic data. This approach allows understanding, progressively during the fieldtrip, the igneous processes that operated within the magma chamber and the consequences of magmatism on the thermal structure of the lower continental crust. The work is evaluated from reports throughout the course.
For practical reasons, this fieldtrip is limited to 16 students. It is asked to follow the Petrology course to participate to the fieldtrip.

Additional information
Location(s) : Departure and return from Grenoble. Training course taking place in the Ivrea area, in Italy
Language(s) : French (English)

Compétences visées:
• Compréhension du fonctionnement d’un système magmatique et de son interaction avec les roches encaissantes.
• Gisements associés.
• Reconnaissance macroscopique et microscopique des roches magmatiques et métamorphiques
• Autonomie sur le terrain, travail en équipe, tenue de carnet terrain, prise de note, observations.
• Dessin et cartographie des affleurements.
• Interprétation des textures et paragenèses minérales dans les roches métamorphiques et magmatiques.
• Synthèse des données vues sur le terrain et des données qui peuvent être acquises ensuite au labo (géochimie, lames minces) afin d’établir un scénario géodynamique plausible de la zone étudiée, à l’échelle de l’affleurement et à l’échelle régionale.

Targeted skills:
- Processes in igneous system and interaction with the surrounding rocks.
- Associated mineral deposits.
- Macroscopic and microscopic recognition of magmatic and metamorphic rocks
- Autonomy in the field, team work, field notebook, note taking, observations.
- Drawing and mapping of outcrops.
- Interpretation of mineral textures and paragenesis in metamorphic and magmatic rocks.
- Synthesis of data obtained on the field and data that can be acquired later in the lab (geochemistry, thin sections) in order to establish a plausible geodynamic scenario of the studied area, at the outcrop scale and at the regional scale.

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UE ouverte aux M1 et M2, années paires

L’objectif est d’explorer en quoi les archives géomorphologiques (formes du paysage et dépôts sédimentaires associés) peuvent nous informer sur les climats passés, les conditions environnementales et les processus de surface/risques naturels associés. Cette UE aborde cette question par une approche multidisciplinaire (géomorphologie, sédimentologie, paléoclimatologie) afin de reconstruire les paysages anciens et décoder l’archive géologique. Un accent particulier sera porté aux Alpes et leur évolution au cours du Plio-Quaternaire, mais d’autres environnements/périodes seront également abordés, notamment les périodes clé de transition glaciaire/interglaciaire ou encore les changements de circulations atmosphériques (e.g. mousson). Le module proposé s’organise autour de cours théoriques et séances participatives en groupe.
Une excursion de terrain est prévue autour de Grenoble. Des notions de paléoclimatologie et géomorphologie sont un avantage mais non obligatoire. L’enseignement pourra être réalisé en français ou anglais.

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The objective is to explore to what extent geomorphological archives (landscape features and associated sedimentary deposits) can inform us about past climates, as well as associated environmental conditions and earth surface processes/natural hazards. This course adresses this question with a multisciplinary approach (geomorphology, sedimentology, paleoclimatology) with the aim to reconstruct past landscapes and use them as archives. A special focus will be on the Alps and their evolution during the Plio-Quaternary, but other environments/periods will also be considered, especially key transition periods from glacials to interglacials or changes in amospheric circulations (monsoon). The proposed course is organised around lectures and interactive group sessions.
A field excursion around Grenoble is also planned. Some background in paleoclimatology and/or geomorphology would be advantageous but not mandatory. Teaching can be performed in french or english.

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UE ouverte aux M1 et M2, semestre 7 années impaires

L'objectif est de dresser un panorama des couplages entre la Terre solide (la géosphère) et les sphères externes (hydrosphère, atmosphère, cryosphère, biosphère), et de comprendre les processus physico-chimiques qui sont à l'oeuvre. Le comportement de ces sphères est examiné dans le cadre du Système Terre (et non pas indépendamment de cet ensemble). Cette UE fonctionne en pédagogie inversée, c'est-à-dire que les cours sont préparés par les étudiants en amont dans le cadre de projets tutorés.

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The objective is to provide an overview of the coupling between the solid Earth (the geosphere) and the external spheres (hydrosphere, atmosphere, cryosphere, biosphere), and to understand the physico-chemical processes that are at work. The behavior of these spheres is examined in the context of the Earth System (and not independently of it).
This course is based on a reversed pedagogy, i.e. the courses are prepared by the students beforehand in the framework of tutored projects.

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Cette UE présente les enjeux de la caractérisation des objets du Système Solaire et les outils qui y contribuent

Les méthodes et techniques de téledetection spatiale appliquées aux objets du Système Solaire (planètes, satellites, petit corps) sont abordées.

L’exploration des petits corps (astéroides, comètes) via mission spatiale et analyse de la matière extra-terrestres provenant de leur surface sont décrites, ainsi que les apports à notre compréhension du Système Solaire jeune.

Le phénomène de cratérisation est exploré sur différents type de surface, en tant que processus physique et géologique, ainsi que les liens avec l’évolution dynamique du Système Solaire.

L’exploration spatiale et robotisée de Mars sera aussi présentée, en particulier l’évolution et la dynamique de ses enveloppes externes, et les apports des missions de « terrain » Curiosity et Perseverance à notre compréhension de l’histoire géologique de la planète.

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This teaching unit presents the key question related to the formation and evolution of Solar System objects, and the approaches that have been developed across the last decades.

The methods and techniques of remote sensing applied to Solar System surfaces (planets, satellites, small bodies) are discussed.

The exploration of small bodies (asteroids, comets) via space mission and analysis of extraterrestrial matter originating from their surface are described, as well as the contributions to our understanding of the young Solar System.

The phenomenon of cratering is explored on different types of surface, as a physical and geological process, as well as the links with the dynamic evolution of the Solar System.

The space and robotic exploration of Mars will also be presented, in particular the evolution and dynamics of its outer envelopes, and the contributions of the Curiosity and Perseverance “field” missions to our understanding of the geological history of the planet.

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L’objectif du cours est de fournir aux étudiants.e.s, dès le début du Master, des outils pour identifier et récupérer des données géophysiques dans les systèmes internationaux de distribution de données, et d'appliquer quelques traitements simple sur les données. Les 3 types de données sont a) les données sismologiques, et leur application pour la localisation des séismes ; b) les données GNSS (Global Navigation Satellite System) ; c) les données sur le champ magnétique terrestre, avec une application sur la reconstruction du champ magnétique à la surface du noyau terrestre. Les Travaux Pratiques forment le cœur du module, et sont préparés à travers de cours d’introduction sur chacun des trois domaines. Prérequis : Connaissance de base sur la terre interne et les séismes et/ou des ondes et champs physiques. Langue : Anglais

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The objective of the course is to provide students, from the beginning of the Master's degree, with tools to identify and retrieve geophysical data from international data distribution systems, and to apply some simple processing on the data. The 3 types of data are a) seismological data, and their application to earthquake location; b) GNSS (Global Navigation Satellite System) data; c) Earth's magnetic field data, with an application to the reconstruction of the magnetic field at the surface of the Earth's core. The practical work on applications forms the core of the module, and is prepared through introductory courses in each of the three areas. Requirements: Basic knowledge on the Solid Earth and/or Waves and potential fields. Language: English

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L’atelier de rentrée vise à mettre en perspective votre projet professionnel et la variété des sciences de la terre, en s’appuyant sur des conférences, les soutenance des stages courts de la promotion précédente, et 3 jours de terrain introductif.

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Ce module est destiné à acquérir et approfondir les bases de la programmation informatique et des environnements informatiques qui seront utilisés pendant toute la durée du master. Il est constitué de 6 heures de cours et de 18 heures de travaux pratiques sur ordinateur. Les séances pratiques s'adaptent au niveau de chaque étudiant.

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This module is intended to acquire and deepen the basics of computer programming and computer environments that will be used throughout the Master's programme. It consists of 6 hours of lectures and 18 hours of practical work on computers. The practical sessions are adapted to the level of each student.

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Cette UE propose un tour guidé de l’intérieur de la Terre, de la croûte jusqu’au noyau. On y présente les principaux observables et outils d’investigations de l’intérieur de la Terre (sismologie, minéralogie, thermique, géochimie, gravité, géomagnétisme) que l’on utilise pour décrire et expliquer les processus en jeux (formation de la croûte, tectonique des plaques et convection mantellique, génération du champ magnétique). Une approche historique est souvent privilégiée : l’accent est mis sur la construction et l’évolution de notre compréhension de la structure interne de la Terre et de son fonctionnement, en explicitant les découvertes et avancées conceptuelles ayant menées à notre vision actuelle du fonctionnement de la Terre. Le déroulement de l’UE inclut deux séances de présentations par groupes d’articles historiques ou récents.

Langue d'enseignement : Anglais

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This course offers a guided tour of the Earth's interior, from the crust to the core. The main observables and tools for investigating the Earth's interior (seismology, mineralogy, heat transfer, geochemistry, gravity, geomagnetism) are presented and used to describe and explain key processes (crust formation, plate tectonics and mantle convection, magnetic field generation). A historical approach is often privileged: the emphasis is put on the construction and evolution of our understanding of the internal structure of the Earth and its behaviour, by presenting the discoveries and conceptual advances that have led to our current vision of the Earth. The course includes two sessions of group presentations of historical or recent papers.

Teaching language: English

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Le cours de géomécanique applique les principes de la mécanique des milieux continus à des problèmes concrets de la Terre Solide.

Le module est articulé par un va-et-vient entre :

- un cours complet présentant les bases de géomécanique, ce qui permet une remise à niveau pour les étudiants n'ayant jamais abordé la mécanique des milieux continus,

- de nombreux exemples d'application issus d'études réelles, géotechniques aussi bien que géodynamiques. La vaste base d'exercice permet aux étudiants ayant déjà les bases de mécanique de s'exercer à la lecture de données et à appliquer la démarche géomécanique de façon plus appliquée que dans leur cursus antérieur.

Ainsi, au sortir du module les étudiants devraient avoir de solides bases en

- mécanique des milieux continus

- l'utilisation et la mesure des propriétés élastiques des matériaux

- l'emploi de critère de rupture pour jauger de la stabilité mécanique d'un structure : phénomènes de friction et de fracturation.

Evaluation :

Un CC à mi-parcours comptant pour 50% de la note

Un examen terminal comptant pour 50% de la note

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The geomechanics course applies the principles of continuum mechanics to concrete problems of the Solid Earth.

The module is articulated by a back-and-forth between:

- a complete course presenting the basics of geomechanics, which allows a refresher for students who have never studied continuum mechanics,

- numerous application examples from real studies, both geotechnical and geodynamic. The large exercise base allows students who already have the basics of mechanics to practice reading data and applying the geomechanical approach in a more applied way than in their previous course.

Thus, at the end of the module, students should have a solid foundation in

- mechanics of continuous media

- the use and measurement of elastic properties of materials

- the use of failure criteria to gauge the mechanical stability of a structure: friction and fracturing phenomena.

Evaluation:

A mid-term CC counting for 50% of the grade

A final exam accounting for 50% of the grade

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Introduction théorique et pratique à l’observation de la Terre depuis l’espace et aux Systèmes d’Information Géographique (SIG). Analyse, traitement avec le logiciel libre QGIS. Les cours sont associés à des TP en salle informatique sur le logiciel QGIS. A cela s'ajoute la réalisation d'un projet (parmi une liste de sujets proposés par les enseignants) en petit groupe d'étudiants, pour lequel les étudiants peuvent être aidés par un enseignant durant trois séances de 3h en salle informatique.

La structure du cours est la suivante :

la première partie est commune à tous les étudiants (de janvier à février, jusqu'au vacances d'hiver)

+ Introduction aux SIG
+ introduction aux bases de la télédetection
+ Méthodes de classification

La deuxième partie du cours dépend du parcours suivi par les étudiants :

Pour les parcours de type Terre Solide :

+ Télédétection et SIG appliqués à la géologie.
+ Télédétection et SIG appliqués à la géophysique
+ Télédétection et SIG appliqués aux surfaces continentales
+ Télédétection et SIG appliqués à la planétologie

Pour les parcours de type Enveloppe Fluide :

+ Télédétection et SIG appliqués aux surfaces continentales/
+ Télédétection et SIG appliqués aux Modèle Numérique de Terrain :
+ Télédétection et SIG appliqués à l'atmosphère.
+ Télédétection et SIG appliqués à l'océan.

Dans cette deuxième partie, en parallèle de ces enseignements, les étudiants font un projet personnel en petit groupe pour avec un encadrement sur 3 séances de 3h (soit 9h).

L'évaluation se fera sur la base d'un rendu écrit sur le projet et d'un examen écrit final couvrant l'ensemble des cours et des TP.

Prérequis recommandés : Licence en sciences.

Langues d’enseignement: Anglais.

This course offers a broad and practical introduction to Earth Observation from space and to Geographic Information System (GIS). The course works on a basis of 3h lecture associated to 3h of practical class using the free software QGIS. In addition, student have to do a project in small group (2-3 students) using QGIS, for which they can have support from an instructor during 3 sessions of 3h each in computer room.

The structure of the courses is the following:

The first part is common to all the students

+ Introduction to GIS
+ Basics of Remote Sensing
+ Classification methods

The second part of the course depends of the program followed by the students:

for Geophysics, Geodynamics, Georesources and Geohazards programs:

+ Remote-Sensing and GIS applied to geology
+ Remote-Sensing and GIS applied to geophysics
+ Remote-Sensing and GIS applied to continental surfaces
+ Remote-Sensing and GIS applied to planetology

for Hydro-resources and Atmosphere-Climate-Continental Landmass programs:

+ Remote-Sensing and GIS applied to continental surfaces
+ Remote-Sensing and GIS applied to Digital Elevation Surface
+ Remote-Sensing and GIS applied to atmosphere
+ Remote-Sensing and GIS applied to Ocean.

During the second part of the course, student have to do a project in small group (2-3 students) using QGIS, for which they can have support from an instructor during 3 sessions of 3h each in computer room.

Evaluation will be based on a written report about the project, and a final written exam covering all the lectures and practicals.

Language(s) : English

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L’objectif de l’UE ‘Analyse de bassin’ est de comprendre la formation et l’évolution des bassins sédimentaires. Pour cela, le module comprend :
- une partie de cours sur les différents types de bassins dans leur contexte lithosphèrique (limite de plaque divergente, convergente, transformante ou bassins intraplaques).
- une partie de cours sur les systèmes sédimentaires clastiques et carbonatés, les processus de la source aux dépôts, la diagénèse et l’évolution thermique, et leurs implications sur les ressources énergétiques.
- une partie de TD/TP portant sur l’interprétation de carottes sédimentaires et profils sismiques.
Pré-requis : Niveau Licence en sédimentologie, tectonique, dynamique lithosphérique.
Langue d’enseignement : La moitié des enseignements est donnée en anglais, l’autre moitié en français, sauf si au moins un étudiant ne comprend pas le français.

The goal of the course ‘Basin analysis’ is to understand the formation and evolution of sedimentary basins. It includes:
- Lectures on the various types of basins in their lithospheric setting (divergent, convergent, transform plate boundaries, intraplate basins).
- Lectures on their sedimentary systems, clastic and carbonate, source to sink processes, diagenesis and thermal evolution, and their implications for energy resources.
- Practical work on the interpretation of sedimentary cores and seismic lines.
Required level: Bachelor level in sedimentology, tectonics and lithospheric dynamics.
Teaching language: Half of the course is given in English, half in French or in English in case at least one student does not understand French.

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Ce stage vous permet de vous familiariser avec l'évolution d'un bassin sédimentaire au travers d’observations de terrain. Nous étudierons à différentes échelles (loupe, échantillon, affleurement, panorama), la distribution des faciès sédimentaires dans le bassin dans l'espace et le temps, en accordant une attention particulière à l’impact des variations de l’espace disponible liés, par exemple, aux variations du niveau marin. Nous étudierons le bassin le long d'une coupe depuis la marge jusqu'aux zones plus profondes.

Language: French, English

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During this course you will familiarise yourself with the evolution of a sedimentary basin through field observations. We will study, at various scales (hand sample, outcrop, landscape), the distribution of sedimentary facies in the basin through space and time, paying particular attention to the effects of changing accommodation space, as a result of for example sea-level variations. We will study the basin along a transect from the basin margin to the deeper water areas.

Language: French, English

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Stage de terrain de 10 jours entre Grenoble et la région de Briançon. Ce stage pluridisciplinaire est organisé autour de la mise en oeuvre des techniques d'analyse géologique multi-outils précédemment acquises (pré-requis en cartographie, analyse structurale et sédimentologique) et consiste en une mise en situation d'exploration et de synthèse sur le terrain. Cet atelier, inspiré de formations demandées par l'industrie pétrolière, aborde l'observation multi-échelle et tridimensionnelle, l'intégration avec les modèles géodynamiques et le lien avec l’approche géophysique dans les analogues actuels. Il permet aussi de se familiariser avec les nouveaux outils d'acquisition cartographique et de mesure (tablettes).

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10-day field course between Grenoble and the Briançon area. This multidisciplinary course is organized around the implementation of previously acquired techniques of multi-tool geological analysis (pre-requisites in mapping, structural and sedimentological analysis) and consists of an exploration and synthesis situation in the field. This workshop, inspired by training courses requested by the petroleum industry, addresses multi-scale and three-dimensional observation, integration with geodynamic models and the link with the geophysical approach in current analogues. It also allows students to become familiar with the new mapping and measurement tools (tablets).

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Le manteau neigeux est une composante essentielle et singulière du système climatique terrestre. Il forme un interface entre l’atmosphère et le sol, lieu d’intenses échanges de masse (eau/glace), d’énergie (radiative, turbulente), et d’espèces chimiques (azote, ...). Il joue ainsi un rôle important en hydrologie de montagne (ressource en eau, …), en écologie, pour le régime thermique des sols (pergélisol), etc.

Le stage “neige et atmosphère au Lautaret” vise à observer le manteau neigeux alpin et l’atmosphère sous plusieurs angles: bilan de masse et d’énergie de la surface, nivologie, thermique, chimie. L’objectif est d’acquérir de connaissances nouvelles sur la neige et les problématiques associées ainsi que des compétences techniques et expérimentales.

Ce stage insiste sur l’autonomie et la mise au pratique avec l’utilisation d’instruments utilisés en recherche et le traitement de données afin d’aboutir à des résultats scientifiques élaborés. Vous serez en groupe de 3, et conduirez un grand nombre d’observations pendant le stage, puis les traiterez pour enfin présenter l’ensemble sous forme de posters, ce qui constitue l’examen final.

Le stage se déroule chaque année fin février ou début mars au Col du Lautaret (2100 m.a.s.l) sur 6 jours, pendant lesquels vous aborderez:

- cartographie de l’épaisseur du manteau neigeux (GPS, GPR, 2 x 0.5 jour)
- étude manteau neigeux: puit de neige, stratigraphie, métamorphisme (2 x 0.5 jour)
- régime thermique (0.5 jour).
- albédo de l anieg et bilan d’énergie (0.5 jour).
- ozone atmospherique (0.5 jour).
- optique de la neige (0.5 jour).
- traitement de données et interpretation (0.5 jour)

Ce stage est aussi ouvert à des étudiants/professionals internationaux (Master, PhD), selon les places libres, et est une bonne occasion d’ouverture dans un cadre magnifique et sympathique.

Pré-requis : Connaissances de base en physique de l'environnement

Langue(s) : Français

The snowpack is an essential and unique component of the Earth's climate system. It forms an interface between the atmosphere and the ground, a place of intense exchanges of mass (water/ice), energy (radiative, turbulent), and chemical species (nitrogen, ...). It thus plays an important role in mountain hydrology (water resources, etc.), in ecology, in the thermal regime of the soil (permafrost), etc.

The course "Snow and atmosphere at Le Lautaret" aims at observing the alpine snow cover and the atmosphere from several angles: mass and energy balance of the surface, nivology, thermics, chemistry. The objective is to acquire new knowledge on snow and associated problems as well as technical and experimental skills.

This internship emphasizes autonomy and practical application with the use of instruments used in research and data processing in order to achieve elaborate scientific results. You will be in groups of 3, and will conduct a large number of observations during the internship, then process them to finally present the whole in the form of posters, which constitutes the final exam.

The course takes place every year at the end of February or the beginning of March at the Col du Lautaret (2100 m.a.s.l) over 6 days, during which you will address

- snowpack thickness mapping (GPS, GPR, 2 x 0.5 days)
- snowpack study: snow wells, stratigraphy, metamorphism (2 x 0.5 days)
- thermal regime (0.5 day).
- albedo of the anieg and energy balance (0.5 day).
- atmospheric ozone (0.5 day).
- snow optics (0.5 day).
- data processing and interpretation (0.5 day)

This course is also open to international students/professionals (Master, PhD), depending on available places, and is a good opportunity to open up in a beautiful and friendly environment.

Recommended prerequisites :
Basic knowledge of environmental physics

Language(s) : French

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Ce module s'intéresse à l'archivage environnemental exploitable à partir des carottes de glace ainsi que de ses particularités. Les conditions requises pour un bon archivage sont passées en revue permettant d' insister sur non seulement les conditions de préservation de l'archive, mais aussi et surtout la nécessité de pouvoir correctement dater ces carottes. Cette dernière condition résulte de la dynamique de l'écoulement de la glace et apparait comme  la plus restrictive. Elle donne l'occasion de s'intéresser aux différentes dynamiques d'écoulement suivant le contexte (glacier alpin, calotte polaire, surface, fond..) et d'appréhender toute une palette d'outils pour en rendre compte allant des formulations analytique dans le cas simple d'un dôme jusqu'aux modèles numériques complexes. Certains cas simples (dômes) sont traités sous forme de TD au cours desquels une datation de la célèbre carotte de Dôme Concordia peut se calculer et donner des résultats très proches de la réalité. Une autre partie du module est consacrée à la diversité de l'enregistrement (chimie, gaz piégés, isotopes) et les implication en terme de collecte sur le terrain et des informations climatiques et/ou environnementales pouvant être déduites. Une attention toute particulière est portée sur le thermomètre isotopique.

Cours en Français


This course deals with the wealth and specificity of the environmental archiving contained in ice cores. Required conditions for a good preservation of the archive and more importantly for a good dating of the cores are assessed. The conditions for a proper dating highly depends on the dynamical context (Alpine-type glacier or ice sheet, top or bottom regions within the ice ..) and leads to ice flow modeling issues. A whole range of models (from analytical approaches in case of domes  to more sophisticated numerial flow models elsewhere) is reviewed. A specific illustration is proposed under the form of the  computation of the age-depth relationship for the Dome Concordia core which, despite an analytical expression, already allows for very realistic results. The diversity of the ice recording is also presented (chemistry, isotopes, trapped greenhouse gases..) with en emphasis on the acquisition protocols in the field as well as the kind of climatic and/or environmental information than can be deduced.
Special attention is paid to the isotopic thermometer.

Teaching langage : French

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Cet enseignement s'intéresse à la dynamique interne de la Terre d'un point de vue déterministe, en se reposant sur les principes élémentaires de la physique.  Les thèmes couverts incluent le comportement rhéologique du manteau et de la lithosphère, la convection mantellique et la tectonique des plaques, la dynamique du noyau et la génération du champ magnétique terrestre. Pour chacun de ces thèmes, les problèmes sont abordés de différentes manières: analyses en ordres de grandeurs, résolutions analytiques, discussion des informations fournies par les observations, apports des simulations numériques et des études expérimentales.

Langue d'enseignement: Anglais par défaut, français si tous les étudiants sont francophones.

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This course focuses on the dynamics of the deep Earth from a deterministic point of view, based on elementary principles of physics.  Topics covered include the rheological behavior of the mantle and lithosphere, mantle convection and plate tectonics, core dynamics and the generation of the Earth's magnetic field. For each of these topics, the problems are approached in different ways: order-of-magnitude analyses, analytical resolutions, discussion of the informations provided by observations, contributions from numerical simulations and experimental studies.

Teaching language: english

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Dans tous les domaines scientifiques (économie, santé, physique, chimie,...), nous mesurons/collectons des données ou des observations et essayons de les comprendre et de les interpréter.
Pour interpréter ces données complexes, nous proposons des modèles "simples", par exemple :

- en météorologie, les données sont la température, l'humidité, etc, les modèles sont une collection de boîtes/cellules reliées par des relations physiques.
- en sciences de la terre, les données sont collectées par des satellites, des instruments au sol, et les modèles proposent une vue simplifiée de la dynamique terrestre.

Dans le premier cas, nous sommes plus intéressés par les données (quelles sont les prévisions pour la semaine prochaine ?) que par le modèle (cellules),
Dans le second cas, nous nous intéressons à l'interprétation des données plutôt qu'aux données elles-mêmes.

La relation modèle->données est appelée le problème direct, l'inverse est appelé le problème inverse.

Résoudre un problème inverse revient à répondre à la question suivante : Étant donné certaines données, comment pouvons-nous retrouver le modèle et les paramètres qui les expliquent ?

Le cours explore la résolution de problèmes d'inversion linéaires et la manière de résoudre de manière itérative des problèmes inverses non linéaires.
Nous nous appuyons sur un minimum de théorie et utilisons des applications numériques

prérequis: des bases d'algèbre linéaire (vecteur, matrice, transposé, produit scalaire,...) et une experience minimum de programmation python (ou matlab)

language: français ou anglais

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In every fields of science (economy, health, physics, chemistry,..), we measure/collect data or observations and try to understand and interpret them.
To interpret these complex data, we propose "simple" models, for example:

- in meteorology, data are temperature, humidity, etc, models are collection of boxes/cells linked through physical relationships.
- in earth-science, data are collected from satellites, ground instruments, and models propose a simplified view of earth dynamic

In the first case we are more interested in the data (what is the forecast for next week?) than in the model (cells),
In the second case we focus on the interpretation of the data rather than the data themselves.

The relation model->data is called the direct problem, the reverse is called the inverse problem.

Solving an inverse problem is answering the question: Given some data, how can we retrieve the model and parameters that explain them?

The course explores the solution of linear inversion problems and how to solve iteratively non linear inverse problems.
This is done by using a light theoretical background and playing on computer with applications.

prerequisite: basic knowledge of linear algebra (vector, matrices, transposition, dot product, etc...), some python (or matlab) programming experience

Language: english or french

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Description: L’objectif de ce module est d’apporter les connaissances de base d’une part sur la physique des processus magmatiques et éruptifs se produisant dans les volcans et d’autre part sur les principales méthodes d’étude et de surveillance volcanologique. En particulier, les forces et les paramètres contrôlant le transport et le stockage de magma des zones de production vers la surface seront expliqués et illustrés à l’aide de TD. Dans le cadre de l’étude des dynamismes éruptifs, seront abordées les différents modes d'éruptions des produits volcaniques (panache, coulée pyroclastique, dôme, coulée de lave) et leurs mécanismes physiques. Les méthodes géophysiques de surveillance les plus utilisées (sismologie, déformation, étude des émissions de gaz) seront présentées en montrant leurs contributions à la prédiction des éruptions et à la connaissance des processus volcaniques. Les différentes méthodes de télédétection employées dans ce domaine (imagerie optique, thermique, radar) seront décrites en insistant sur les spécificités de ces techniques pour leurs applications à la volcanologie et à la surveillance. Pré-requis: Aucun. Langue d'ensignement: Anglais

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The aim of this module is to provide a basic understanding of the physics of magmatic and eruptive processes occurring in volcanoes and of the main methods of volcanological study and monitoring. In particular, the forces and parameters controlling the transport and storage of magma from the production zones to the surface will be explained and illustrated with the help of tutorials. In the context of the study of eruptive dynamics, the different modes of eruption of volcanic products (plume, pyroclastic flow, dome, lava flow) and their physical mechanisms will be discussed. The most commonly used geophysical monitoring methods (seismology, deformation, gas emission studies) will be presented, showing their contribution to the prediction of eruptions and the knowledge of volcanic processes. The different remote sensing methods used in this field (optical, thermal and radar imagery) will be described, with emphasis on the specificities of these techniques for their application to volcanology and monitoring. Teaching language: English.

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L'objectif de "Environmental Records" est de comprendre les principes et la mise en œuvre de méthodes classiques de sédimentologie, chimie isotopique, minéralogie et biologie (DNA, pollen, chironomes, diatomées) appliquées à l'étude de divers enregistrements paléoenvironnementaux (sediment, peat, loess,..) pour reconstituer le paysage de l'Holocène, les migrations végétales et humaines, le changement climatique.
Le but est de reconstruire sur tout l'Holocène la qualité des eaux, la biologie du bassin versant, les paysages, les pollutions de l'eau et de l'air, la direction des courants marins et des vents et de reconstituer ainsi l'avènement depuis l'age du bronze de l'Anthropocène

Le module s'appuie sur une série de cours/exemples appliqués et inclut la réalisation d'un travail personnel sur un sujet choisi dans une liste large de thématique, ou sur un sujet autre défini avec l'étudiant(e) et les encadrants, avec rapport écrit et d'un exposé oral.

Pré-requis recommandés: Base de géochimie, et notions de géologie et sédimentologie

Langue d'enseignement:En français, avec slides en anglais

The objective of "Environmental Records" is to understand the principles and implementation of classical methods of sedimentology, isotope chemistry, mineralogy and biology (DNA, pollen, chironomids, diatoms) applied to the study of various paleoenvironnemental records (sediment, peat, loess,..) to reconstruct Holocene landscape, plant and human migration, climate change.
The aim is to reconstruct the quality of water, the biology of the catchment area, landscapes, water and air pollution, the direction of marine currents and winds throughout the Holocene and thus to reconstruct the advent of the Anthropocene since the Bronze Age

The module is based on a series of applied lectures/examples and includes a personal project on a topic chosen from a wide range of themes, or on another topic defined with the student and the supervisors, with a written report and an oral presentation.

Recommended prerequisites: Basic geochemistry, and notions of geology and sedimentology

Language of teaching: In French, with slides in English

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L'objectif de ce module est d'acquérir les principes des méthodes de base du calcul scientifique et de leur implémentation dans des codes informatiques. Les méthodes sont présentées de façon simplifiée en insistant sur les idées qui les portent, puis elles sont mises en oeuvre dans des programmes informatiques (en python ou matlab) sur des exemples simples en lien avec les géosciences.

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The objective of this module is to acquire the principles of the basic methods of scientific computing and their implementation in computer codes. The methods are presented in a simplified way, insisting on the ideas behind them, then they are implemented in computer programs (in Python or Matlab) on simple examples related to geosciences.

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L’objectif de cette UE est de donner un cadre épistémologique solide à nos connaissances pour circonscrire les pseudosciences et les intrusions spiritualistes et religieuses comme les créationnismes. En étudiant des éléments de méthode de la pensée critique (6h) et en menant des études de cas (6h), nous documenterons ce qu’est le contrat laïc de la recherche et la responsabilité sociale des chercheurs/ses à le défendre.

Un travail d’enquête sur une « théorie » controversée (à choisir) sera mené en binôme, avec l’objectif d’en rendre public le résultat (Wikipédia, publication en ligne, etc.)

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UE ouverte aux M1 et M2, semestres 7-9 années paires

L'objectif de cette UE est d'examiner le comportement de la lithosphère et de la croûte, à des échelles spatiales allant de la Terre globale à celle du chaînon montagneux. Une part importante consiste à replacer la tectonique des plaques dans l'ensemble du manteau en convection. De même, l'évolution des chaînes de montagnes est comprise dans le cadre géodynamique général. La déformation de la surface est expliquée par les effets cumulés de la tectonique crustale et lithosphérique, de la convection mantellique, et des processus de surface. Le développement du cours est largement fondé sur l'analyse de la tectonique Cénozoique, en s'appuyant sur de nombreux exemples régionaux. Une approche pluridisciplinaire est développée, de manière à s'emparer des outils analytiques et de modélisation géodynamique afin d'interpréter les observations issues de la géophysique ou de l'archive géologique.

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The objective of this course is to examine the behavior of the lithosphere and of the crust, at spatial scales ranging from the global Earth to the mountain range. An important part of the course is meant to place plate tectonics in the broad context of mantle convection. Similarly, the evolution of mountain ranges is understood within the general geodynamic framework. Surface deformation is explained by the cumulative effects of crustal and lithospheric tectonics, mantle convection, and surface processes. The development of the course is largely based on the analysis of Cenozoic tectonics, using multiple regional examples. A multidisciplinary approach is developed, in order to use analytical tools and geodynamic modeling to interpret observations from geophysical datasets or from the geological record.

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UE ouverte aux M1 et M2, semestre 7 années impaires

Ce cours porte sur les interactions et les relations de rétroaction entre la tectonique et les processus de surface contrôlés par le climat, avec un accent particulier sur l'évolution des ceintures de montagnes telles que les Alpes, les Andes ou l'Himalaya. Dans ce contexte, les échelles de temps sur lesquelles les processus géologiques façonnent la surface de la Terre sont d'une grande importance. Par conséquent, la détermination de la chronologie et la quantification des processus géologiques à l'aide d'un large éventail de techniques de datation sont au cœur de ce cours dans le but de modéliser l'évolution du paysage. La moitié du cours sera basée sur des exercices pratiques, des études de cas et des présentations, afin que les étudiants participent activement à l'enseignement de ce cours. Le cours sera en anglais.

This course is on the interactions and feedback relationships between tectonics and climatically controlled surface processes, with a particular emphasis on evolution of mountain belts such as the Alps, Andes or Himalayas. In this context, the timescales on which geological processes shape the surface of the Earth are of great importance. Therefore, the determining the timing and quantifying geological processes through wide range dating techniques are at the core of this course with the objective of modelling landscape evolution. Half of the course will be based on practical exercises, case studies and presentations, so that the students will actively participate in the teaching of this course.The course will be in English.

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Ce stage de terrain de niveau M2 se déroule en montagne noire, à l'extrémité Sud Est du Massif Central. Cette zone reste un objet emblématique de la géologie en France et permet d'observer la déformation ductile qui se manifeste par de grands plis couchés dans les séries sédimentaires et la fusion partielle de la croûte continentale.

Parmi les objectifs de ce stage, il y a l'apprentissage à la reconnaissance et à l’interprétation des marqueurs de la déformation ductile dans différents contextes structuraux et métamorphiques.

Ce stage se déroule en Montagne Noire pendant 5 jours consécutifs.

Le nombre de places limitées à 16, ce qui signifie qu'il peut y avoir une sélection en cas d'effectif plus important. Parmi les critères de selection, nous favoriserons les étudiants ayant suivi lors d eleur cursus des UEs de terrain et de pétrologie.

Prérequis : connaissances de base en pétrologie métamorphique et en géologie structurale

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Les failles actives sont celles qui produisent des séismes. Leur connaissance est donc un prérequis à toute analyse de l'aléa sismique. L'objectif du cours sur les failles actives est de familiariser les étudiants avec ces structures, et d'établir les liens et les propriétés communes entre les failles géologiques à long terme et les ruptures sismiques instantanées. Nous commençons par rappeler quelques bases en mécanique des roches et des fractures qui permettent de comprendre pourquoi la croûte terrestre et la lithosphère se rompent par des failles et des séismes. Nous verrons ensuite sur quels critères les failles les plus actives peuvent être identifiées dans la morphologie de surface. Les outils modernes permettant une telle identification sont décrits. Nous montrons que les failles sont des éléments organisés qui forment des systèmes hiérarchiques à plus grande échelle, dont la géométrie apporte des informations sur l'évolution, la cinématique et la mécanique des failles à long terme. La cinématique et l'évolution à long terme peuvent ensuite être quantifiées plus précisément à l'aide de données telles que la géomorphologie et la géochronologie. Nous discutons de ces méthodes de quantification, des hypothèses sur lesquelles elles reposent, de leurs implications en termes de taux de glissement des failles à long terme, de taille et de temps de récurrence des séismes, etc... Ensuite, nous revenons aux ruptures sismiques, que nous analysons avec un "œil géologique" (analyse des paramètres statiques). Ce faisant, nous soulignons les différences et les similitudes entre les ruptures sismiques et les failles à long terme, et nous discutons des propriétés des failles qui contrôlent le plus le comportement des séismes. Nous caractérisons également le comportement des failles au cours d'un cycle sismique unique, puis de plusieurs cycles sismiques, et nous présentons les complexités récemment découvertes du cycle sismique et de ses répétitions. En combinant les connaissances actuelles sur les failles et les séismes à long terme, nous essayons ensuite de comprendre comment les failles peuvent croître dans le temps, c'est-à-dire accumuler du glissement et se propager latéralement par la répétition de grands séismes. Nous suggérons enfin comment cette compréhension peut aider à anticiper l'occurrence et la taille des futurs séismes.

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Active faults are those producing earthquakes. Their knowledge is thus a prerequisite to any seismic hazard analysis. The objective of the ‘active faults’ class is to make the students familiar with these structures, and establish the links and common properties between long‐term geological faults and instantaneous earthquake ruptures. We start reminding a few basics in rock and fracture mechanics that allow understanding why the Earth crust and lithosphere break through faulting and earthquakes. We then see on which criteria most active faults can be identified in the surface morphology. The modern tools allowing such identification are described. We show that faults are organized features that form hierarchical, larger‐scale systems, whose geometry brings information on long‐term fault evolution, kinematics and mechanics. The long‐term kinematics and evolution can then be more precisely quantified using data such as geomorphology and geochronology. We discuss these methods of quantification, the assumptions on which they rely, their implications in terms of long‐term fault slip rates, earthquake sizes and recurrence times, etc... Then, we go back to earthquake ruptures, which we analyze with a ‘geological eye’ (analysis of static parameters). Doing so, we point out the differences and similarities between earthquake ruptures and long‐term faults, and discuss the properties of faults which most control the earthquake behavior. We also characterize how faults behave during a single, then multiple seismic cycles, and introduce the recently discovered complexities of both the seismic cycle and its repetitions. Combining the present knowledge on long‐term faults and earthquakes, we then try to understand how faults may grow in time, i.e., accumulate slip and propagate laterally through the repetition of large earthquakes. We eventually suggest how that understanding may help anticipating the occurrence and size of the future earthquakes.

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Cette UE s’intéresse à la structure et à la dynamique des planètes et satellites du système solaire et des exoplanètes. On s’attachera dans un premier temps à décrire les observables pertinents pour l’étude de la structure et de la dynamique des planètes, qu’ils soient accessibles depuis la Terre (dimensions, masse, moment d’inertie, masse volumique moyenne) ou par le biais de missions spatiales (topographie et morphologie de la surface, champ de gravité, champ magnétique, sismologie, flux de chaleur, composition chimique/minéralogique de surface). Les missions spatiales (le James Webb Space Telescope ou la mission Insight, par exemple) apportent une moisson d’observations étonnantes indiquant une richesse de comportements insoupçonnée. Ces observables et les questions qu’ils provoquent seront discutés dans une optique de planétologie comparée, et confrontés à des modèles issus de la minéralogie haute pression, de la mécanique des fluides et des solides, et de l’électromagnétisme. Pourquoi la Terre et Vénus - de masses et compositions similaires - ont-elles des comportements dynamiques si différents (tectonique des plaques et champ magnétique pour la Terre, absence de tectonique et de champ magnétique pour Vénus) ? Quels facteurs déterminent la présence ou l’absence d’un champ magnétique planétaire ? Comment expliquer l’asymétrie hemisphérique observée sur Mars ou la Lune ? La dynamique variée - volcanisme et cryovolcanisme, tectonique - de satellites de Jupiter et Saturne tels que Io ou Encélade ? Trouverons-nous une planète jumelle de la Terre parmi les exoplanètes, et comment déterminer si elle est habitable?

Langue d’enseignement: Français ou anglais

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This course focuses on the structure and dynamics of planets and satellites of the solar system and exoplanets. We will first describe the observables relevant to the study of the structure and dynamics of planets, whether they are accessible from Earth (dimensions, mass, moment of inertia, average density) or through space missions (surface topography and morphology, gravity field, magnetic field, seismology, heat flux, surface chemical/mineral composition). Space missions (the James Webb Space Telescope or the Insight mission, for example) bring a harvest of astonishing observations indicating an unsuspected richness of behavior. These observables and the questions they raise will be discussed in a comparative planetology perspective, and confronted with models from high pressure mineralogy, fluid and solid mechanics, and electromagnetism. Why do the Earth and Venus - of similar masses and compositions - have such different dynamic behaviors (plate tectonics and magnetic field for the Earth, absence of tectonics and magnetic field for Venus)? What factors determine the presence or absence of a planetary magnetic field? How to explain the hemispheric asymmetry observed on Mars or the Moon? The varied dynamics - volcanism and cryovolcanism, tectonics - of satellites of Jupiter and Saturn such as Io or Encélade? Will we find an Earth twin planet among the exoplanets, and how to determine if it is habitable?

Teaching will be held in french or english

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Les écoulements dans l’atmosphère, dans les océans, dans les atmosphères des planètes géantes, dans le noyau liquide de la Terre, et même dans les étoiles, présentent deux ingrédients communs essentiels pour leur dynamique: (1) la rotation globale à laquelle ils sont soumis, qui se traduit par la force de Coriolis; et (2) la stratification du fluide en couches de densité variable, soumis à un champ de gravité. Ces deux caractéristiques changent radicalement la dynamique des fluides, donnant naissance à de nouveaux équilibres et à de nouvelles ondes ou instabilités.

L’objectif de cette UE est de définir les concepts clés, de donner les outils nécessaires à l’étude de ces systèmes, et de donner un sens physique à ces écoulements qui défient souvent l’intuition forgée par la vie quotidienne.

Après une introduction à la dynamique des fluides, une première partie se focalise sur l’effet de la rotation, de manière générale puis dans le cas particulier d’écoulements en couches minces, pertinente pour la modélisation des écoulements océaniques et atmosphériques. Une part importante de ces enseignements est dédiée à l’étude d’ondes rencontrées dans les écoulements géophysiques (ondes inertielles et de gravité, ondes de Rossby). Une seconde partie se focalise sur l’effet de variations de densité : convection thermique (instabilité de Rayleigh-Bénard), instabilités des écoulements parallèles cisaillés stratifiés, courants de densité visqueux (glaciers, coulées volcaniques) ou turbulents (courants de densité atmosphériques, courants de turbidité, coulées pyroclastiques). Pour chaque phénomène, des exemples spécifiques sont donnés et la théorie est détaillée.

Langue d’enseignement: Français ou anglais

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The flows in the atmosphere, in the oceans, in the atmospheres of the giant planets, in the liquid core of the Earth, and even in stars are specific essentially by two aspects: (1) the global rotation to which they are subjected, which is reflected in the Coriolis force; and (2) the stratification of the fluid into layers of varying density, subject to a gravity field. These two characteristics radically change the behavior of fluids. The objective of this course is to define the key concepts, to give the necessary tools to study these systems, and to give a physical meaning to these flows which often defy intuition.

After an introduction to fluid dynamics, a first part focuses on the effect of rotation, in a general way and then in the particular case of thin layers, relevant for the modeling of oceanic and atmospheric flows. An important part of the course is dedicated to the study of waves encountered in geophysical flows (inertial and gravity waves, Rossby waves). A second part focuses on the effect of density variations: thermal convection, viscous density currents (glaciers, volcanic flows) or turbulent currents (atmospheric density currents, turbidity currents, pyroclastic flows). For each phenomenon, specific examples are given and the theory is detailed.

Teaching language: French or english

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This course is given in English (or in French if all students are french speaking).

The course is a physical approach of the climatic change at the global level, in line with the Working group I of the IPCC .

The lectures (about 33-36h) give an overview of climate change causes and mechanisms at the global level. They are given by researchers of the IGE laboratory (**), and some visitors if any. Topics covered by these lectures are the following (they may slightly change depending on researchers availability):

- A global view of the surface warming, and its relationship with climatic forcings;

- Climatic sensitivities; scenarios of future warming;

- Extreme climatic events;

- Paleoclimatic variations and what they tell us on mechanisms;

- Modelling climate, from 1D to 3D models;

- A regional model, application to the mountain climate.

Students have a practical project to discuss a dataset, with the goal to get some grasp on what the data can tell us, their uncertainty, bias, etc. Outputs are both a written and an oral presentations of the results.

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Cette UE est proposée en partenariat avec le Master BEE (Biodiversité, écologie, évolution)

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This course, is offered in partnership with the BEE (Biodiversity, Ecology, Evolution) Master's degree

Cours Magistraux :

Les intervenants sont des spécialistes des thématiques traitées dans l’UE, chercheurs et ingénieurs de recherche. Les interventions concernent :

- Théorie de la niche et écologie fonctionnelle
- Écologie du paysage et analyse des patrons de diversité des communautés
- Modélisation et analyse des distributions des espèces et écosystèmes, selon les conditions environnementales présentes et futures
- Macroécologie et théorie neutre de la biogéographie
- Réseaux écologiques
- Dynamique des écosystèmes
- Théorie de la coexistence
- Test d'hypothèses et inférence de processus d'assemblage
- Ecologie du paysage et modèles de métapopulations

Travaux Dirigés :

L’UE comporte plusieurs séances de travaux dirigés mettant en application les concepts et méthodes abordés en cours à l’application de données réelles :

- Modélisation et analyses de données de biodiversité avec R
- Modèles de Distribution d’Espèces (SDM) avec BIOMOD
- Modèles de métapopulation

Par ailleurs les étudiants effectuent l’analyse critique d’un article scientifique portant sur une des thématiques abordées dans l’UE. Ils présentent à l’oral le contenu de l’article et leur analyse.

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Dans ce cours de terrain nous étudierons l'impact de la géodynamique et du climat sur le développement de la biodiversité. La création de chaînes de montagnes et de bassins sédimentaires via des processus géodynamiques entraîne des modifications de l'environnement à la surface de la terre, en particulier le long des limites de plaques actives. Les organismes vivant dans ces environnements s'adaptent à ces changements par l'évolution et par la migration. Les études phylogénétiques ainsi que les archives fossiles montrent que l'évolution se produit à une échelle de temps comparable à l'échelle de temps des processus géologiques. Le renouvellement de surface par des processus géodynamiques a également un impact significatif sur l'interconnexion des niches environnementales, ce qui signifie qu'il peut stimuler l'isolement des populations ou déclencher un mélange soudain entre des populations qui étaient auparavant déconnectées. Le climat a également un impact sur les paramètres physiques des milieux à la surface de la Terre et les changements climatiques peuvent ainsi également stimuler des adaptations évolutives, déclencher des extinctions ou renforcer le rayonnement de certains taxons mieux adaptés aux nouvelles conditions physiques. Dans ce stage terrain, nous utiliserons une étude de cas de la zone de collision Afrique-Eurasie pour étudier comment la géodynamique et le climat peuvent entraîner la spéciation, la migration et l'extinction des organismes vivants et donc avoir un impact sur la biodiversité. Nous utiliserons des observations de terrain ainsi que des données analytiques pour faire le lien entre les processus agissant à l'intérieur de la terre, ceux agissant dans les enveloppes externes de la terre et la biosphère. Le cours sera noté par un rapport de terrain écrit. Le cours est généralement enseigné en anglais.

In this field course we will study the impact of geodynamics and climate on the development of biodiversity. The creation of mountain belts and sedimentary basins via geodynamic processes leads to changes in the environment at the earth’s surface particularly along active plate boundaries. Organisms living in these environments adapt to these changes through evolution and migration. Phylogenetic studies as well as the fossil record show that evolution occurs at a timescale comparable to the timescale of geological processes. Surface renewal through geodynamic processes also significantly impacts on the interconnectedness of environmental niches, which means it can stimulate the isolation of populations or trigger sudden mixing between populations that were formerly disconnected. The climate also impacts on the physical parameters of environments at the earth’s surface and changes in climate can thus equally stimulate evolutionary adaptations, trigger extinctions or enhance the radiation of certain taxa better adapted to the environments new conditions. In this field course we will use a case-study from the Africa-Eurasia collision zone to study how geodynamics and climate can drive speciation, migration and extinction of living organisms and hence impact biodiversity. We will use field observations as well as analytical data to lay the link between processes acting in the interior of the earth, those acting in the earth’s external envelopes and the biosphere. The course will be graded through a written field report. It is generally taught in English.

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UE ouverte aux M1 et M2, semestre 7 années impaires

L'objectif est de dresser un panorama des couplages entre la Terre solide (la géosphère) et les sphères externes (hydrosphère, atmosphère, cryosphère, biosphère), et de comprendre les processus physico-chimiques qui sont à l'oeuvre. Le comportement de ces sphères est examiné dans le cadre du Système Terre (et non pas indépendamment de cet ensemble). Cette UE fonctionne en pédagogie inversée, c'est-à-dire que les cours sont préparés par les étudiants en amont dans le cadre de projets tutorés.

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The objective is to provide an overview of the coupling between the solid Earth (the geosphere) and the external spheres (hydrosphere, atmosphere, cryosphere, biosphere), and to understand the physico-chemical processes that are at work. The behavior of these spheres is examined in the context of the Earth System (and not independently of it).
This course is based on a reversed pedagogy, i.e. the courses are prepared by the students beforehand in the framework of tutored projects.

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UE ouverte aux M1 et M2, années paires

L’objectif est d’explorer en quoi les archives géomorphologiques (formes du paysage et dépôts sédimentaires associés) peuvent nous informer sur les climats passés, les conditions environnementales et les processus de surface/risques naturels associés. Cette UE aborde cette question par une approche multidisciplinaire (géomorphologie, sédimentologie, paléoclimatologie) afin de reconstruire les paysages anciens et décoder l’archive géologique. Un accent particulier sera porté aux Alpes et leur évolution au cours du Plio-Quaternaire, mais d’autres environnements/périodes seront également abordés, notamment les périodes clé de transition glaciaire/interglaciaire ou encore les changements de circulations atmosphériques (e.g. mousson). Le module proposé s’organise autour de cours théoriques et séances participatives en groupe.
Une excursion de terrain est prévue autour de Grenoble. Des notions de paléoclimatologie et géomorphologie sont un avantage mais non obligatoire. L’enseignement pourra être réalisé en français ou anglais.

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The objective is to explore to what extent geomorphological archives (landscape features and associated sedimentary deposits) can inform us about past climates, as well as associated environmental conditions and earth surface processes/natural hazards. This course adresses this question with a multisciplinary approach (geomorphology, sedimentology, paleoclimatology) with the aim to reconstruct past landscapes and use them as archives. A special focus will be on the Alps and their evolution during the Plio-Quaternary, but other environments/periods will also be considered, especially key transition periods from glacials to interglacials or changes in amospheric circulations (monsoon). The proposed course is organised around lectures and interactive group sessions.
A field excursion around Grenoble is also planned. Some background in paleoclimatology and/or geomorphology would be advantageous but not mandatory. Teaching can be performed in french or english.

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Ce stage doit a minima être réalisé durant 6 semaines. Il a vocation à découvrir le milieu professionnel, entreprise ou laboratoire de recherche, dont les thématiques sont en lien avec les objectifs de chaque parcours.

This internship must be carried out for at least 6 weeks. It aims to discover the professional environment, business or research laboratory, whose themes are linked to the objectives of each course.

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Ce stage a une durée minimale de 4 mois et constitue la finalisation du projet de master de chaque étudiant. Il peut servir comme passerelle d'entrée dans le monde professionnelle ou préparatoire à un doctorat. Il doit être en lien proche du parcours de master choisi. 

This internship has a minimum duration of 4 months and constitutes the finalization of each student's master's project. It can serve as a gateway to the professional world or preparatory to a doctorate. It must be closely linked to the chosen master's course.

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