Parcours Géoressources 1re et 2e années

Aborder des problèmes de géomatériaux dans l’environnement avec les outils modernes de la minéralogie et géochimie. Méthodes analytiques modernes de caractérisation chimique, structurale, morphologique et isotopique des phases minérales. Introduction à l’imagerie hyperspectrale en combinant les spectroscopies et les microscopies à balayage.

Apply novel mineralogy and geochemistry analysis tools to geomaterials in the environment. Coupled chemical, structural, morphological and isotopic modern analytical methods for characterization of mineral phases. Introduction to hyperspectral imaging by combining spectroscopies and scanning microscopies.

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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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Cette UE traite des processus fondamentaux qui contrôlent le comportement des polluants métalliques (e.g. Zn, Pb, As, Ag, Cr, U, Fe, Mn...) et des nutriments (nitrate, phosphate…) dans les sols, les nappes phréatiques, les eaux des mines, les lacs, et les eaux usées. Dans la première partie les processus fondamentaux conditionnant la mobilité / réactivité de ces polluants, et leur solubilité et toxicité sont abordés, c’est-à-dire la respiration bactérienne et la chaîne redox, les paramètres conditionnant leur rétention (surface spécifique, densité/nature/structure/force des sites reactifs, pH) et leurs modes d’interaction avec les solides (complexation/échange ionique/hydrophobie) sont traités, et exemplifiés.
La deuxième partie du module est dédiée à l’illustration de la matière enseignée, c’est-à-à-dire dédiée à la visite de deux sites miniers à embase respectivement sulfurée et carbonatée et les problématiques de gestion environnementale techniques et sociétales. Cette visite est suivie de trois jours de travaux pratiques en laboratoire avec l’étude en petits groupes des teneurs métalliques des sols échantillonnés, la composition et la DBO d’eaux usées et la réactivité complexante de la matière organique réactive des sols. Une lecture avec rendu oral de publications scientifiques afférente est intégrée.

Langage: Cours en anglais, transparents en français, la sortie 'mines' par contre est en français. Un résumé du cours sur 50 pages écrites en anglais et français est distribué en début du cours.

This course deals with the fundamental processes that control the behavior of metallic pollutants (e.g. Zn, Pb, As, Ag, Cr, U, Fe, Mn...) and nutrients (Nitrate, phosphate...) in soils, groundwater, mine waters, lakes, and wastewaters. In the first part, the fundamental processes conditioning the mobility/reactivity of these pollutants, and their solubility and toxicity are discussed, i.e. bacterial respiration and the redox chain, the parameters conditioning their retention (specific surface, density/nature/structure/strength of the reactive sites, pH) and their modes of interaction with solids (complexation/ionic exchange/hydrophobicity) are treated, and exemplified.

The second part of the module is dedicated to the illustration of the taught subject, i.e. dedicated to the visit of two respectively sulphide and carbanate-based mining sites and the associated societal, environmental and technical management problems and outcomes. This visit is followed by three days of practical work in the laboratory with the study in small groups of the metal content of the sampled soils, the composition and the BOD of wastewater and the complexing reactivity of reactive soil organic matter. A reading and oral presentation of related scientific publications is included.

Language: Course in English, overheads in French, the 'mines' sites visit ans sampling is in French. A 50-page course summary written in English and French is distributed at the beginning of the course.

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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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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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Ce cours est une introduction à l'utilisation de méthodes de prospection géophysique basiques (sismique réfraction, soundage électrique, cartographie EM). Un effort est fait vers le traitement et l'acquisition des données sur le terrain et surtour leur interprétation en termes géologiques et hydrologiques dans des milieux simples.

This course is an introduction to the use of basic geophysical prospecting methods (seismic refraction, electrical sounding, EM mapping). An effort is made towards the processing and acquisition of data in the field and especially their interpretation in geological and hydrological terms in simple environments.

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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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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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Géochimie des contaminants II) modélisation PHREEQC.

Ce module facultatif s’adresse aux étudiants souhaitant approfondir leurs connaissances dans le comportement des métaux dans les sols et eaux naturels et dans les environnements miniers. Il est basé sur le logiciel PHREEQC qui fait référence dans le monde scientifique et qui est librement accessible. Les premières séances sont dédiées à l’apprentissage pas à pas du logiciel en salle et en séances tutorées, les séances suivantes sont dédiées à la modélisation de processus de spéciation à l’équilibre dans les sols et les nappes (hydrolyse, diagrammes Eh-pH, complexation et toxicité, transfert réactif 1D de pollutions dans les sols, processus redox) et de processus miniers (drainage minier acide, génèse d’un réservoir minier, solubilité f(T, p)). Les deux dernières séances sont dédiés à des projets élaborés par les étudiants en binôme.
Language : anglais, notices bilingues

This optional module is intended for students wishing to deepen their knowledge of the behavior of metals in natural soils and waters and in mining environments. It is based on the PHREEQC geochemical modeling software which is a reference in the scientific world and is freely available. The first sessions are dedicated to the step-by-step learning of the software in the classroom and in tutored sessions, the following sessions are dedicated to the modeling of equilibrium speciation processes in soils and groundwater (hydrolysis, Eh-pH diagrams, complexation and toxicity, 1D reactive transfer of pollutions in soils, redox processes) and mining processes (acid mine drainage, genesis of a mining reservoir, solubility f(T, p)). The last two sessions are dedicated to projects elaborated by the students in pairs.
Language: English, bilingual notices.

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The goal of this module is to introduce students to the energy and environmental issues raised by the modern quest for economic growth and to map out the potential of the ecological transition. This series of courses is structured along three main axes: an introduction to environmental discourses on growth and limits; a zoom on the climate-energy-raw material nexus; a “map” of the possibilities for low-carbon economies. 

Students will learn about the physical foundations of economic growth. We will look at both the importance of economic growth (and energy use) for human welfare and the huge environmental footprint of growth. Students will explore different − sometimes radically different − perspectives on issues ranging from what makes growth possible and whether economic growth is sustainable in a physically finite world to what is to be done about environmental destruction and climate change. Specifically, they will learn about 3 schools of thought relevant to the academic conversation about the limits to growth: (1) the degrowth perspective, (2) the green growth perspective, and (3) cornucopianism.

Students are introduced to climate change studies and to the major social and environmental challenges of the Anthropocene. Living most fossil fuels in the ground to meet the conditions of the Paris Agreement and transitioning to low-carbon economies implies an increasing demand on mineral resources. This course deals with the demand for raw materials in a low-carbon world and the challenges that come along (energy transition scenarios and energy mixes, extraction and processing of raw materials, environmental (in)justice…) .

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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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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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Cette UE est une initiation à la géologie économique. Les principales notions traitées sont : les sources et les réserves mondiales de métaux aujourd’hui et dans l’avenir; les facteurs géologiques, économiques et politiques qui contrôlent l’exploitation d’un gisement ; la classification des gisements; les processus géologiques à l’origine des gisements magmatiques, supergènes, hydrothermaux et sédimentaires. 

This course is an introduction to economic geology. The main concepts covered are: the world's sources and reserves of metals today and in the future; the geological, economic and political factors that control the exploitation of a deposit; the classification of deposits; the geological processes behind magmatic, supergene, hydrothermal and sedimentary deposits.

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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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Ce cours est une introduction à l'utilisation de méthodes de prospection géophysique basiques (sismique réfraction, soundage électrique, cartographie EM). Un effort est fait vers le traitement et l'acquisition des données sur le terrain et surtour leur interprétation en termes géologiques et hydrologiques dans des milieux simples.

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This course is an introduction to the use of basic geophysical prospecting methods (seismic refraction, electrical sounding, EM mapping). An effort is made towards the processing and acquisition of data in the field and especially their interpretation in geological and hydrological terms in simple environments.

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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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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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Le stage offre un enseignement pratique dans lequel ils mettent en œuvre les méthodes géophysiques et géologiques classiquement utilisées en Géosciences Marines. Notamment, au cours du stage, les étudiants participeront à une campagne d’acquisition de sismique réflexion à bord du Thétys II, navire côtier de la Flotte Océanique Française, affrété par l’INSU et géré par l’IFREMER.

L’objet étudié est la marge continentale nord ligure, au large de Nice, qui constitue un exemple remarquable de marge passive.  Le programme du stage comprend (sous la direction d’un enseignant, et avec l’aide d’un technicien) la mise en œuvre par les étudiants des principales techniques d’acquisition de données utilisées en Sciences de la Terre: 

-       les principes de la navigation et du positionnement (GPS, tenue d’une feuille de route); 

-       la bathymétrie (canyons, levés sédimentaires, pente continentale, plateaux,...); 

-       la mise en œuvre de la sismique-réflexion multitrace, le long de grands profils coupant l'ensemble de la marge Ligure. 

Ces profils sont complétés par des profils croisés en haut ou en base de pente, afin d’initier les étudiants à l’étude et à la reconstruction en trois dimensions des corps sédimentaires. De retour en salle, les étudiants traitent et interprètent les données acquises en mer, dans le cadre de la géologie régionale et de la tectonique globale. 

 Le stage est aménagé différemment pour les étudiants du parcours Géophysique et ceux des parcours GéoRessources/Géodynamique, avec un poids différent pour les 3 parties du stage : 

(1) campagne d’acquisition en mer 

(2) traitement des profils sismiques avec Seismic Unix 

(3) interprétation des profils de sismique réflexion 

Pour les étudiants en géophysique, l’accent est mis sur l’acquisition et le traitement. Par exemple, une session en mer est prévue pour évaluer l’importance des paramètres d’acquisition sur la résolution et la pénétration des profils obtenus. 

 Pour les autres étudiants, l’interprétation des profils est plus développée et complétée d’un cours sur l'histoire tectono-sédimentaire de la marge. Les étudiants pourront reconnaître sur les profils la surface d'érosion messinienne, la discordance du socle acoustique et des sédiments post-rift, la transgression des évaporites supérieures, le mode de dépôt de la série turbiditique quaternaire (canyons et cône profond du Var), la déformation tectonique de pied de marge (parfois diapirs de sel, failles actives de pied de marge et du bassin), la zone subsidente de pied de marge, enfin parfois, les séries syn-rift et les blocs basculés oligocènes (séries anté-rift).

L’effectif est restreint à 16 étudiants, répartis en 2 groupes en fonction de leur parcours au sein du master STPE.

L’évaluation se fait sur la base :

1. d’une fiche de synthèse à rendre juste après le stage. Ces fiches sont corrigées par les enseignants et peuvent servir de fiche de révisions par la suite
2. d’un oral portant sur les 3 thèmes abordés lors du stage : 
   1. Acquisition
   2. Traitement
   3. Interprétation

On attend l’étudiant une bonne connaissance de la propagation des ondes sismiques et des notions de sédimentologie. 

 Le traitement des profils sismiques s’effectue avec la suite logicielle « Seismic Unix », déjà présenté dans le module PAX8GPAB« Géophysique d’Exploration ». 

 Tous les étudiants participant au stage devront suivre deux séances de cours du module PAX8GRAC « Analyse de bassin ».

À l’issue du stage, les étudiants auront vu toute la chaîne de travail complète menée durant une campagne de géosciences marines, de la mesure géophysique sur le terrain à l’interprétation géologique des profils. Ils sauront notamment : 

-       Identifier les paramètres clés nécessaires à l’acquisition d’un profil sismique, en identifiant le matériel adéquat et en choisissant les paramètres pertinents pour obtenir des données avec la résolution et la pénétration nécessaires pour caractériser la cible étudiée.

-       Traiter les données brutes pour obtenir un profil sismique de qualité, débruité et migré. 

-       Identifier les artefacts et éviter les erreurs grossières lors de l’interprétation d’un profil sismique

-       Reconnaitre les structures sédimentaires dans une série de profil sismiques sur un volume 3D et les replacer dans l’histoire tectono-sédimentaire de la région étudiée.

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The field course offers a practical teaching in which they implement geophysical and geological methods classically used in Marine Geosciences. In particular, during the internship, students will participate in a seismic reflection acquisition campaign aboard the Thetys II, a coastal vessel of the French Oceanic Fleet, chartered by INSU and managed by IFREMER.
The object studied is the northern Ligurian continental margin, off Nice, which is a remarkable example of passive margin. The internship program includes (under the supervision of a teacher, and with the help of a technician) the implementation by the students of the main data acquisition techniques used in Earth Sciences
- principles of navigation and positioning (GPS, keeping a logbook);
- bathymetry (canyons, sedimentary surveys, continental slope, plateaus,...);
- the implementation of seismic-reflection multitracing, along large profiles cutting the entire Ligurian margin.
These profiles are completed by cross-sectional profiles at the top or bottom of the slope, in order to initiate the students to the study and the reconstruction in three dimensions of sedimentary bodies. Back in the classroom, the students process and interpret the data acquired at sea, in the context of regional geology and global tectonics.
The internship is organized differently for students in the Geophysics track and those in the GeoResources/Geodynamics track, with a different weight for the 3 parts of the internship:
(1) acquisition campaign at sea
(2) processing of seismic profiles with Seismic Unix
(3) interpretation of seismic reflection profiles
For geophysics students, the focus is on acquisition and processing. For example, an offshore session is planned to evaluate the importance of acquisition parameters on the resolution and penetration of the profiles obtained.
For the other students, the interpretation of the profiles is more developed and completed by a course on the tectonic-sedimentary history of the margin. Students will be able to recognize on the profiles the Messinian erosion surface, the unconformity of the acoustic basement and post-rift sediments, the transgression of the upper evaporites, the mode of deposition of the Quaternary turbidic series (canyons and deep Var cone), the tectonic deformation of the foot of the margin (sometimes salt diapirs, active faults of the foot of the margin and of the basin), the subsident zone of the foot of the margin, and finally sometimes, the syn-rift series and the Oligocene tilted blocks (ante-rift series).
The number of students is limited to 16, divided into 2 groups according to their course within the STPE master.
The evaluation is done on the basis of :
a summary sheet to be handed in right after the course. These sheets are corrected by the teachers and can be used as revision sheets afterwards
an oral exam on the 3 themes covered during the course:
Acquisition
Processing
Interpretation
Recommended prerequisites

The student is expected to have a good knowledge of seismic wave propagation and notions of sedimentology.
The processing of seismic profiles is done with the software suite " Seismic Unix ", already presented in the module PAX8GPAB " Exploration Geophysics ".
All students participating in the internship will be required to attend two sessions of module PAX8GRAC "Basin Analysis".
Targeted skills

At the end of the internship, students will have seen the complete work chain carried out during a marine geoscience campaign, from geophysical measurements in the field to the geological interpretation of profiles. In particular, they will know how to:
- Identify the key parameters needed to acquire a seismic profile, identifying the appropriate equipment and choosing the relevant parameters to obtain data with the resolution and penetration needed to characterize the target being studied.
- Process raw data to obtain a quality, debruised and migrated seismic profile.
- Identify artifacts and avoid gross errors when interpreting a seismic profile
- Recognize sedimentary structures in a series of seismic profiles on a 3D volume and place them in the tectonic-sedimentary history of the region studied.

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In this module, taught in the form of a short course with essentially practical assignments, students will learn to use subsurface modelling software ("Move"). This way of modelling  the subsurface has become the industry standard, fully supplanting 2D geological maps, and it is essential for Master students in Earth Sciences to know how to use these tools. In addition, the software developers make them available to universities at a very low cost. The practical assignments will benefit from the new digital mapping facilities  installed at Phitem with support from the OSUG@2020 excellence laboratory. This course is taught in English by an external contributor, who is an active consultant in structural geology with an excellent knowledge of the work field. 

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Objectifs d’enseignement :

- Prendre conscience des représentations véhiculées par le langage et comprendre les phénomènes langagiers décrits en écolinguistique afin de faciliter la communication, la cohésion, l’intégration et la compréhension entre les différents acteurs de la transition écologique

- Être capable d'utiliser le terme adéquat, les métaphores et la saillance discursive pour développer des stratégies argumentatives auprès d'acteurs publics et privés

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This teaching unit will introduce the students to the new opportunities for mining exploration in Europe. In the current environment of high-metal demand and exhaustion of historically important metal resources, different sources of metals and technologies to extract metal will have to be found: mining deeper primary mineral resources, using new type of ore, or returning to recover extractable minerals from abandoned mines. The idea of this unit is to train students to identify such sustainable opportunities using complex sets of geological, historical, geographical, and economical data. Innovation in data visualisualization and integration will be of prior importance. We develop a new pedagogic approach based on an educational crowd-sourcing contest. The students will work co-operatively on an unstructured problem, without a pre-ordained “right” answer, where they will hone both their university-acquired or self-taught skillsets into application that the minerals exploration industry requires. We aim at strengthening MSc students creativity, entrepreneurship and skills for the sustainable development of mineral resources in Europe. We train the next generation of mineral resource managers (not only geologists) to develop new active environmental and societal strategy for sustainably harnessing mineral resources in Europe

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The Montagne Noire constitutes a remarkable metallogenic province with about 100 km long and 25-70 km wide, located in the southwest part of Massif Central, France.

This region hosts a unique diversity of ore deposits:

- Pb, Zn, Cu, Ba in sedimentary and metamorphic units,

- Sb in magmatic context,

- W in metamorphic units,

- Au, Ag, As, Te in epithermal context,

- Al in bauxites,

- U in sedimentary context,

All these ore deposits are of major interest regarding mining exploration and exploitation. Mining activity has taken place in several areas since pre-Roman period mainly for for Au and Ag exploitation. Some very important ore deposits have been exploited in this province during the past century (The Salsigne gold mine used to be the biggest in Europe). The geology of Montagne Noire has a remarkable chronostratigraphic set that provides a vast lithologic diversity.

The general idea of the field trip is to introduce the students to ore targeting and exploration, but also to the environmental history of mining: exploitation, closure and recreation.

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"La connaissance du sous-sol est nécessaire pour appréhender ses risques, évaluer ses ressources, et les exploiter dans un cadre qui fait consensus, notamment vis-à-vis des dernières contraintes environnementales.

L'identification et la caractérisation géochimique et géophysique des réservoirs géologiques trouvent de très nombreuses applications pour la production et le stockage de ressources. Qu'il s'agisse d'analogues de surface ou de réservoirs souterrains, la compréhension de la mise en place des réservoirs et de leur fonctionnement dynamique en tant que milieux poreux, fracturés et perméables bénéficie à l'hydrologie, à la géothermie (y compris ses aléas sismiques), aux stockages souterrains de gaz (CO₂, CH₄, H₂, He, air comprimé, ...), voire à la volcanologie.

Les étudiants apprendront dans ce module à utiliser les outils géochimiques nécessaire à la caractérisation des réservoirs pétroliers (maturité, dépôts environnementaux, du pétrole / gaz). Ils manipuleront des logiciels permettant de traiter, de visualiser et d'interpréter des volumes de données sismiques dans le cadre de l’imagerie sismique 2D et 3D. Ils seront également initiés aux solutions envisagées pour réduire la concentration de CO₂ atmosphérique (stockage géologique).

Les connaissances acquises dans ce module pourront être valorisées aussi bien en milieu industriel que dans des organismes de recherche publique de type EPIC (ANDRA, BRGM, CEA, IFP Energies nouvelles, INERIS, IRSN, …)."

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The Drilling and Borehole Geophysics training unit provides information (1) about the drilling techniques used both in Oil & Gas industry and in hydrogeology and (2) about the acquisition and processing of borehole geophysical datasets. The training units is organised in 2 parts : (1) several theoretical lessons, with several interventions from experts from the industry and (2) a practical training near Montpellier where borehole logging will be performed by the students in the same hole where cores were recovered. Students will compare borehole logs they acquired with their own description of the fault cores.

This training units provides therefore the basics of drilling and borehole geophysics techniques used in Georessources science.

Figure 1 : Practical logging during the field trip

Figure 2 : Core-log integration from the logging data acquired during the field trip presented in Figure 1.

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Ce cours aborde les principales techniques géophysiques de caractérisation (et de suivi temporel) des couches superficielles (premières dizaines de mètres) avec des applications en risques naturels, environnement et en géotechnique. Il se veut très orienté données en combinant connaissances théoriques et méthodologiques, acquisitions et traitement de données, interprétation.

En pratique, il aborde les techniques de tomographies sismiques et électriques, d’inversions d’ondes de surface, de bruit sismique et de géoradar. Chacune de ces techniques sera illustrée lors de TD/TP avec des logiciels spécifiques, libres de droit. 2 sorties terrain seront organisées : une approche multiméthode de caractérisation d’un glissement de terrain qui constituera le projet principal du module et une seconde, concernant le géoradar et l’imagerie de structures sédimentaires.

Figure 1 – Left :  GPR imaging of ice accumulation in Antarctics. Right : Example of field seismic acquisition.

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This course covers the main geophysical techniques for characterizing (and of temporal monitoring) surface layers (the first few tens of meters), with applications to natural hazards, the environment and geotechnics. It is highly data-oriented, combining theoretical and methodological knowledge, data acquisition and processing, and interpretation.

In practical terms, it covers seismic and electrical tomography techniques, surface wave inversions, seismic noise and Ground Penetrating Radar. Each of these techniques will be illustrated during TD/TP sessions using specific, royalty-free software. 2 field trips will be organized: a multi-method approach to characterizing a landslide, which will be the module's main project, and a second, involving Georadar and imaging of sedimentary structures.

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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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The Environmental Problem Solving training unit helps develop the knowledge, methods and competencies needed to advance sustainability and the ecological transition as unprecedented change is happening at the global, regional and local levels. Students are trained to use qualitative, quantitative and scenario methods in a systems-theory approach. “What can change?” “How can change happen?” “Who can change?” are the pivotal questions of the course. Two of the six key sectors of the ecological transition (Transport and Industry) are explored from a theoretical and practical perspective, including investigation of a set of case studies and a roll-play at the end of each sequence. Specific attention is given to biophysical and subsurface resources. This course works hand in hand with the project-based course “Initiatives” and the various interventions of our colleagues from the geology department. 

Course objectives and competencies developed:

- Understand the complexity and interconnectedness of major environmental issues: systems competence

- Demonstrate understanding of selected environmental problems from a transdisciplinary perspective: transdisciplinary competence

- Learn to use the methods and processes of environmental problem solving: critical, strategic and normative competence

Learn to use qualitative and quantitative data-collection methods: integrative data collection and analysis

- Develop strong oral and written communication skills and abilities: interpersonal and communication competence

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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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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 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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