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Géosciences (option)

Sigle: op_G2, ECTS: 42

Objectifs du cours

L’option Géosciences est destinée aux élèves qui s’intéressent aux interactions entre activité humaine et systèmes naturels, en liaison avec de nombreuses problématiques industrielles de grande actualité (eau, environnement, déchets nucléaires et non-nucléaires, exploration/production pétrolière, secteur minier, grands travaux…), mais aussi avec les pouvoirs publics (aménagement du territoire, réglementation environnementale, installations classées…)

Toutes ces questions mettent aujourd’hui en jeu une forte multidisciplinarité entre géologie, géophysique, géochimie, hydrologie, géomécanique, voire biosciences, et bien entendu, sciences fondamentales. Elles passent tout naturellement par (1) l’observation des objets naturels, (2) le travail en laboratoire, (3) l’utilisation d’outils de physique mathématique pour la compréhension des phénomènes physico-chimiques, ainsi que, de plus en plus fréquemment, de leurs couplages dans les milieux naturels (par ex., transport réactif.) Les géosciences sont en effet devenues, depuis plusieurs dizaines d’années, des sciences quantitatives faisant très amplement appel à la modélisation numérique des systèmes et des phénomènes qui s’y déroulent.

Formation

La formation de l’option comporte volontairement peu de cours en salle. Elle est en effet centrée sur la découverte sur le terrain ou sur des sites industriels de toute une série d’objets d’étude (par exemple, l’érosion littorale actuelle sur la côte Atlantique, la problématique du stockage des déchets – des plus dangereux aux plus banals – et du CO2, les enjeux de l’exploration/prospection pétrolière, ou de la mise en chantier d’un très grand ouvrage comme le tunnel ferroviaire Lyon-Turin, …) Elle comprend bien entendu une introduction aux disciplines qui en permettent l’étude (en particulier géophysique, géochimie, hydrogéologie, etc…)

Sur tous ces objets, l’analyse ne se limite pas au strict domaine des Géosciences, mais permet également aux optionnaires de prendre la mesure de la multiplicité des acteurs impliqués, y compris le monde associatif et les pouvoirs publics. Il les met de plus en contact avec des professionnels en activité dans de nombreux secteurs, ce qui leur permet une découverte des Métiers au travers d’une série de visites d’entreprises.

Le travail d’option, largement défini en concertation avec chaque optionnaire (car les optionnaires géosciences ont fréquemment des centres d’intérêt et des projets professionnels variés), vise à lui permettre d’approfondir un domaine particulier au gré d’un exercice conjuguant, idéalement, terrain, expérimentation au laboratoire et modélisation quantitative.

Pré-requis

Programme

Le programme de l’option, donné ci-dessous à titre indicatif, inclut deux ES au 3ème Semestre (sauf S3 à l’étranger, bien entendu…) :

-Pratique de la Géologie (4 crédits ECTS, Semestre 3)
-Hydrogéologie (2 crédits ECTS, Semestre 3)

et un ES au 6ème semestre :
-Réservoirs sédimentaires hétérogènes : du terrain à la modélisation (2 crédits ECTS)

Deux semaines de Février (2A)
:

La période a deux objectifs : (1) étude de la « géomorphologie du paysage », avec du terrain dans la Baie du Mont Saint-Michel. L’objectif est de mieux comprendre les processus hydro-sédimentaires et leur enregistrement dans le paysage. Les applications concernent l’aménagement du territoire et  l’impact de l’homme sur l’environnement. (2) « la géophysique : quels outils, quels métiers ? ». L’objectif de la seconde partie est de donner des clés pour comprendre ce que peut apporter la géophysique (principes, traitement des données, applications variées, limites de la géophysique, …). En parallèle, des visites sont organisées pour comprendre les métiers liés à la géophysique dans un grand groupe international pétrolier, au sein d’une petite entreprise de service et dans un laboratoire universitaire. Enfin, les élèves sont amenés à réaliser une étude bibliographique (en 2013 sur l’inversion de formes d’ondes en sismique réflection pétrolière). L’un des objectifs pédagogiques est la lecture comparée d’articles scientifiques.

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

  • Voyage d'option (1 semaine) sur l'île de la Réunion en 2012 et en 2013 sur le thème : « étude de l’édifice volcanique de la Réunion », avec du terrain, la découverte du fonctionnement d’un laboratoire d’observation sismologique et des ouvertures vers détection des cavités, la ressource en eau et la géothermie. En particulier, une journée est consacrée a l'hydrogéologie de l'Ile (basculement des eaux d'Est en Ouest).
  • Visites d'entreprises (> 1 semaine) telles que l’Andra, IRSN, Total, CGGVeritas, Veolia, Saur, Storengy, Areva, …
  • Terrain dans les Pyrénées espagnoles (1 semaine) qui porte sur l’étude d'un analogue de terrain dans des zones carbonatées fracturées. Cette étude permet de voir à l’affleurement des structures similaires à celles des réservoirs pétroliers et de mieux comprendre le fonctionnement d’un réservoir (que ce soit pour pour l’eau, le pétrole, le stockage du CO2, …)
  • Enfin, des cours / TP  en géochimie et hydrologie (1 semaine)

Exemples de travaux d’option récents

Les travaux d’option couvrent un très large spectre, comme le montrent les exemples ci-dessous (les résumés correspondants peuvent être téléchargés sur le site Web de l’option : http://direns.mines-paristech.fr/Sites/option-geosciences/ ):

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

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

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

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

Débouchés

Sur les 15 dernières années, environ 55% des anciens de l’option ont débuté leur carrière dans le secteur des Géosciences. Les 45% restants se sont déterminés d’une façon comparable à celle des autres mineurs. Les employeurs des derniers optionnaires diplômés sont : Total (2), Schlumberger, SAUR, EDF, RATP, SETEC, Alstom Transports, Actimage et Unibail Rodamco ; une a intégré le Corps des Mines ;  3 sont doctorants (Berkeley, IRSN, Mines ParisTech.) Des compléments sont disponibles à l’adresse http://direns.mines-paristech.fr/Sites/option-geosciences/anciens.html .

Equipe pédagogique

Responsable(s)
Hervé CHAURISAgnès LABOUDIGUE

Chargé(s) d'enseignement
Pierre DUBLANCHET

Intervenant(s)
Eric CHAUMILLON ; Isabelle COJAN ; Michel DEMANGE ; Laurent DEWINDT ; Nicolas FLIPO ; Alexandrine GESRET ; Vincent LAGNEAU ; Aurélie LAME ; Sabine LIORZOU ; Jean-René MALAVOI ; Caroline MEHL ; Daniel MERCIER ; Amer MOUHRI ; Louis RAIMBAULT ; Jean-Loup RUBINO ; Daniel TESSIER ; Bernadette TESSIER ; Médard THIRY
Sigle op_G2
Année 2ème & 3ème année
Niveau Graduate 1st year, Graduate 2nd year
Crédits ECTS 42
Coefficient 0
Nb. d'heures 266
Nb. de séances 213
Type de cours Option
Semestre 4, 5, 6
Période Printemps
Domaines
  • Génie et sciences de la terre
Dernière mise à jour:
24 Jan 2017 11:12 par julien