Description

La géothermie profonde est une source d’énergie décarbonée non délocalisable capable de fournir chaleur et froid renouvelables pour répondre aux besoins des industries et collectivités. Les projets géothermiques se multiplient dans les régions géologiquement connues et peu complexes type bassin sédimentaire ou socle fracturé. Mais pour réussir la transition énergétique en cours, cette opportunité doit être ouverte à l’ensemble des bassins industriels et urbains, et ce même si le géosystème local est complexe et le risque économique de l’exploration plus élevé. Pour contribuer à diminuer ce risque et à accélérer l’exploration, le projet GEOTHERBAMINE (GEOTHERmie dans le BAssin MINier) vise à contraindre un système géothermique complexe à l’aplomb d’un bassin fortement structuré également bassin de vie et industriel dense : le bassin minier du Nord Pas-de-Calais (France). Bien que cette région soit l’une de celles où le potentiel géothermique est le moins exploré, des circulations de fluides chauds sont identifiables au droit de l’ancien bassin houiller. L’objectif de cette thèse est d’étudier tous les marqueurs des circulations de fluides passés et actuels dans les unités carbonifères et dévoniennes au droit du bassin minier du Nord Pas-de-Calais (entre Lens et Valenciennes), et ce, afin de déterminer l’historique, la composition et la température de chaque circulation majeure. Pour ce faire, la thèse adoptera une approche intégrée, couplant géochimie, pétrologie et minéralogie, dédiée aux interactions fluides/roches. Ainsi, le/la recruté(e) étudiera :
- Les transformations minéralogiques – notamment argileuses – résultant du passage des fluides,
- Les relations texturales entre unités, veines, ciments, et minéraux hérités et néoformés,
- Les inclusions fluides (microthermométrie et composition) piégées dans les quartz et carbonates des veines et ciments,
- Les indicateurs thermométriques : thermométrie des chlorites (veines), thermométrie RSCM sur matière organique (encaissants)
- Les indicateurs géochronologiques : datation isotopique des carbonates.
Les résultats de cette thèse, couplés à ceux des études menées en parallèle au sein du projet, alimenteront un modèle 3D de thermicité/circulations de fluides de l’échelle du puit à celle du bassin, qui permettra l’évaluation du potentiel géothermique de la région en chaque point.

Compétences requises

Étudiant(e) ayant validé (ou en cours de validation) un Master 2 en Sciences de la Terre. Le/la candidat(e) devra posséder de solides connaissances et compétences en minéralogie et géochimie, faire preuve d’autonomie et de rigueur, et avoir une appétence pour les techniques analytiques.

Bibliographie

https://www.soussol-bien-commun.fr/fr/appel-projets-2024/geotherbamine-comprehension-des-circulations-de-fluides-dans-sous-sol-du-bassin

Laurent A. (2021) Modélisation géologique 3D du bassin houiller du Nord Pas-de-Calais et de son substratum dévonien-carbonifère inférieur : vers une meilleure définition des réservoirs géothermiques profonds. Thèse. Univ. Lille. 314 p.

Mots clés

Géothermie, Interaction fluides/roche, thermométrie, bassin, géochimie, minéralogie