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Projets

Laboratoire d'Excellence RESSOURCES21 : Ressources métalliques stratégiques du 21ème siècle

 

Coordinateur du projet : Frédéric Villiéras

Directeur scientifique : Michel Cathelineau

Site web : www.ressources21.univ-lorraine.fr

 

 

Dans le contexte actuel de développement économique rapide de pays émergents  et  la perspective de croissance démographique mondiale, l’accès aux ressources naturelles et leur partage au sein de la société et des pays est un enjeu majeur pour le siècle à venir. Il est ainsi fondamental de développer des projets de formation et de recherche permettant de préparer les générations futures pour maîtriser et gérer les ressources en sol, eau, bois, métaux, matériaux de construction et en matières premières énergétiques. De nombreux métaux tels que terres rares, platinoïdes, uranium trouvent de plus en plus d’applications à haute valeur ajoutée dans les produits manufacturés modernes et dans les technologies liées aux énergies décarbonées. Alors qu’il y a quelques années l’accès aux métaux était réputé sans danger, ceux-ci étant perçus comme abondants et facilement accessibles, les pressions économiques et politiques récentes sont telles qu’il devient nécessaire, au niveau européen et national de sécuriser les approvisionnements pour le siècle en cours. Ces tensions montrent à quel point il devient nécessaire de rechercher de nouveaux gisements primaires, de développer le recyclage et de rechercher de nouvelles solutions de séparation, le tout de manière durable et respectueuse de l’environnement et des écosystèmes.

Dans ce but, il est nécessaire de redéfinir la notion de ressource en termes de localisation des concentrations naturelles en métaux dans la croûte terrestre, et de procédés de séparation, concentration et recyclage des métaux, tout en intégrant l’impact écotoxicologique et la gestion environnementale. Ce sujet revêt donc une importance économique et stratégique importante et présente de nombreux défis en géologie, modélisation régionale des formations (modèles physiques et numériques), séparation (génie minéral), impact environnemental et écotoxicologie, capteurs et observation systématique. Le projet RESSOURCES21 propose une démarche intégrée recherche-formation-innovation sur la connaissance, la valorisation et la gestion environnementale des ressources naturelles en métaux stratégiques pour le 21ème siècle.

 

 

GISFI : Groupement d'Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles

 

Président : Jean-Louis Morel

Ingénieur projet : Noële Raoult

Site web : www.gisfi.fr

 

La déprise industrielle et les mutations urbaines ont provoqué des modifications profondes de l’utilisation de l’espace avec l’abandon de surfaces souvent localisées au cœur des cités. Le phénomène est particulièrement marqué depuis les années 80 et touche de nombreuses régions dont la Lorraine. Ces surfaces ne peuvent faire l’objet d’une reconversion socio-économique traditionnelle tant pour des raisons de pression foncière que de handicap environnemental. Malgré la charge qu’elles représentent pour les propriétaires et les collectivités, elles sont une ressource dont la mise en valeur est un atout de la redynamisation des régions touchées.
La gestion des friches urbaines ou industrielles, parfois polluées par divers produits organiques et/ou inorganiques persistants, est souvent confrontée à des difficultés techniques et financières liées à la dépollution. La reconversion durable requiert la mise au point de méthodes fiables de réduction et de contrôle des risques sanitaires et environnementaux liés aux contaminations, applicables aux situations les plus complexes (présence de métaux, sols co-pollués, hétérogénéité, surfaces importantes), peu coûteuses en énergie, à impact environnemental faible , conduisant à une dépollution conforme à la réglementation, et compatibles avec la valeur économique des terrains en fonction de leur usage ultérieur et avec les exigences environnementales (analyse du cycle de vie).

Ces dernières années, le projet du GISFI concerne le renforcement des connaissances sur le fonctionnement et l’évolution des sites et sols dégradés avec, pour objectifs finalisés, le développement des écotechnologies pour traitement et la requalification durable des sites.
La pluridisciplinarité du groupement permet la mise en œuvre de démarches scientifiques originales, permettant notamment le couplage des processus biologiques et des processus physico-chimiques. La compréhension de ces milieux particuliers (friches industrielles et urbaines) constitue un élément essentiel pour la réussite du projet et une production scientifique de haut niveau.

 

 

     

GISOS : Groupement d'Intérêt Scientifique sur l'Impact et la Sécurité des Ouvrages Souterrains

 

Président : Philippe Elsass

Vice-présidente : Françoise Homand

Site web : http://www.gisos.org

 

Pour faire face à la demande sociale d’une plus grande maîtrise des risques liés à la présence, dans le sous-sol de nombreuses régions françaises, de cavités souterraines artificielles qui résultent de l’exploitation des substances minérales ou du creusement d’ouvrages de génie civil et de stockage et qui sont susceptibles d’induire, à terme, des désordres en surface générateurs de problèmes humains et économiques plus ou moins graves, il a été nécessaire de développer et de structurer la recherche dans ce domaine.

Pour répondre à cette demande, le GISOS a été constitué en 1999 par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), l’Institut National de l’Environnement industriel et des RISques (INERIS), l’Institut National Polytechnique de Lorraine, (INPL, au nom du LAboratoire Environnement, Géomécanique & Ouvrages LAEGO des Ecoles de Géologie et des Mines), puis rejoint ensuite par MINES ParisTech (anciennement Ecole des Mines de Paris).
Trois axes de recherche ont été définis et dont les objectifs sont de mieux comprendre, analyser et modéliser les phénomènes élémentaires en jeu et les différents mécanismes qui peuvent intervenir et interagir, d’en prédire et prévenir les conséquences techniques, socio-économiques, et en termes de sécurité publique. Ces recherches mettent en œuvre des travaux de terrain, des essais en laboratoire et des expérimentations in situ, des rétro-analyses d’événements, de l’analyse de données, des travaux de modélisation numérique.

 

Les projets du Contrat de Projets Etat-Région 2007-2013


 

CPER Plate-forme Géochimique Eau-Sol-Terre

 

Les laboratoires nancéiens en Géosciences sont majoritairement impliqués dans des approches géochimiques des systèmes naturels pour comprendre et modéliser les processus géologiques et environnementaux. Actuellement, ils se placent au tout premier plan international dans le domaine de l'analyse géochimique, isotopique et physico-chimique. Leurs recherches s’effectuent à la fois dans les directions très fondamentales telles que la cosmochimie ou l'histoire de l'origine de la Terre, la compréhension des couplages géologie-environnement, et dans les domaines plus finalisés grâce à un partenariat fort avec l'industrie. Le soutien continu de la Région et de l'Etat ont permis de mettre en place des équipements innovants et notamment l'acquisition de la sonde ionique 1270 en 1996, puis dans le cadre du CPER 2000-06 de la plate-forme Eau-Sol-Terre.
Le potentiel analytique de Nancy permet aujourd'hui de réunir un groupe de près de 300 chercheurs ingénieurs, techniciens et doctorants développant leurs projets de recherche autour d'une plate-forme analytique en géochimie. Sur le plan national, certains de ces équipements sont des parties intégrantes de deux services nationaux d'analyses de l'INSU qui finance leur utilisation par l'ensemble de la communauté française en géochimie. Sur le plan européen, la partie isotopique de la plate-forme appartient au Réseau Européen "EUROPLANET" qui finance une utilisation et des échanges à l'échelle européenne de cette plate-forme.
Le projet CPER Plate-Forme de la Fédération EST vise à poursuivre sa modernisation en alliant la recherche de nouvelles frontières analytiques à un choix d'équipements cohérents aux niveaux régional et national. Ces équipements sont mis en œuvre par les différents laboratoires de la FR-EST et utilisés dans le cadre des programmes de recherche de la fédération. Les domaines d'application portent sur les grandes thématiques de recherches menées à Nancy :
- Ressources : exploration et aval du cycle (stockage) dont le projet CPER Bure ;
- Environnement et bio-géochimie des sols (dont les projets CPER ZAM et GISFI) ;
- Cosmochimie et histoire et fonctionnement de la Terre (projets ANR, ERC ...).

 

 

CPER Transferts en formation géologique

 

Parmi les grands enjeux du développement durable, les pays industrialisés sont engagés dans des actions de stockage des déchets de l’industrie nucléaire et du CO2, dans les couches géologiques. Il faut alors prédire le comportement à long terme des formations géologiques dans lesquelles sont envisagés les stockages, en définissant les paramètres clés contrôlant les transferts de matière ou de chaleur dans le sous-sol. Pour relever ce défi scientifique de modélisation des processus, il est nécessaire de bien comprendre les transferts du passé, qui sont à l’origine des concentrations de métaux ou d’hydrocarbures.
Les laboratoires de Nancy qui ont acquis une réputation internationale pour ces thématiques doivent aller vers des avancées scientifiques et technologiques de manière à maintenir l’attrait aussi bien dans le domaine de la recherche que de la formation. Ce savoir-faire et la relation étroite avec les thématiques industrielles a été reconnue par le label Carnot ICEEL.
La construction en Lorraine du laboratoire souterrain de Bure comme projet de Très Grand Equipement (TGE ou TGI), sous la responsabilité de l'ANDRA, apporte aux études théoriques ou de laboratoire, un chantier exceptionnel. Il devrait permettre d'étudier in situ une partie des processus et offrir ainsi une opportunité unique d'observation et d'expérimentation dans le milieu géologique profond. Ces travaux scientifiques sont essentiels également pour la recherche de la zone d’implantation d’un stockage pérenne des déchets nucléaires la plus favorable dans la zone de transposition.

 

 

 

GOCAD

 

 

Responsable du projet : Guillaume Caumon

Site web : www.gocad.org/

 

Qu’est-ce que GOCAD ?    3 entités :

Le Groupe de recherche Gocad est une équipe de chercheurs à la frontière de la géologie, la géostatistique, l’informatique, l’ingénierie et de la géophysique de réservoir, hébergé par le Centre de Recherches et Pétrographiques Géochimiques (CRPG) et l’École de géologie à l’Université de Nancy. Cette équipe de recherche s’efforce de définir de nouvelles approches, construire des modèles 3D du sous-sol et mettre à jour les données disponibles. Le Groupe de recherche Gocad a des liens solides avec ALICE à l’INRIA, le groupe GSRC à Marseille Université et SCRF à Stanford.

Le consortium Gocad, géré par ASGA (Association Scientifique pour la Géologie et ses Applications), est un consortium international ouvert aux entreprises, aux universités et instituts de recherche dont le but est principalement de soutenir le Groupe de recherche Gocad à faire progresser la technique de modélisation 3D du sous-sol. Les résultats attendus pour les membres du consortium se composent essentiellement de documents de

recherche et les logiciels.

Le logiciel Gocad a été développé par le Groupe de recherche Gocad durant les années 90, comme une intégration de toutes les recherches menées depuis le lancement du projet. Ce progiciel d’application et de développement, désormais commercialisé, est entièrement détenu et peut être obtenu par Paradigm Geophysical. La plupart des nouvelles technologies créées dans le Groupe de recherche Gocad est rendue disponible grâce à des plugins du logiciel Gocad.

 

 

ZAM : Zone Atelier du bassin versant de la Moselle

 

Responsables du projet :

Emmanuelle Montargès-Pelletier & Marc Benoît

Site web : http://apps.ensic.inpl-nancy.fr/Zam/index_fr.html

 

 

L'objectif général de la ZAM est de comprendre l'impact des activités humaines sur la qualité des ressources en eau en Lorraine, dans le bassin versant de la Moselle.
Ce programme de recherche est issu d'une collaboration étroite entre scientifiques lorrains, de disciplines complémentaires, issus de quinze unités de recherche, principalement lorraines, développant des projets de recherche à l'échelle régionale, concernant l'anthropisation des milieux aquatiques eaux et des terres. L’expérience apportée par les années passées, a démontré la nécessité de renforcer la cohérence scientifique pluridisciplinaire. Il est apparu également nécessaire de développer des relations fortes avec les acteurs opérationnels de la gestion de l’eau (CUGN, Agence de l’Eau, Chambres d’Agriculture, DRAF, DIREN, DRIRE, ONEMA), et les utilisateurs (Industriels majeurs, Norske Skog-Moselle, Novacarb-Meurthe, Arcelor-Moselle, communautés urbaines, agriculteurs, associations de pêche, pisciculteurs…). La même expérience a incité une structuration de ce programme de recherche, non plus selon les disciplines et domaines d'expertise représentées, mais selon les problématiques rencontrées sur le bassin versant en lien direct avec les caractéristiques naturelles des sites (végétation, géomorphologie, hydrologie...) et les activités humaines qui s'y développent.

Ce découpage répond donc à une nette orientation de la ZAM vers une approche en territoires. Par ailleurs, ce projet ouvre une convergence explicite avec le projet GISFI et le projet FORBOIS.

La Directive Cadre Européenne (DCE) sur l’Eau stipule que les eaux souterraines et de surface doivent avoir retrouvé un bon état biologique d’ici 2015. Ce projet Zone Atelier du bassin de la Moselle regroupe les bras scientifiques lorrains permettant : de mesurer la qualité de la ressource en eau, ainsi que les facteurs et processus contribuant à son évolution passée, actuelle et future ; d’évaluer les degrés de maîtrise de cette qualité par les diverses activités prises en charge prioritairement par la ZAM (activités forestières, activités rurales, développement des villes et activités industrielles) et de proposer des stratégies techniques et économiques visant à l’amélioration générale de la qualité des eaux lorraines.

 

 

Mise à jour : 30/04/2014