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Stages 2016/2017

Vous trouverez ici la liste de sujets de stages de recherche proposés pour 2016-2017 (liste évolutive).

Le stage recherche est réalisé pendant le semestre 4 (S4). L’étudiant est encadré par un maître de stage professionnel ou universitaire. Les soutenances orales qui suivent l’évaluation du rapport écrit se font sous la forme d’un examen terminal devant un jury.

Liste :

  • Variations de la mousson indienne à échelle orbitale et suborbitale pendant le Pléistocène. détails
  • Impact des changements climatiques actuels et futurs sur la croissance de forêts boréales et leurs processus biogéochimiques. détails
  • Signature en 17O-excess du cycle de l’eau à l’interface sol/plante/atmosphère et de la silice des plantes : vers un nouveau marqueur de l’humidité relative atmosphérique. détails
  • Signature en 17O-excess des phytolithes d’une carotte sédimentaire (Iran) et reconstitution des variations passées de l’humidité relative détails
  • Mise en évidence de l’activité récente de la faille de Talas-Fergana (Kirghizstan) par l’analyse d’images Pléiades. détails
  • Etude archéomagnétique de fours archéologiques du sud de la France détails
  • Tectonique active de la Faille de Meknès : source du séisme de 1755 (Maroc) détails
  • Calibration du taux de production du nucléide cosmogénique 36Cl, produit in situ à partir de Ca à haute altitude (Bolivie et Chili) détails
  • Etude du lien entre les périodes de remplissage sédimentaire et d’activité tectonique sur la faille de Sparte en Grèce. détails
  • Etude des relations entre morphologie, longueur, vitesse long terme et maturité des failles normales actives en Apennins détails
  • Reconstitution de la circulation océanique en utilisant les isotopes du néodyme pendant le dernier million d’années. détails
  • Variabilité hydrologique des eaux de surface tropicale au cours de la transition Mid-Pléistocène détails
  • Etude multi-proxy d’une séquence sédimentaire collectée dans le Nord-Ouest du Golfe Persique détails
  • Changements du cycle hydrologique dans la zone du Pacifique Est-équatorial et sur le continent adjacent depuis la dernière période glaciaire détails
  • Etude de l’activité solaire au cours de derniers 400 ans à partir d’un nouvel enregistrement de 10Be provenant de Talos Dôme détails
  • More to come soon ...

Descriptions détaillées :

Variations de la mousson Indienne à échelle orbitale et suborbitale pendant le Pléistocène
Mots clefs : . mousson, productivité primaire, calcification, microfossiles, Golfe du Bengale, forçage orbitale

Objectifs : La mousson d’été Indienne est un élément majeur du régime hydrologique le plus important du globe, et les précipitations et les vents associés affectent plusieurs milliards d’êtres humains. Ce stage a pour objectif de reconstruire les variations de productivité primaire et morphologie à partir d’associations de coccolithes (fossiles calcaires de phytoplancton) dans une région océanique tropicale fortement influencée par la mousson Indienne, le Golfe du Bengale, pendant les derniers quatre cycles glaciaire-interglaciaire (0 - 500 000 ans). La productivité dans cette région est liée avec les vents et la stratification océanique résultant de la mousson, et l’intensité de la mousson au cours du temps pourra être invoquée à partir des données acquises. Les échantillons proposés sont uniques et proviennent d’une expédition de forage récente, International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 353 (http://publications.iodp.org/prelim...). Les données acquises permettront une comparaison avec d’autres enregistrements de la variabilité climatique liée à la mousson dans la région, et une meilleure compréhension des forçages climatiques sur la mousson.

Méthode : Préparation d’échantillons pour microscopie automatique (décantations et montages de lames), utilisation de la plate-forme microscopie et reconnaissance automatique des espèces du groupe Bioindicateurs, initiation à la taxonomie des coccolithes, introduction à la paléocéanographie et outils associés, interpretation des données dans le contexte regional et temporel.
Qui contacter ?
Clara Bolton, CEREGE, bolton@cerege.fr ; co-encadrant : Philippe Martinez, EPOC, Univ. Bordeaux

Impact des changements climatiques actuels et futurs sur la croissance de forêts boréales et leurs processus biogéochimiques.
Mots clefs : . Épinette noire, forêt boréale, impact des changements climatiques, scénarios du climat, croissance des arbres, processus biogéochimiques, séquestration du carbone, modèle écophysiologique, séries dendrochronologiques, isotopes stables.
Objectifs : Les écosystèmes forestiers boréaux sont des puits de carbone cruciaux qui doivent être quantifiés de toute urgence et préservés. Pour comprendre l’impact des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers boréaux au Québec, nous adaptons un modèle écophysiologique appelé MAIDENiso pour simuler la croissance de l’épinette noire et ses processus biogéochimiques à l’aide d’un réseau unique de données permettant la calibration (des séries dendrochronologiques, des isotopes stables, des stations mesurant la productivité écosystèmique). Dans le passé, les liens entre la croissance des arbres et le climat ont souvent été étudiés en utilisant des relations linéaires et en considérant les processus sous-jacents comme une boîte noire. À l’inverse, le modèle MAIDENiso offre la possibilité de tenir compte de plusieurs facteurs (le climat, la concentration de CO2, le cycle de l’eau et du carbone et les processus géochimiques), ainsi que des lois mécanistes sous-jacentes linéaires et non-linéaires. Au cours de ce stage, l’étudiant utilisera le modèle MAIDENiso avec des simulations du GIEC pour comprendre l’impact des changements climatiques sur l’évolution future de la biomasse des arbres.


Méthodes : Un ensemble de projections climatiques par des modèles de circulation globale (CMIP5 ; GIEC AR5) forcés par différentes concentrations de gaz à effet de serre (RCP) sera utilisé pour fournir des scénarios climatiques pour notre région d’étude au cours des 100 prochaines années. Les scénarios à haute résolution spatiale (environ 10 km) seront obtenus en appliquant un downscaling statistique et une correction des biais aux simulations. Les données climatiques quotidiennes générées seront utilisées comme entrées du modèle MAIDENiso pour simuler la croissance future des épinettes, leurs processus biogéochimiques et la séquestration du carbone dans les forêts étudiées.

Aspects pratiques : Durant ce stage, l’étudiant utilisera le logiciel R et apprendra à connaitre et à manipuler plusieurs sources de données différentes (météo, simulations climatiques, séries dendrochronologiques et isotopiques …). L’étudiant sera basé au CEREGE et des connaissances de base en programmation R seront un atout. Des partenaires du projet sont basés au Québec, en Finlande et en Espagne.
Qui contacter ?
Fabio Gennaretti, CEREGE, gennaretti@cerege.fr, 0776692938. Joel Guiot, CEREGE, guiot@cerege.fr

Signature en 17O-excess du cycle de l’eau à l’interface sol/plante/atmosphère et de la silice des plantes : vers un nouveau marqueur de l’humidité relative atmosphérique.
Mots clefs : . triple composition isotopique de l’oxygène, phytolithes, cycle de l’eau, humidité relative, nouveau marqueur climatique
Objectifs : "L’humidité relative est un paramètre climatique important. Combiné au paramètre température, elle permet d’estimer la concentration en vapeur d’eau atmosphérique, composant majeur du cycle de l’eau et gaz à effet de serre. Reconstituer sa variabilité au cours du temps est donc important pour les comparaisons modèles/données et l’amélioration de la précision des simulations climatiques. Or il existe très peu de traceurs quantitatifs de l’humidité relative.
Très récemment, les développements analytiques et méthodologiques en spectrométrie de masse et spectrométrie laser ont permis d’atteindre suffisamment de précision pour mesurer dans l’eau, la vapeur d’eau et les silicates l’isotope 17O dont l’abondance dans l’environnement est très faible. Cette abondance s’exprime via le 17O-excess. Le 17O-excess dépend de l’influence du fractionnement cinétique relativement au fractionnement à l’équilibre, au site d’évaporation. Positif dans la vapeur d’eau et négatif dans l’eau sujette à évaporation, il augmente lorsque l’humidité relative diminue. Si le 17O-excess de l’eau est aujourd’hui largement utilisé pour interpréter les archives glaciaires, il reste très peu utilisé pour appréhender les variations d’humidité atmosphérique en milieu continental de basse et moyenne latitudes.
Aujourd’hui notre équipe (collaboration CEREGE, LSCE, ECOTRON) est en mesure d’atteindre les précisions analytiques nécessaires à la mesure du 17O-excess au sein du cycle de l’eau et dans les silicates. Les phytolithes, qui sont des particules micrométriques de silice amorphe hydratée précipitent dans les cellules des plantes en équilibre isotopique avec l’eau de la plante. Nos premiers résultats montrent que la signature en 17O-excess de phytolithes provenant d’échantillons prélevés en milieu naturel et en chambre de culture est corrélée à l’humidité relative.
Ce stage vise à quantifier les mécanismes responsables des fractionnements isotopiques cinétiques dans le cycle de l’eau à l’interface sol/plante/atmosphère et dans la silice des plantes. Les différents compartiments du cycle de l’eau (eau du sol, eau de plante, vapeur d’eau, eau de condensation) et la silice des plantes seront mesurés en 17O-excess au moyen de la spectromètrie laser (mesure en continu de la vapeur d’eau) et de la spectrométrie de masse (IRMS).

Aspects pratiques : Le stage de Master se fera au CEREGE (Equipe « Bioindicateurs et Traceurs Paléoclimatiques », Thème « Variabilité Environnementale et impact sur les Ecosystèmes », et Laboratoire des Isotopes Stables,). Il comportera un travail de synthèse bibliographique, des extractions chimiques des phytolithes, des mesures en spectrométrie de masse et un travail d’interprétation des données.
Qui contacter ?
Anne Alexandre, CNRS, Christine Vallet-Coulomb, AMU. alexandre@cerege.fr, (33) 4 42 97 15 42

Signature en 17O-excess du cycle de l’eau à l’interface sol/plante/atmosphère et de la silice des plantes : vers un nouveau marqueur de l’humidité relative atmosphérique.
Mots clefs : . Triple composition isotopique de l’oxygène, humidité relative, paléoclimat, phytolithe
Objectifs : L’humidité relative est un paramètre climatique important. Combiné au paramètre température, elle permet d’estimer la concentration en vapeur d’eau atmosphérique, composant majeur du cycle de l’eau et gaz à effet de serre. Reconstituer sa variabilité au cours du temps est donc important pour les comparaisons modèles/données et l’amélioration de la précision des simulations climatiques. Or il existe très peu de marqueurs quantitatifs de l’humidité relative.
Très récemment, les développements analytiques et méthodologiques en spectrométrie de masse et spectrométrie laser ont permis d’atteindre suffisamment de précision pour mesurer dans l’eau, la vapeur d’eau et les silicates l’isotope 17O dont l’abondance dans l’environnement est très faible. Cette abondance s’exprime via le 17O-excess. Le 17O-excess dépend de l’influence du fractionnement cinétique relativement au fractionnement à l’équilibre, au site d’évaporation. Positif dans la vapeur d’eau et négatif dans l’eau sujette à évaporation, il augmente lorsque l’humidité relative diminue. Si le 17O-excess de l’eau est aujourd’hui largement utilisé pour interpréter les archives glaciaires, il reste très peu utilisé pour appréhender les variations d’humidité atmosphérique en milieu continental de basse et moyenne latitudes.
Aujourd’hui notre équipe (collaboration CEREGE, LSCE, ECOTRON) est en mesure d’atteindre les précisions analytiques nécessaires à la mesure du 17O-excess au sein du cycle de l’eau et dans les silicates. Les phytolithes, qui sont des particules micrométriques de silice amorphe hydratée précipitent dans les cellules des plantes en équilibre isotopique avec l’eau de la plante. Nos premiers résultats montrent que les signatures en 17O-excess de phytolithes provenant d’échantillons prélevés en milieu naturel et en chambre de culture sont corrélées à l’humidité relative. Ce stage vise à utiliser ces relations pour interpréter la signature en 17O-excess de phytolithes fossiles issus d’une séquence sédimentaire bien datée (entre 0 à 14 ka) du NW Iranien (lac Neor) (Sharifi et al., 2015). Le choix de cette séquence sédimentaire est justifié par i) la situation du site carotté au carrefour de l’influence des Westerlies de moyenne latitude, de celle de l’anticyclone Sibérien et de celle de la mousson d’été de l’Océan Indien. Ces trois masses d’air devraient présenter des signatures isotopiques très contrastées ; ii) l’archive multi-proxy et la bonne contrainte chronologique de la séquence sédimentaire en question ; iii) l’accès au sédiment conservé au Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science (University of Miami) ; iv) la richesse en phytolithes des sédiments. Après vérification les sédiments (tourbeux) sont dépourvus d’autre particules de silice amorphe que les phytolithes ce qui facilitera leur extraction.

Aspects pratiques : Le stage de Master se fera au CEREGE (Equipe « Bioindicateurs et Traceurs Paléoclimatiques », Thème « Variabilité Environnementale et impact sur les Ecosystèmes », et Laboratoire des Isotopes Stables,). Il comportera un travail de synthèse bibliographique, des extractions chimiques des phytolithes, des mesures en spectrométrie de masse et un travail d’interprétation des données.
Qui contacter ?
Anne Alexandre, CNRS, Christine Vallet-Coulomb, AMU. alexandre@cerege.fr, (33) 4 42 97 15 42

Mise en évidence de l’activité récente de la faille de Talas-Fergana (Kyrgyzstan) par l’analyse d’images Pléiades.
Mots clefs : . Faille active, aléa, géomorphologie, sismo-tectonique, photogrammétrie, télédétection, image Pléiades
Objectifs : Ce stage de recherche a pour objectif de mieux comprendre la cinématique de la faille de Talas-Fergana (TFF, Kirghizstan) qui est une faille décrochante intracontinentale de plus de 600 km de long. Le fonctionnement de cette faille au cours de l’Holocène est encore très peu documenté et est un sujet de controverse. En effet, malgré une expression morphologique marquée, aucun grand séisme instrumental ou historique n’a été reporté le long de la TFF depuis -250 AD. Afin de combler le manque de données sur l’histoire sismique récente, nous proposons de mener une étude sismo-tectonique en utilisant un ensemble de données de haute résolution (images Pléiades, MNT) pour documenter la morphologie de la zone de faille, réaliser une cartographie de la segmentation, déterminer les décalages co-sismiques liés au(x) dernier(s) séisme(s) et ainsi essayer de contraindre les magnitudes des séismes passés et déterminer des vitesses géologiques sur des sites clés.



Méthodologie : Nous disposons au sein du CEREGE d’un service commun (SIGéo) où l’ensemble des outils nécessaires à la création de modèles numériques de terrain (MNT) et à l’analyse d’images satellites sont à disposition. Pour mener à bien ce volet de cartographie et de mesures des déplacements co-sismiques le long de la faille de Talas-Fergana, des images Pléiades (Tri-stéréo) ont été acquises sur un segment de la faille. L’étudiant sera donc amené à réaliser des MNT de hautes résolutions à partir de ces images, ce qui permettra de documenter en 3D la géométrie en surface de la faille. De plus, à partir de ce MNT, l’étudiant va devoir cartographier en détails les ruptures de surfaces préservées dans la morphologie et mesurer les décalages de marqueurs quaternaires (réseau de drainage, surfaces alluviales). Ces mesures systématiques seront exploitées pour réaliser une analyse de la distribution du glissement co-sismique, ce qui permettra de déterminer les magnitudes potentielles des séismes passés sur la faille de Talas-Fergana.


Compétences requises : Ce projet demande d’apprécier les techniques de modélisation et d’avoir une certaine aisance à manipuler les logiciels de SIG ou d’informatique. L’étudiant recherché devra donc avoir des compétences en géomatique ou en tout cas un fort intérêt pour l’utilisation de logiciels SIG ArcGis ou Qgis et la représentation 3D des données.
Des compétences en géologie structurale et en géomorphologie sont également requises.
Qui contacter ?
Rizza Magali, CEREGE, rizza@cerege.fr, 0442971588 / Fleury Jules, CEREGE, fleury@cerege.fr

Etude archéomagnétique de fours archéologiques du sud de la France.
Mots clefs : . Archéomagnétisme, archéointensité, datation, fours archéologiques
Objectifs : La modélisation analogique et numérique du champ magnétique terrestre a fortement progressée ces 10 dernières années, avec des modèles de plus en plus réalistes de dynamo terrestre capables, par exemple, de simuler des inversions du champ. Pourtant notre connaissance des variations du champ magnétique terrestre au cours des temps historiques et géologiques est encore bien trop imparfaite pour fournir des paramètres contraignants pour optimiser ces modèles. Ce travail fera partie d’un projet beaucoup plus vaste (financement ANR-CONACYT pour 4 ans) qui vise à obtenir de nouvelles données de qualité de la variation du champ magnétique terrestre (en direction et intensité), en utilisant des échantillons qui ont acquis leur aimantation au cours d’un refroidissement (fours archéologiques, poteries et céramiques, roches volcaniques, obsidiennes) pour la période Plio-Quaternaire.
Une meilleure définition de la variation séculaire du champ magnétique terrestre permettra également d’améliorer la qualité des datations archéologiques faites par la méthode archéomagnétique. Cette méthode, potentiellement extrêmement puissante, souffre encore d’un manque de données fiables, en particulier pour la courbe de variation de l’intensité, pour toutes les périodes avant Jésus-Christ. Elle nécessite de travailler sur des matériaux chauffés et refroidit rapidement avec des propriétés magnétiques intrinsèques très spécifiques, qui se rencontrent prioritairement dans les terres cuites, comme les fours qui seront étudiés ici.


Méthodologie : Ce projet portera donc sur l’étude archéomagnétique de fours prélevés dans le sud de la France. Le premier four a été excavé sur le site archéologique de Mérindol dans le Vaucluse. C’est un four gallo-romain, de grande taille et extrêmement bien préservé. Les échantillons, orientés par la technique du chapeau de plâtre, ont déjà été prélevés et une cartographie magnétique a été réalisée pour préciser l’extension de ce four. D’autres fours seront également prélevés sur le site métallurgique de La Capitelle du Broum, district minier de Cabriès-Peret dans l’Hérault, qui aurait fonctionné entre 700-800 avant Jésus Christ.
Ce projet impliquera un travail expérimental pour déterminer le type de minéraux magnétiques présents dans les échantillons, ainsi que la direction et l’intensité des aimantations portées par ces minéraux, afin d’estimer l’âge du dernier refroidissement des fours. Les données seront ensuite traitées puis interprétés dans le cadre d’un travail de synthèse sur les données de variation séculaire pour la Provence pour la datation archéologique.

Aspects pratiques
Durant ce stage, l’étudiant sera basé au CEREGE et travaillera essentiellement au laboratoire de paléomagnétisme. Une bonne connaissance de l’Anglais ou de l’Espagnol sera un atout supplémentaire pour communiquer avec les collègues mexicains, partenaires du projet.
Qui contacter ?
Mireille Perrin, CEREGE, perrin@cerege.fr, 0634323123

Tectonique active de la Faille de Meknès : source du séisme de 1755 (Maroc)
Mots clefs : Tectonique active, morphotectonique, aléa sismique, Maroc
Thématique Aléa sismique au Nord du Maroc, région de Meknès.
Ce stage rentre dans le cadre du projet RiskMed, financé par OT-med sur les Risques naturels au Maroc. Le bassin méditerranéen est soumis à de nombreux de risques naturels liés à la géologie dont les tremblements de terre. Un séisme, peu connu, a eu lieu au Maroc en 1755, peu de temps après celui qui causa la catastrophe de Lisbonne.
Objectifs :
Dans le cadre de ce stage, nous proposons d’appliquer une approche de tectonique active et morpho-tectonique afin de caractériser les paramètres de la déformation récente et active dans la région de Meknès et d’identifier une éventuelle source du séisme intra-plaque de 1755.
Méthodologie :
Le/La stagiaire participera à compléter la collecte d’informations sur les données existantes (issue de base de données, données historiques). Il participera également à une mission de terrain sur la zone d’étude.
Compétences :
M2 en Géologie, compétences en tectonique et géomatique.
Qui contacter ?
L. Siame et O. Bellier ; siame@cerege.fr, bellier@cerege.fr

Calibration du taux de production du nucléide cosmogénique 36Cl, produit in situ à partir de Ca à haute altitude (Bolivie et Chili)
Mots clefs : Datation, durée d’exposition, nucléide cosmogénique, géochimie, calibration, développement méthodologique, séparation de minéraux, calibration croisée, géomorphologie
Objectifs : Les nucléides cosmogéniques produits in situ, tel que le chlore-36 (36Cl), sont couramment utilisés pour dater l’exposition de surfaces terrestres et/ou quantifier les processus superficiels. En particulier, les chronologies glaciaires établies grâce à la datation d’exposition de moraines, de blocs erratiques et de polis glaciaires, constituent un proxy très utile pour comprendre localement les évolutions du climat dans le passé. Pour ce faire, le 36Cl est particulièrement utile pour dater des lithologies riches en Ca comme le calcaire ou certaines roches volcaniques. Or, le taux de production du 36Cl à partir de Ca, valeur indispensable pour déterminer des âges d’exposition fiables, reste encore peu précis avec des valeurs significativement différentes suivant les sites de calibration et les équipes. L’objectif de ce stage est de mieux contraindre le taux de production du 36Cl à partir de Ca en travaillant sur des échantillons qui ont été prélevés sur l’Altiplano sud-américain à haute altitude et qui contiennent des minéraux riches en Ca (plagioclases et pyroxènes). Les échantillons proviennent 1- d’une coulée basaltique du volcan San Pedro situé au nord du Chili (22°S, 3400 m) et datée indépendamment à 107 ± 12 ka par datation Ar/Ar ; 2) d’un cône fluvio-glaciaire situé sur le flanc du volcan Tunupa en Bolivie (20°S, 3800 m), et dont l’âge à 15.3 ± 0.5 ka a été déterminé par des datations radiocarbone et par les séries de l’uranium. De plus, ces mêmes échantillons ont récemment été utilisés pour calibrer le taux de production de l’3He cosmogénique (Delunel et al. GCA, 2016, http://dx.doi.org/10.1016/j. gca.2016.04.023 ; Blard et al., EPSL, 2013, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.20...).


Il s’agit donc ici à la fois de travailler sur les mécanismes de production du 36Cl produit in situ et de mieux les contraindre, mais également d’étudier les relations entre la production d’3He et de 36Cl sur des mêmes échantillons à haute altitude.
Les résultats de ce stage auront le potentiel de contribuer à améliorer significativement la précision et la justesse des chronologies du retrait glaciaire dans les hautes-montagnes – entre autre – et ainsi d’avoir un impact important sur notre connaissance des évolutions climatiques passées.

Méthodes : séparation de minéraux par méthodes magnétiques, liqueurs denses (densité) et traitement chimique ; extraction géochimique du 36Cl des minéraux ; exploitation des résultats obtenus par spectromètrie de masse par accélérateur ; calcul/modélisation du taux de production du 36Cl ; traitement statistique des résultats ; comparaison numérique entre les résultats du 3He et ceux du 36Cl

Aspects pratiques : La réalisation du stage aura lieu au CEREGE, et comprend le traitement des échantillons et l’exploitation des résultats. Un court séjour au CRPG (Nancy) peut être envisagé si le traitement des données le nécessite.
Qui contacter ?
Irene SCHIMMELPFENNIG, CEREGE, schimmel@cerege.fr, +33 (0)4 42 97 15 88 Lucilla BENEDETTI, CEREGE, benedetti@cerege.fr, +33 (0)4 42 97 15 50 Romain DELUNEL, Université de Berne, romain.delunel@geo.unibe.ch, +41 (0)31 631 8773 Pierre-Henri BLARD, CRPG, blard@crpg.cnrs-nancy.fr, +33 (0)3 83 59 42 23

Etude du lien entre les périodes de remplissage sédimentaire et d’activité tectonique sur la faille de Sparte en Grèce.
Mots clefs : . 36Cl, Datation, nucléide cosmogénique, géochimie, variations climatiques en Méditerranée, Morphométrie, failles normales, séisme, dénudation, MNT
Objectifs : L’objectif de ce stage est d’analyser le lien qu’il peut exister entre la mise en place de colluvions sur le compartiment abaissé d’une faille normale active et les périodes d’activité sismique. Ces périodes de colluvionement actifs sont-elles corrélées à l’activité tectonique ou totalement indépendantes et plutôt contraintes par des facteurs climatiques ? Il s’agira de répondre à cette question en analysant 1- des données de chronologie sur les phases de colluvionement, 2- des données sur l’histoire sismique de la faille 3- des données sur la géométrie et la morphologie de la faille 4- des données sur les vitesses long terme de dénudation et de remplissage sédimentaire. Une grande partie des données chronologiques ont déjà été acquises (échantillons prélevés et traités) mais n’ont pas encore été interprétés alors que d’autres données sont à acquérir. Les données chronologiques se basent sur la mesure de la concentration en 36Cl, un nucléide cosmogénique permettant de contraindre quantitativement les processus superficiels sur des roches carbonatées. Il s’agira d’analyser des données chronologiques mais également de réaliser une étude stratigraphique et géologique des dépôts. De plus un travail de cartographie détaillée est attendu sur la géométrie de la faille et sur les surfaces du compartiment surélevé pour pouvoir caractériser la déformation et la morphologie long terme de la faille. Enfin l’étude de l’histoire sismique de la faille se fera à partir de profil 36Cl obtenus le long de l’escarpement de faille exhumé sismiquement. Ces données seront interprétées avec un modèle mis au point par Jim Tesson actuellement en thèse, qui co encadrera ce stage. L’ensemble des données sera ensuite comparé à des données de la littérature sur la paléoclimatologie de cette partie de la Grèce. La faille étudiée est la faille de Sparte, qui est reponsable du séisme ayant frappé Sparte en 464 BC de magnitude estimée à 7. C’est une des plus grandes failles du Péloponnèse avec un déplacement cumulé de plus de 400 m et une vitesse long terme estimée à 1-2 mm/yr.

Méthodologie : extraction chimique du 36Cl ; exploitation des résultats obtenus par spectromètrie de masse par accélérateur ; traitement statistique des résultats ; utilisation de logiciels GIS de type MapPublisher et/ou ArcGIS, réalisation de coupes topographiques, géologie structurale, sédimentologie

Compétences requises : Le stage se déroulera au CEREGE et comportera de l’analyse de données géochimiques, géologiques et topographiques. Une mission de terrain en Grèce est prévue au Primtemps dans le cadre de ce stage.
Qui contacter ?
Lucilla BENEDETTI, CEREGE, benedetti@cerege.fr, +33 (0)4 42 97 15 50 Magali RIZZA, CEREGE, rizza@cerege.fr Jules Fleury, CEREGE, fleury@cerege.fr Jim TESSON, CEREGE, tesson@cerege.fr Olivier Bellier, CEREGE, bellier@cerege.fr

Etude des relations entre morphologie, longueur, vitesse long terme et maturité des failles normales actives en Apennins.
Mots clefs : Morphométrie, failles normales, séisme, vitesse de glissement, MNT, photogrammétrie
Objectifs : L’objectif de ce stage est de contraindre quantitativement sur deux systèmes de failles situés en Apennins, à quelques km de l’épicentre du séisme de l’Aquila, la géométrie de ces systèmes de failles (longueur des segments de faille, leur nombre, l’ampleur du déplacement Holocène et cumulé) et des indices morphométriques reliés à la topographie générée par l’activité de ces failles (taille du bassin versant, drainage, etc..). Ces données permettront d’étudier le lien entre la segmentation de ces failles, leur vitesse long terme et leur maturité et de répondre à des questions comme quel est le lien entre la dynamique globale de formation de la topographie (dénudation, formation du relief par la tectonique) et la vitesse de glissement des failles normales étudiées ? L’étudiant cherchera à établir des corrélations entre les différents paramètres auparavant quantifier pour discuter des facteurs contribuant à la formation des reliefs dans ce contexte. Une des finalités serait de pouvoir à partir des données morphologiques récoltées apporter des contraintes quantitatives sur la vitesse long terme des failles étudiées.

Méthodologie : GIS, MapPublisher, ArcGIS, réalisation de modèle numérique de terrain à partir de photographies aériennes, réalisation de modèles numérique de construction du relief

Compétences requises : Le stage se déroulera au CEREGE et comportera de l’analyse de données topographiques et des aspects de modélisation numérique et de gestion de base de données. Une mission de terrain en Apennins (Italie) est prévue au Primtemps dans le cadre de ce stage. Une collaboration avec GeoAzur (Carole Petit) est envisagée et pourra se concrétiser par une mission à Nice pour discuter avec les partenaires.
Qui contacter ?
Lucilla BENEDETTI, CEREGE, benedetti@cerege.fr, +33 (0)4 42 97 15 50 - Vincent GODARD, CEREGE, godard@cerege.fr, Jules Fleury, CEREGE, fleury@cerege.fr, Jim TESSON, CEREGE, tesson@cerege.fr

Reconstitution de la circulation océanique en utilisant les isotopes du néodyme pendant le dernier million d’années.
Mots clefs : . circulation océanique, isotopes du Nd, foraminifères, variabilité à l’échelle orbitale
Objectifs : La circulation océanique affecte la variabilité climatique en différentes échelles temporelles. Un rôle important de la circulation profonde au cours des grandes transitions climatiques était proposé, par exemple un ralentissement notable pendant la période interglaciaire exceptionnellement froide ( 900 000 ans ; Pena et Goldstein, 2014, Figure). Les isotopes du néodyme (Nd) enregistrés dans les phases associées aux tests (coquilles) de foraminifères calcaires préservent l’information sur des masses d’eau, ce qui nous permet de tracer la circulation dans le passé. Malgré le potentiel de ce traceur, les données sont encore limitées pour examiner la relation entre la transition climatique et la circulation océanique pendant le dernier million d’années. Les objectifs de ce stage sont (1) de reconstituer la circulation de l’eau profonde et intermédiaire dans le Pacifique, Indien et l’Atlantique des intervalles de temps sélectionnés pendant le dernier million d’années et (2) de comparer les données obtenues avec les isotopes stables (d13C et d18O) de foraminifères benthiques des mêmes archives sédimentaires (collaboration L. Vidal).


Méthodologie : Les travaux sont essentiellement constitués en acquisition de données géochimiques. L’analyse des compositions isotopiques du Nd sera effectuée à l’aide du MC-ICP-MS « Multi-Collector – Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer » au CEREGE.

Compétences requises : Les travaux sont essentiellement constitués en acquisition de données géochimiques. L’analyse des compositions isotopiques du Nd sera effectuée à l’aide du MC-ICP-MS « Multi-Collector – Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer » au CEREGE.
Qui contacter ?
Kazuyo Tachikawa, CEREGE, kazuyo@cerege.fr, Abel Guihou, guihou@cerege.fr

Variabilité hydrologique des eaux de surface tropicale au cours de la transition Mid-Pléistocène
Mots clefs : . océan tropical, température et salinité de l’eau de mer en surface, Mg/Ca et δ18O de foraminifères, cycles glaciaires/interglaciaires

Objectifs : Le changement de périodicité dans la succession des cycles glaciaires/interglaciaires qui se produit entre 800 kans et 600 kans BP n’est pas encore expliqué. Différentes hypothèses telles que la concentration en CO2 atmosphérique, les changements de circulation océanique sont proposés pour expliquer ce phénomène. La variabilité climatique de la zone tropicale est encore mal connue pour la période de la transition Mid-Pléistocène et pourrait jouer un rôle dans les changements des transferts d’énergie aux basses latitudes et entre les basses et les hautes latitudes. L’objectif de ce stage est (1) de reconstituer l’hydrologie des eaux de surface pour des intervalles de temps ciblées autour de la transition Mid-pléistocène pour deux carottes de la zone tropicale en reconstituant la température des eaux de surface (SST) à l’aide d’un paléothermomètre et les salinité des eaux de surface à l’aides de la composition isotopique de l’oxygène des eaux de surface.

Méthodologie : Le paléo-thermomètre utilisé sera la mesure du rapport du Mg/Ca de foraminifères planctoniques. La technique de nettoyage de tests (coquilles) de foraminifères est bien installée au CEREGE. Les rapports Mg/Ca de tests nettoyés seront déterminés à l’aide d’une spectrométrie de masse à torche plasma (ICP-MS) en bénéficiant de l’optimisation de la méthode récemment effectuée. La composition isotopique des eaux de surface sera obtenue à partir de la mesure du d18O des foraminifères planctoniques. Les deux méthodes seront appliquées à deux carottes de la zone du Pacifique Ouest tropical (MD97-2135) et de l’Indien tropical (Canal du Mozambique) (MD96-2060).

Compétences requises : Les tests de foraminifères étaient triés et disponibles nécessaires pour l’analyse géochimiques. La chronostratigraphie préliminaire des carottes était déjà établie. Le (la) candidat(e) apprendra comment travailler d’une manière propre dans une salle blanche et comment apprécier la qualité de mesures obtenues par l’ICP-MS, et par spectromètrie IRMS, des techniques fréquemment utilisés dans le domaine de géochimie environnementale.
Qui contacter ?
Kazuyo Tachikawa, CEREGE, kazuyo@cerege.fr, Laurence Vidal, vidal@cerege.fr

Etude multi-proxy d’une séquence sédimentaire collectée dans le Nord-Ouest du Golfe Persique
Mots clefs : Holocène, Moyen-Orient, Paléoclimatologie, Paléocéanographie, Mésopotamie

Objectifs : Les enregistrements paléoclimatiques et paléoécologiques au Moyen-Orient permettant de documenter les changements paléoenvironnementaux lors de l’établissement des premières civilisations mésopotamiennes sont rares. Ce sujet propose de reconstruire les changements d’apports sédimentaires et les paléovégétations de l’Holocène tels qu’enregistrés dans une séquence sédimentaire du Golfe Persique située au large de l’embouchure du Tigre et de l’Euphrate. Des analyses polliniques (pollen et spores) et géochimiques par (Fluorescence aux Rayons X (XRF)) ainsi qu’un modèle d’âge seront obtenus dans le cadre d’une collaboration entre le CEREGE, l’IMBE et l’INIOAS (l’Institut National d’Océanographie et des Sciences Atmosphériques d’Iran). Ces résultats permettront de mieux comprendre quelles furent les modes de sédimentation en liaison avec les changements du couvert végétal en Mésopotamie et contribueront à identifier sous quels types de régimes climatiques les premières civilisations mésopotamiennes se développèrent.
Qui contacter ?
Guillaume Leduc (leduc@cerege.fr), 0442971542 ; Morteza Djamali (morteza.djamali@imbe.fr), 0442908477

Changements du cycle hydrologique dans la zone du Pacifique Est-équatorial et sur le continent adjacent depuis la dernière période glaciaire
Mots clefs : Variabilité El Niño, Zone de Convergence Intertropicale, Pacifique Est-équatorial, sédiments marins, salinité, géochimie organique, isotopes stables

Objectifs : Les changements futurs des précipitations tropicales dépendent de la variabilité des structures climatiques telles que les zones de convergences atmosphériques, les systèmes de mousson et la variabilité ENSO. Le Nord de l’Amérique du Sud est un laboratoire climatique bien particulier pour étudier ces structures, car les taux de précipitations varient à l’extrême d’une zone à l’autre, depuis la marge hyperhumide de la Colombie jusqu’à la zone hyperaride du Pérou.

Ce sujet de Master 2 a pour objectif de cartographier les changements de précipitations depuis la fin de la dernière période glaciaire jusqu’à l’actuel dans la zone du Pacifique Est-équatorial pour documenter la sensibilité des régimes hydrologiques régionaux à des forçages climatiques opérant à différentes échelles de temps. Il se base sur l’étude de deux séquences sédimentaires prélevées au large de Panama et de l’Equateur à travers l’isotopie des biomarqueurs. Le stage consistera à préparer et purifier les échantillons en vue de l’analyse des biomarqueurs terrestres (tels que les n-alcanes) et/ou marins (tels que les alcènones). Dans un premier temps, la préparation et la purification des échantillons se fera au CEREGE (Aix-en-Provence) sous la supervision de Guillaume Leduc, et sera suivie d’une campagne d’analyse effectuée à l’ISTO (Orléans) sous la supervision de Jérémy Jacob.
Qui contacter ?
Guillaume Leduc, CEREGE, leduc@cerege.fr, 04 42 97 15 42 ; Jérémy Jacob, ISTO, jeremy.jacob@cnrs-orleans.fr, 02 38 41 72 39

Etude de l’activité solaire au cours de derniers 400 ans à partir d’un nouvel enregistrement de 10Be provenant de Talos Dôme (Antarctique)
Objectifs : L’activité solaire varie au cours du temps. La meilleure illustration de cette variabilité est le cycle solaire à 11 ans qui se manifeste par une variation de l’irradiance mesurée par satellite depuis 30 ans, ou du nombre de taches solaires observées depuis le début du 17ème siècle. Pour remonter plus loin dans le temps, seuls les isotopes cosmogéniques, comme le béryllium-10 (10Be) enregistré dans les archives glaciaires, peuvent être utilisés pour documenter les changements de l’activité solaire au cours des siècles et des millénaires. Ils ont permis, avec le carbone-14 mesuré dans les cernes d’arbres, de détecter plusieurs périodes de minima d’activité solaire au cours des derniers 1000 ans.
Les atomes de 10Be sont produits par l’interaction du rayonnement cosmique avec les atomes d’oxygène et d’azote présents dans l’atmosphère. Lorsque les atomes de 10Be sont produits, ils s’attachent à des aérosols puis sédimentent à la surface de la Terre. Ils subissent donc l’influence de la circulation atmosphérique et des éruptions volcaniques majeures. Il est donc nécessaire d’étudier ces phénomènes avant d’interpréter le signal de 10Be en terme d’activité solaire.

Nous proposons d’étudier la variation de la concentration de 10Be au cours des derniers 400 ans à partir du forage de Talos Dôme en Antarctique. Les minima d’activité solaire de Maunder (1645-1715 A.D.) et de Dalton (1800-1820 A.D.) devraient être présents dans l’enregistrement. L’amplitude des variations du signal de 10Be sera comparée à d’autres enregistrements existants et sera discutée en terme de variation d’irradiance, sujet toujours débattu dans la communauté des climatologues.

Ce stage comporte une part importante de manipulations chimiques en laboratoire pour extraire le 10Be des glaces. Les échantillons de glace seront tout d’abord manipulés dans une chambre froide à -18°C puis préparés dans le laboratoire de glaciologie du CEREGE installé dans le bâtiment Trocadéro. Les mesures seront faites sur le Spectromètre de masse par accélérateur, ASTER, installé également sur le site de l’Arbois.
Qui contacter ?
Mélanie BARONI, CEREGE, baroni@cerege.fr, 04 42 50 74 15 ; Edouard Bard, Collège de France, CEREGE, bard@cerege.fr