Une « boîte à outils » pour identifier origines, âges et transformations d’éléments dans des systèmes naturels et anthropisés

 

Description & Modèles

 

Les techniques isotopiques, véritable « couteau suisse analytique » permettent de donner accès à l’origine et l’historique d’une roche, d’un gisement, d’une masse d’eau, ou encore d’une pollution… La signature isotopique de chaque élément du tableau périodique ayant plusieurs isotopes stables constitue un outil de diagnostic environnemental polyvalent. À titre d’exemple, les isotopes du bore sont utilisés dans des études aussi diverses que celles des pollutions azotées, de la recharge artificielle des nappes, des systèmes géothermaux, de l’altération des monuments, de la salinisation des masses d’eau… De plus il est possible de combiner les outils isotopiques pour plus de sélectivité.

 

 

Les équipements du BRGM permettent : • le traçage de sources/processus naturels ou anthropiques (métallogénie, après mine, ressources en eau, contamination et décontamination des eaux et sols, géothermie, stockage de déchets, stockage du CO2…) • la datation des eaux, de minéraux/roches, d’événements géologiques et estimation du temps de résidence des eaux souterraines dans les aquifères.

 

Applications

  • Ressources en eau : déterminer les temps de résidence, les composantes de recharge naturelle et artificielle, les mélanges et circulations dans les nappes, l’évaporation, l’altitude de recharge, les mécanismes de salinisation des nappes…,
  • Contaminants : tracer les sources, cheminements et transformations biotiques et abiotiques de polluants inorganiques et organiques (analyse spécifique des composés organiques, CSIA),
  • Caractériser et quantifier les interactions eau-gaz-roche,
  • Réservoirs : évaluer la continuité hydrologique entre réservoirs, contraindre les températures de réservoirs géothermaux, évaluer le confinement des formations géologiques vis-à-vis d’un stockage de gaz ou de déchets,
  • Régolithe : dater les processus et tracer les migrations des éléments chimiques (Mg, Ca, Si…),
  • Datations des minéraux (jusqu’à l’échelle de la dizaine de micron), roches, processus et événements géologiques.

 

Moyens disponibles

Équipements

  • 7 Spectromètres de masse à source gazeuse (IRMS), à source gazeuse et à flux continu (CF-IRMS), à source solide (TIMS) et à source plasma (ICP-MS-MC) couplés ou non à l’ablation laser,
  • Spectromètre laser semi-portable pour utilisation dans un laboratoire de terrain (caractérisation isotopique du CO2),
  • Périphériques (couplage avec les spectromètres de masse) : ablation laser, chromatographie gazeuse, GasBench : préconcentrateur de gaz, analyseur automatisé des carbonates, analyseurs élémentaires (Flash-EA et TC-EA : combustion et pyrolyse haute T). Le laboratoire est équipé de salles blanches pour la préparation et la purification des échantillons.

Humains

  • Des experts aux profils complémentaires issus du monde de la recherche (géochimie, hydrogéochimie, géochronologie, géologie, minéralogie, spectrométrie de masse, chimie…) pour produire et interpréter des données isotopiques.

 

Prestation et accessibilité

  • Développement d’innovation en partenariat (ex. évaluation de l’hydrodynamique, de la contamination et la salinisation d’un aquifère côtier sous forte pression urbaine (Recife, Brésil, projet ANR COQUEIRAL),
  • Étude sur cahier des charges (ex. origine des nitrates dans des captages AEP),
  • Expertise analytique (prestation analytique + interprétation personnalisée)
  • Caractérisation isotopiques des géomatériaux (bentonites, minerais, albâtres…) et détermination de leur provenance ; "forensie" environnementale passant par l’analyse isotopique des composés spécifiques (CSIA) : détermination des sources de polluants organiques par leur signature isotopique et mise en évidence de la biodégradation.

 

Secteurs d’activité : 

   

Avec le soutien de
Projet mené dans le cadre des Investissements d’Avenir