Master Environnement

Spcialit Gosciences Calibration de marqueurs des environnements naturels et perturbs Responsable du stage : Eric Armynot du Chtelet Autres collaborateurs : Armelle Riboulleau Alain Trentesaux Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : eric.armynot@univ-lille1.fr Sujet : Les environnements marins ctiers prsentent des caractristiques propres lies aux conditions naturelles : valeur et stabilit de la salinit, profondeur, dynamique des courants, oxygnation, temps d'exondation dans les zones intertidales,... Les organismes ragissent diffremment ces conditions et se rpartissent dans ces diffrents milieux. Sous les effets de l'occupation humaine du littoral, les milieux subissent de nouvelles contraintes : modification des flux hydriques dulcicoles et sals, variation de l'nergie, contamination organique ou inorganique, ... Les foraminifres et les thcamoebiens sont les protozoaires parmi les plus abondants dans la plupart des environnements marins et saumtres. De nombreuses espces possdent une coquille (test) bien prserve dans les sdiments. Etant donn que ces protozoaires ont un cycle de vie trs court, ils ragissent trs rapidement et peuvent tre utiliss comme un indicateur environnemental prcoce. Les assemblages de microfaune sont faciles chantillonner et sont souvent trouvs dans de trs grandes densits ce qui fournit une base statistique intressante mme dans de petits volumes de sdiments. Quand une pollution est suspecte, ils peuvent tre un moyen de dcision avant l'entreprise d'tudes plus coteuses. Pendant les dernires annes, de nombreuses tudes parlant des foraminifres benthiques comme indicateurs de pollution ctire ont t men (synthse dans (Alve, 1995 ; Scott et al., 2001). Les Thcamoebiens sont moins utiliss comme indicateurs de pollution mme si des tudes rcentes ont montr que leur sensibilit est quivalente celle des foraminifres. Objectifs principaux -Dterminer la distribution et l'abondance des foraminifres et des thcamoebiens dans le port de Calais. -Prciser la distribution mso-chelle de la faune par l'utilisation d'analyses gostatistiques. -Prciser la qualit de la matire organique et ses relations avec la faune. Selon les motivations et la formation de l'tudiant, le sujet sera ensuite plus orient sdiment, chimie, ou biologie. Alve, E., 1995. Benthic foraminiferal responses to estuarine pollution: a review. Journal of Foraminiferal Research, 25(3): 190-203. Scott, D.B., Medioli, F.S. et Schafer, C.T., 2001. Monitoring in coastal environments using foraminifera and thecamoebian indicators. Cambridge University Press, New York, 177 pp.

Caractrisation minralogique et gochimique des poussires minrales collectes la station MBour (Sngal) dans le cadre du programme AMMA Responsable du stage : Aloys Bory Autres collaborateurs : Viviane Bout-Roumazeilles Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : aloys.bory@univ-lille1.fr Sujet : Une fraction importante des sdiments de lOcan Atlantique tropical nord-est est compose de matriel terrigne apport par voie atmosphrique ( poussires minrales ) partir des rgions arides et semi-arides du Sahara et du Sahel. Ltude de ces apports oliens dans les archives sdimentaires contribue documenter les changements climatiques dans cette rgion, en particulier pendant le Quaternaire. Selon leurs quantits, leurs tailles, leurs caractristiques minralogiques et gochimiques, ces particules minrales terrignes permettent en effet dobtenir des informations concernant les changements de laridit et des rgimes de vents dans cette rgion au cours des derniers cycles climatiques. L'interprtation des enregistrements sdimentaires requiert cependant de bien contraindre le systme de transport atmosphrique de matriel terrigne dans le contexte climatique actuel ainsi que son expression minralogique et gochimique dans les zones de dpt. Dans ce but, en lquipe Dynamique Sdimentaire en Domaines Marins collecte, en collaboration avec lIRD (station MBour), les poussires minrales se dposant sur la cte Atlantique du Sngal depuis janvier 2006 dans le cadre du programme international AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analysis ; http://amma.mediasfrance.org/france/). Le stage de recherche consistera principalement analyser la granulomtrie et la minralogie des chantillons rcolts, et, si possible, la composition lmentaire et la composition isotopique (Sr, Nd, et Pb) de certains dentre eux, avec pour objectif principal de dterminer les rgions sources de matriel terrigne et leur ventuelle variabilit au cours de la priode tudie. Linterprtation des rsultats bnficiera de la large base de donnes atmosphriques produite dans le cadre du programme AMMA. Cette tude devrait permettre de progresser dans notre comprhension du transport de matriel terrigne olien, et de sa signature minralogique et gochimique, notamment lors de la saison sche de la mousson ouest-Africaine durant laquelle les Alizs d'origine continentale transportent des poussires minrales au-dessus de lAtlantique tropical et quatorial vers les ctes des Guyanes et du Brsil.

Cette tude sera ralise en partie au Laboratoire des Sciences du Climat et de lEnvironnement (Gif-sur-Yvette) o une partie des analyses sera effectue.

Diversit et relations phylogntiques des trilobites Phacopidae du Dvonien dAfrique du Nord (Maroc et Algrie) Responsable du stage : Catherine Crnier Autres collaborateurs : Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : catherine.cronier@univ-lille1.fr Sujet : Lobjectif est dappliquer une approche cladistique via les caractres morphologiques de lexosquelette visant tablir les liens de parent et rvaluer la classification des taxons considrs. Il sera important de confronter les rsultats de cette mthode avec ceux des mthodes subjectives classiques , bases sur les comparaisons phnotypiques. Cette analyse phylogntique devra permettre (1) la dfinition de squences despces phyltiques contrle stratigraphiquement (tablissement d'une systmatique robuste), et (2) lobtention dinformations sur l'volution des caractres tudis. Afin dinterprter les fluctuations de la biodiversit dans un cadre palogographique et environnemental, des analyses dassemblages seront ralises pour permettre (1) une tude des modalits d'association des espces (liaison avec les modes de vie et/ou contraintes daphiques), et (2) une valuation de l'impact environnemental sur les variations de la biodiversit et les rponses palocologiques conduisant aux extinctions ou aux radiations volutives. Prparation mcanique du matriel, dtermination taxonomique, analyse phylogntique, analyse des assemblages application biostratigraphique, palocologique et/ou palobiogographique. Comparaison avec les assemblages dvoniens du Gondwana et des autres palocontinents contemporains.

Structure visuelle et son dveloppement chez les trilobites Phacopidae du Dvonien Responsable du stage : Catherine Crnier Autres collaborateurs : E.N.K. Clarkson (Edinburgh) Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : catherine.cronier@univ-lille1.fr Sujet : Lobjectif est dappliquer une approche morphologique via les sections fines et la morphomtrie ltude du dveloppement de lil chez les trilobites Phacopidae du Dvonien. Cette approche permettra (1) didentifier les diffrents lments composant la structure visuelle, (2) dtudier la relation fonctionnelle des diffrentes parties de lil, (3) de comprendre le dveloppement et la mise en place des lentilles visuelles, (4) danalyser et de comparer le patron du dveloppement des reprsentants surface visuelle dveloppe et rduite, (5) la variabilit morphologique intraspcifique et sa signification dans un contexte dapprofondissement. Prparation mcanique du matriel, ralisation de sections fines, dtermination taxonomique, analyse structurale. Interprtation sur la mise en place et le dveloppement des lentilles visuelles ; consquence pour une ligne phyltique o une tendance la rduction du complexe visuel sopre.

Mots-cls :

Dveloppement dun logiciel de calcul des conditions denfouissement partir des donnes dinclusions fluides Responsable du stage : Michel Dubois Autres collaborateurs : Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : michel.dubois@univ-lille1.fr Sujet : Parmi les domaines dapplication des inclusions fluides, la dtermination de la temprature et de la pression (gothermobaromtrie) de formation des roches, veines, minralisation, , est une des plus importantes. Cette dtermination fait appel en gnral des modles thermodynamiques applicables des systmes fluides complexes. Depuis une quinzaine dannes, les modles se sont affins permettant de traiter des mlanges en proportions variables deau, de gaz et de sels.

Lobjectif du stage est de poursuivre le dveloppement dun logiciel original (cr en 2002) permettant le calcul automatique des conditions de pression et de temprature partir de donnes dinclusions fluides. Le stage est principalement destin un tudiant intress par la programmation.

Des applications pourront tre abordes dans des domaines trs divers, de la diagense la crote infrieure, en passant par les gisements, le mtamorphisme, la magmatisme,

Mots-cls : informatique gologique, gothermobaromtrie, thermodynamique

Application de la microspectromtrie Raman la dtermination des compositions des inclusions fluides Responsables du stage : Michel Dubois, Catherine Noiriel Autres collaborateurs : Sandra Ventalon Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : michel.dubois@univ-lille1.fr Sujet : Les inclusions fluides sont des microcavits des minraux contenant le fluide ayant prsid la formation des minraux. Il sagit en gnral deau, mais les gaz (CO2, CH4, N2, ) peuvent tre prsents en quantits variables. La composition des inclusions en gaz peut tre obtenue par microspectromtrie Raman, aprs calibration de lappareil. Le laboratoire Gosystmes sest rcemment quip dun microspectromtre Raman.

Lobjectif du prsent stage est de mettre en routine lanalyse des inclusions par microspectromtrie Raman. Il sagira dune part de calibrer lappareil avec des mlanges de gaz de composition connue, dautre part, de combiner les analyses avec une autre mthode pour valider la dtermination de la densit des inclusions. Les rsultats seront ensuite compars lanalyse des inclusions par microtomographie synchrotron ralise dans le cadre de cette tude.

Une application ltude des inclusions du complexe anatectique du Velay sera ralise, ainsi que sur des inclusions fluides synthtiques.

Mots-cls : microspectromtrie Raman, composition, densit, inclusions fluides

Caractrisation de gtes de scories ferrifres et altration dans les sols forestiers Responsables du stage : Arnaud Gauthier, Michel Dubois Autres collaborateurs : Vronique Savary Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : Arnaud.Gauthier@univ-lille1.fr, Michel.Dubois@univ-lille1.fr Sujet : Lindustrie de la transformation des mtaux a gnr depuis plusieurs millnaires des quantits considrables de scories, principalement de fer. A chaque poque, ces scories ont fait lobjet de rutilisations, en tant que de fondation des routes (ds lpoque romaine), de rempierrement des routes et des chemins forestiers, de soubassement des sols des maisons, etc. Parfois, ces scories ont t simplement stockes sur le site de production ou sur un lieu de dpt.

Lobjectif du stage est de travailler sur des scories dge divers (archologiques, historiques, de lpoque industrielle) et de sites divers de faon : 1/ en faire une caractrisation minralogique, 2/ en tudier laltration qui sest dveloppe depuis lpoque de production, 3/ tudier linfluence de lenvironnement (sols, remblai de routes, zone de stockage) sur laltration, 4/ en raliser exprimentalement laltration.

Les mthodes principales utilises seront, lissue de quelques missions de prlvement de terrain (Ardennes, Poitou, ), la diffraction des rayons X, la microscopie optique, le microscope lectronique balayage (M.E.B.) et la microspectromtrie Raman. Paralllement des protocoles daltrations exprimentale (lixiviation en systme ferm ou ouvert) seront mises en uvre. Les produits daltration sur scories altres naturellement ou exprimentalement seront compars afin didentifier les principaux facteurs influenant laltration.

Mots-cls : scories mtallurgiques, environnement, pollutions mtalliques, altration

Morphodynamique de lavant-cte en milieu macrotidal : tude de la variabilit morphologique des petits fonds de Leffrinckoucke la frontire belge Responsable du stage : Arnaud Hequette Autres collaborateurs : Laboratoire(s) de Rattachement : Laboratoire dOcanologie et de Gosciences (LOG) UMR 8187, Universit du Littoral Cte dOpale

Courriel : arnaud.hequette@yahoo.fr Sujet : Etude des variations de la morphologie des petits fonds (approximativement 0 10 m de profondeur) de Leffrinckoucke la frontire belge , et notamment de lvolution du Banc Hills, lchelle de plusieurs dcennies. Le travail consistera en une compilation des donnes bathymtriques disponibles (sondages du Port Autonome de Dunkerque et du Service Hydrographique et Ocanographique de la Marine) afin de raliser des cartes diffrentielles de la bathymtrie permettant dvaluer la variabilit dans le temps de la morphologie des fonds. Cette cartographie de lvolution de la morphologie de lavant-cte fera appel des techniques de cartographie assiste par ordinateur et de SIG. Les variations de la morphologie des fonds devront ensuite tre mises en relation avec les mesures hydrodynamiques obtenues dans cette zone au sein du laboratoire daccueil afin de tenter dexpliquer la dynamique morphologique observe.

Mots-cls : morphodynamique ctire, avant-cte, bancs sableux, ctes macrotidales, mer du Nord, cartographie

Etude de la matire organique associe aux diatomites du palolac de Saint Saturnin (Massif Central) Responsable du stage : Armelle Riboulleau Autres collaborateurs : Nicolas Tribovillard Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : armelle.riboulleau@univ-lille1.fr Sujet : Les diatomes sont actuellement les organismes qui dominent dans les zones de forte productivit primaire, aussi bien dans locan quen milieu lacustre. Elles contribuent donc de faon importante lenfouissement de carbone organique dans les sdiments.

Le palolac de Saint Saturnin (Massif Central) tait, comme son voisin le lac dAydat, un lac n lorsque la coule volcanique des Pyus de la Vache et de Lassolas a bouch les coulement hydrographiques antrieurs, il y a environ 7000 ans. Ce lac eutrophe tait caractris par un fort taux de sdimentation et une couche de fond anoxique. Sa productivit de surface tait domine par des diatomes et des cyanobactries. Il constitue donc un lieu privilgi dtude des mcanismes denfouissement de la matire organique des diatomes dans les sdiments. Contrairement au lac dAydat, le palolac de Saint Saturnin a t vid suite l'incision par l'rosion de la coule volcanique, de sorte que ses sdiments, riches en frustules de diatomes et en matire organique affleurent et sont donc faciles daccs le long de la rivire Monne.

Aprs une mission de terrain pour rcolter les chantillons, le travail consistera en une tude de la matire organique prsente dans les sdiments du palolac de Saint Saturnin. Les outils mis en uvre seront la microscopie (optique, lectronique) et la gochimie organique molculaire. Les rsultats obtenus devraient permettre de mieux comprendre les mcanismes de prservation de la matire organique des diatomes.

Remarque : de bonnes notions de chimie organique sont bienvenues mais pas indispensables.

Recherche de biomarqueurs de vgtaux suprieurs dans des charbons du Palozoique Responsable du stage : Armelle Riboulleau Autres collaborateurs : Marco Vecoli Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : armelle.riboulleau@univ-lille1.fr Sujet : Les charbons sont les vestiges de vgtaux fossiles, comme nous lindiquent les nombreuses empreintes de feuilles ou dcorces que lon peut y trouver. Ltude morphologique de ces empreintes est la base de la palobotanique. Elle permet de mettre en vidence les caractristiques des plantes anciennes, de les comparer aux actuelles et de proposer des liens dvolution entre les plantes au cours du temps.

Les tissus des vgtaux sont constitus de molcules qui peuvent tre prserves plus ou moins intactes aprs enfouissement dans des sdiments. Ces fossiles molculaires, appels biomarqueurs, sont caractristiques des organismes qui les ont produits. Ltude des biomarqueur de vgtaux suprieurs est une approche complmentaire ltude morphologique car elle permet galement de proposer des liens dvolution entre les plantes. Cependant, si les plantes actuelles sont caractrises par une trs grande varit de molcules, beaucoup de travail reste faire pour caractriser les biomarqueurs des plantes fossiles, en particulier des vgtaux du Palozoique.

Le travail consistera principalement en des analyses en laboratoire, bases sur lextraction puis lidentification des molcules organiques contenues dans une srie de charbons du Palozoique. Les rsultats obtenus permettront de complter notre connaissance des biomarqueurs de vgtaux suprieurs du Palozoique.

Remarque : des notions de chimie organique sont bienvenues mais pas indispensables.

Mots-cls : Charbon, Palozoique, plantes suprieures, biomarqueurs, gochimie organique

Arsenic et Antimoine, quelle valeur de traceurs des condition redox des milieux de dpt ? Responsable du stage : Nicolas Tribovillard Autres collaborateurs : Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : Nicolas.Tribovillard@univ-lille1.fr Sujet : Les lments traces mtalliques sont couramment utiliss comme des outils aidant

reconstituer les paloconditions d'oxygnation des milieux de dpt (oxiques, suboxiques,

anoxiques ou euxiniques). Certains mtaux ont une valeur de traceur reconnue de longue date

mais ils ne permettent pas toujours de conclure. L'idal est de toujours coupler plusieurs

traceurs.

Nous proposons donc d'approfondir l'tude de deux mtaux susceptibles d'tre incorpors la

pyrite sdimentaire, As et Sb, en comparant leur comportement celui de traceurs rputs

fiables comme U, V et Mo, dans des roches sdimentaires d'ge vari et dposes dans des

conditions environnementales varies elles-mmes mais dj bien connues.

Mots-cls : Elments traces mtalliques - Reconstitutions paloenvironnementales - Palo-oxygnation des milieux de dpt

Etude des assemblages chitinozoaires de l'Ordovicen suprieur et Silurien infrieur Gotland, Sude, - biochronologie des vnements biologiques lors de la crise "fini-Ordovicienne" Responsable du stage : Marco Vecoli Autres collaborateurs : Aurlien Delabroye; Michael Calner; Oliver Lehnert Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : marco.vecoli@univ-lille1.fr Sujet : Ce travail a pour but de reconstituer la chronologie des vnements Hirnantiens (crise biologique, glaciation, vnements isotopiques). Il permettrait d'affiner les donnes biostratigraphiques actuelles et de trancher parmi plusieurs hypothses sur la chronologie des vnements fini-Ordoviciens.

Un nouveau sondage effectu en Septembre 2007 sur l'le de Gotland, en Sude, a permis d'chantillonner en continu une nouvelle coupe stratigraphique qui traverse la limite Ordovicien-Silurien. Le travail est effectu en collaboration avec les universits de Lund (Sude) et de Erlangen (Allemagne) dans un cadre pluridisciplinaire sdimentologique-gochimique-palontologique.

Il s'agira d'tudier en dtail la taxonomie des assemblage chitinozoaires et de reconstituer un schma biostratigraphique haute rsolution. Les mthodes d'extraction palynologiques et d'observation au microscope optique et lectronique seront utilises.

Instabilits gravitaires induites par lenfouissement et la compaction. Modlisation analogique. Responsable du stage : Bruno Vendeville Autres collaborateurs : Laboratoire(s) de Rattachement : UMR 8157 Gosystmes - USTL Courriel : bruno.vendeville@univ-lille1.fr Sujet :

Ce projet portera sur une approche couple thorique (modlisation exprimentale) et pratique (terrain) des dstabilisations lies la prsence de couches faible rsistance mcanique par la prsence de forte pressions de fluides aux pores. Une forte pression de fluides peut avoir son origine dans la production de gaz en profondeur due au craquage dhydrocarbures. Ceci est le cas dans certains grands ventails sdimentaires (Deltas du Nil, du Niger, de lAmazone, de Baram, et de Champion). Cependant, plus petite chelle, la surpression de fluides peut tre gnre par une compaction anormale de couches comportant beaucoup de fluides et surmontes par des sries impermables. Dans ce cas, la compaction de la partie solide de la colonne lithologique (les grains) saccompagne dune lvation de la pression des fluides, ce qui, terme, fait que ce sont les fluides qui supportent entirement la colonne stratigraphique susjascente. Dans ce cas, il ne suffit que de faibles forces gravitaires (pente basale ou pente de surface) pour dstabiliser les sdiments et dclencher des instabilits lentes ou catastrophiques.

Lobjectif principal de ce stage est de prciser les caractristiques de ce type dinstabilits

gravitaires et de comprendre quels en sont les processus dclencheurs. Ce travail de modlisation exprimentale se focalisera sur une dtermination qualitative et

quantitative du rle respectif des diffrents paramtres gomtriques et physiques qui contribuent potentiellement au dclenchement et lvolution de ces instabilits.