Topic 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.
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Deep geothermal energy is a decarbonized, non-relocatable energy source capable of providing renewable heat and cold to meet the needs of industries and communities. Geothermal projects are multiplying in geologically well-known and relatively simple regions, such as sedimentary basins or fractured basement rocks. However, to successfully achieve the ongoing energy transition, this opportunity must be extended to all industrial and urban basins, even if the local geosystem is complex and the economic risk of exploration is higher.
To help reduce this risk and accelerate exploration, the GEOTHERBAMINE project (GEOTHERMAL energy in the MINing Basin) aims to investigate a complex geothermal system beneath a highly structured basin that is also a densely populated and industrial area: the former coal-mining basin of Nord-Pas-de-Calais (France). Although this region is one of the least explored in terms of geothermal potential, the circulation of hot fluids can be identified within the former coal basin.
The objective of this doctoral research is to study all markers of past and present fluid circulations in the Carboniferous and Devonian units beneath the Nord-Pas-de-Calais mining basin (between Lens and Valenciennes), in order to determine the history, composition, and temperature of each major circulation. To do so, the thesis will adopt an integrated approach combining geochemistry, petrology, and mineralogy, focused on fluid–rock interactions. Specifically, the recruited candidate will study:
- Mineralogical transformations—especially clay minerals—resulting from fluid passage;
- Textural relationships between units, veins, cements, and inherited versus newly formed minerals;
- Fluid inclusions (microthermometry and composition) trapped in quartz and carbonates of veins and cements;
- Thermometric indicators: chlorite thermometry (veins), RSCM thermometry on organic matter (host rocks);
- Geochronological indicators: isotopic dating of carbonates.
The results of this thesis, combined with parallel studies conducted within the project, will feed a 3D model of heat and fluid circulation from the well scale to the basin scale, enabling an assessment of the geothermal potential of the region at every point.
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Début de la thèse : 01/10/
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ANR Financement d'Agences de financement de la recherche
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