Proposition de sujet de thèse

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Proposition de sujet de thèse
2014
Intitulé du sujet
Evolution spatio-temporelle de l’hydrothermalisme dans la plaque
supérieure de l’arc des Petites Antilles (Guadeloupe, Martinique).
Applications aux systèmes géothermaux.
Directeur
de thèse
Nom Prénom
LARDEAUX Jean-Marc
Unité de recherche
Géoazur UMR 7329
Téléphone
04.83.61.85.09
Courriel
[email protected]r
Co-Directeur
de thèse
Nom Prénom
VERATI Chrystèle
Unité de recherche
Géoazur UMR 7329
Téléphone
04.83.61.85.89
Courriel
[email protected]
Laboratoire
d'accueil
Géoazur UMR 7329
Bâtiment 1
250 rue Albert Einstein
Sophia Antipolis
06560 VALBONNE - France

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DESCRIPTION DU SUJET
Contexte scientifique de la thèse :
Les zones de subduction sont un lieu majeur de localisation du volcanisme calco-alcalin différencié,
souvent hydraté et très explosif. Ce sont aussi le siège d’importants transferts de fluides qui percolent
la marge chevauchante du système de subduction. Ces fluides sont à l’origine d’altérations
hydrothermales qui affectent les séries et les édifices volcaniques de la marge active. En liaison avec
les transferts de fluides et de matière qui s’y déroulent, les zones de subduction sont un lieu privilégié
de transfert de chaleur à l’origine d’une forte anomalie du flux thermique. Ces zones représentent
donc un important potentiel métallogénique et géothermal. C’est le cas de la zone de subduction des
Petites Antilles qui fait l’objet du sujet de thèse proposé.
Les données les plus récentes acquises sur la province volcanique de Guadeloupe (Basse-Terre, Les
Saintes) montrent un lien fort entre tectonique, hydrothermalisme et localisation des systèmes
géothermaux comme le montrent les études réalisées sur le seul système actif actuellement (système
hydrothermal de nature épithermale de Soufrière/Bouillante daté à 250 ka).
Par ailleurs, à l’échelle de l’archipel de Guadeloupe (Désirade, Marie-Galante, Les Saintes, Basse-
Terre, Grande-Terre), de nombreuses structures tectoniques auparavant considérées comme des
structures actives actuelles, sont majoritairement d’anciennes structures héritées. L’héritage structural
joue alors un rôle important sur le champ de déformation actuel et sur les processus de transferts des
fluides hydrothermaux qui ont percolé et percolent encore aujourd’hui la plaque supérieure du
système de subduction. En parallèle des paléo-champs hydrothermaux, métamorphisés dans le faciès
des Schistes Verts, ont été identifiés, en particulier sur Les Saintes où les paléo-circulations des
fluides sont guidées par des structures superposées actives depuis au moins 2 Ma. Ces systèmes
fossiles sont une opportunité exceptionnelle pour caractériser les processus et les vitesses des
transferts des fluides hydrothermaux dans les zones de subduction et donc de pouvoir proposer des
analogues, susceptibles d’être modélisés, aux systèmes géothermaux actuels. C’est l’étude de ces
systèmes paléo-géothermaux qui est proposée dans le cadre cette thèse.
Objectifs à réaliser dans le cadre de la thèse :
Dans le cadre de la thèse devront être réalisés :
- Des études structurales des principales zones d’altération de la Basse-Terre de Guadeloupe
et en particulier : Les Saintes, Vieux-Habitants, Baie de Bouillante, Le col des Mamelles,
Rivière Petite Plaine, Rivière Grande Plaine, Deshaies. Il s’agira de préciser les contextes
tectoniques et cinématiques qui contrôlent les transferts des fluides hydrothermaux.
- Sur chaque zone hydrothermale, des analyses géochimiques, minéralogiques et
pétrologiques des lithologies affectées par l’hydrothermalisme. Les principaux faciès
hydrothermaux seront échantillonnés dans le but de déterminer le type d’altération
hydrothermale et la nature des paragenèses hydrothermales. Un effort particulier sera porté
sur les relations cristallisations/déformations (ductile et fragile) et la naissance de structures
schisteuses en contexte volcanique hydrothermal.
- Sur les sites les plus favorables, des analyses quantitatives des paramètres intensifs (P et T)
de l’hydrothermalisme seront menées, couplées à une caractérisation des fluides
hydrothermaux.
- Un échantillonnage systématique des paragenèses favorables aux méthodes de datations
des phases hydrothermales par la méthode 40Ar/39Ar afin d’acquérir des données temporelles
sur la durées des processus hydrothermaux.
Au-delà du système géothermal de Guadeloupe, une extension des études est possible en
Martinique sur des contextes similaires.
Les différents types de données obtenues devront être combinées dans un modèle général de
fonctionnement des systèmes hydrothermaux fossiles permettant de proposer des analogues aux
systèmes géothermaux actifs et de tester le potentiel géothermique des petites Antilles.
Contexte programmatique du sujet :
Ce sujet s’inscrit dans le Programme GEOTREF, qui débute en Avril 2014, et est soutenu dans le
cadre des Investissements d’Avenir. GEOTREF est un programme de recherche, expérimentation et
innovation s’inscrivant dans une perspective d’amélioration de la maîtrise du procédé d’exploration de

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la ressource géothermale dans l’arc des Petites Antilles. Il est porté par l’entreprise TERANOV dans
le cadre d’un consortium « Public-Privé » impliquant plusieurs UMR Universités-CNRS dont Géoazur.
Le financement est acquis et son suivi assuré par l’ADEME.
Dans ce contexte, les moyens financiers nécessaires au déroulement de la Thèse (missions,
analyses,…) sont d’ores et déjà acquis. Enfin ce projet de thèse s’inscrit dans le cadre d‘une
collaboration des personnels de Géoazur impliqués avec des chercheurs de l’ENSG de Nancy (UPR
2300), l’IPGP de Strasbourg (UMR 7516), le Laboratoire d’Hydrologie et géochimie de Strasbourg
(UMR 7517), le Laboratoire de Géologie de l’ENS Paris (UMR 8538) et l’ Université Antilles-Guyane.
Collaborations internes :
Equipe Dynamique orogénique et Pôle « Géochronologie-Géomécanique ».
Collaborations externes :
Ce projet de thèse s’inscrit dans le cadre d‘une collaboration des personnels de Géoazur impliqués
avec des chercheurs de l’ENSG de Nancy (UPR 2300), l’IPGP de Strasbourg (UMR 7516), le
Laboratoire d’Hydrologie et géochimie de Strasbourg (UMR 7517), le Laboratoire de Géologie de
l’ENS Paris (UMR 8538) et l’ Université Antilles-Guyane.