Compte-rendu des Journées Scientifiques IODP

Compte-rendu des Journées Scientifiques IODP-France
(10 – 11 avril 2012)
Introduction
Les journées scientifiques IODP-France ont eu lieu les 10 et 11 avril 2012 à Paris. Elles avaient
plusieurs objectifs : 1) faire le bilan de la participation française au programme IODP pour la période
2003-2013, 2) montrer aux tutelles (INSU-CNRS, Ministère, Ifremer,…) l’importance du programme
IODP et la forte participation de la communauté scientifique française à ce programme dans la
perspective du renouvellement du TGIR IODP-ECORD pour le décennal 2013-2023 et 3) présenter les
résultats obtenus par des scientifiques français sur les expéditions IODP, sur d’anciennes expéditions
ODP/DSDP voire sur des expéditions de forage non-IODP et dans différents domaines de recherche.
Environ 80 personnes ont participé à ces journées. La plupart des organismes et des statuts de
la recherche française étaient représentés (Fig. 1). 14% des participants étaient des jeunes
chercheurs (post-doctorant et doctorant) et 7% des participants appartenaient au monde industriel
(TOTAL et IFP). Un enseignant du secondaire était également présent.
Première journée (10 avril 2012)
La première journée s’est tenue au siège du CNRS (Campus Michel-Ange) en présence des
tutelles (INSU-CNRS, Ministère, Ifremer…). Elle était consacrée au bilan (provisoire) de la
participation française au programme IODP pour la période 2003-2013 ainsi qu'à la prospective pour
le décennal 2013-2023 ("New Science Plan"). Les principaux objectifs de cette journée étaient 1)
d’identifier les défis scientifiques et sociétaux auxquels les chercheurs en Sciences de la Terre sont
confrontés en ce début de XXIe siècle et que les forages océaniques peuvent et doivent contribuer à
relever et 2) de préciser le rôle joué par la France, au sein du consortium européen ECORD, dans ce
qui reste le plus important effort collectif international en Sciences de la Terre. Le programme de
cette journée se trouve en annexe.
1. Mot de bienvenue et Introduction
Dans son discours de bienvenue, Jean-François Stéphan, directeur de l’INSU, rappelle qu’IODP
et, avant lui, ODP et DSDP, est une opération de référence et une aventure unique dans le monde
des géosciences. Il fait état de l’attachement de l’INSU à ce programme. Georges Ceuleneer,
président du bureau IODP-France et organisateur de ces journées (avec Bénédicte Abily et Anne-
Marie Cousin) se livre ensuite à une analyse des « secrets de longévité » du programme : pertinence
et atteinte des objectifs scientifiques, esprit de coopération internationale, pouvoir attracteur (via
Fig.1 : Statut des participants aux
journées scientifiques IODP-France.

ECORD), mode de programmation essentiellement bottom up (propositions « non sollicitées » et
évaluation de projets par les pairs), capacité d’évoluer (objectifs scientifiques et sociétaux et
diversification des moyens à la mer), gestion exemplaire de l’archivage (carothèques et bases de
données utiles à l’ensemble de la communauté), soucis de préservation de l’environnement, liens
raisonnés avec l’industrie, vocation pour les jeunes et retombées grand public, création d’un
contexte favorable à l’émergence de résultats originaux. Il termine son introduction par la
présentation du programme de la journée.
2. Regards extérieurs sur le New Science Plan d’IODP (2013-2023)
Des scientifiques pas ou peu impliqués dans le programme IODP mais spécialistes d’une des
thématiques du « New Science Plan » d’IODP exposent la façon dont les résultats et données qui ont
été obtenues et qui seront obtenues dans un avenir proche via les forages océaniques contribuent et
contribueront à faire évoluer leur discipline et à réponde à certaines questions scientifiques majeures.
Anny Cazenave, ingénieur CNES au LEGOS (Toulouse), est la première scientifique à
intervenir. Dès le début de sa présentation, elle indique qu’elle a vraiment un regard extérieur sur le
programme IODP car elle utilise très peu les données de forages océaniques et travaille
essentiellement avec des données spatiales et marégraphiques pour étudier les variations du niveau
marin. Elle s’intéresse néanmoins aux travaux des scientifiques travaillant sur cette thématique avec
ce type de données (e.g., Deschamps et al., 2012). Elle explique ensuite que le rebond post-glaciaire
est un phénomène qui « pollue » les données marégraphiques et spatiales et qu’il y a de nombreuses
incertitudes sur les modèles de rebond ce qui conduit à des imprécisions sur ces données. Elle espère
donc que les données IODP futures permettront d’améliorer la modélisation du rebond post-glaciaire
afin d’obtenir des données marégraphiques et spatiales corrigées plus précises. Elle conclut sa
présentation en déclarant que les mesures de paléo niveau marin sont indispensables pour
comprendre l’évolution actuelle du niveau marin et estimer les changements futurs et c’est une des
raisons pour lesquelles la France doit continuer à participer au programme IODP au plus haut niveau
Yannick Donnadieu, chercheur CNRS au LSCE (Gif-sur-Yvette), parle ensuite de l’apport des
données IODP sur les modèles climatiques. Il explique qu’en lisant le « New Science Plan » d’IODP, il
a constaté que la stratégie d’IODP dans la thématique « climat » était d’évaluer les conditions
passées à toutes les latitudes et que les prospectives de recherche étaient très focalisées sur les
enjeux sociétaux. Il indique également que l’intégration modèles-données est fortement mise en
avant dans cette thématique. Y. Donnadieu présente ensuite plusieurs pistes de recherches futures
sur les modèles climatiques déjà initiées par les forages océaniques (ODP, ANDRILL) : 1) améliorer les
estimations de la sensibilité du climat à des hauts niveaux de CO2 et à des perturbations hors
équilibre du cycle du carbone, 2) déterminer les changements de niveau marin suite à l'augmentation
des gaz à effet de serre (sensibilité des calottes glaciaires au CO2), 3) comprendre le comportement
de l'océan dans la zone intertropicale en conditions chaudes, en particulier El Niño et les tempêtes,
4) étudier la réponse de l’océan à des épisodes d’acidification suite à des réchauffements brutaux. Il
termine son intervention en mettant en avant le faible niveau relatif d’implication directe
(embarquements) de la communauté française des climats anciens par rapport à nos partenaires
internationaux.
Yves Lagabrielle, chercheur CNRS à Géosciences Montpellier, nous parle ensuite de la
tectonique des plaques, par l’intermédiaire de Georges Ceuleneer (Y. Lagabrielle n’ayant pas pu se
déplacer pour des raisons médicales). Il explique que les forages océaniques DSDP, ODP, et IODP ont
imposé une nouvelle vision de l’accrétion au niveau des dorsales, en particulier en démontrant la
mise à nu de matériels profonds par des processus tectoniques. IODP a donc contribué à un
renouveau majeur des concepts en matière de pétrologie et de modélisation des processus
magmatiques et tectoniques. Il indique que les forages au niveau des dorsales sont également
critiques pour l’étude in situ de la biosphère profonde (microorganismes au niveau des fumeurs
noirs) et des ressources naturelles (hydrogène issu de la serpentinisation des roches). Il explique
enfin que la vision des marges continentales à également fortement évoluée grâce aux forages

océaniques. Il insiste sur le fait que rien ne peut remplacer l’échantillonnage direct et que seul l’outil
de forage permet d’effectuer un échantillonnage en contexte sous-marin fortement sédimenté. Les
résultats acquis grâce aux forages océaniques ont profondément influencé les travaux des géologues
continentaux en particulier ceux s’attachant à décrire et interpréter les systèmes orogéniques, qui
furent des marges continentales et des bassins océaniques avant d’être des chaînes de montagne.
Pour conclure, il s’adresse aux tutelles en rappelant que la France est sans conteste le leader mondial
depuis plus de 40 ans dans les avancées réalisées sur l’accrétion aux dorsales lentes et sur
l’exhumation du manteau au pied des marges continentales et ce dans le cadre de recherches
coordonnées à plusieurs organismes (Ifremer, CNRS-INSU, Universités, IRD, BRGM, IPEV).
Pierre-Yves Bard, chercheur à l’ISTerre (Saint-Martin d’Hères), intervient ensuite sur la
thématique des risques naturels. Il explique que l’on observe actuellement une augmentation
apparente du nombre d’événements classés comme risques naturels ceci étant le reflet d’une
augmentation de la couverture spatiale et de la résolution des réseaux d’observation. Il précise que
les risques les plus fréquents sont les sécheresses et que les plus meurtriers sont les séismes. Ce n’est
donc pas étonnant que les risques naturels mis en avant dans l’actuel et le futur programme IODP
soient les séismes (NanTroSEIZE, CRISP, J-FAST,….). Il explique que les forages dans les zones
sismogéniques sont essentiels pour étudier, entre autres, la transition ductile/fragile et le rôle des
sédiments, des fluides et de la rugosité dans ces zones, et pour comprendre les mécanismes
précurseurs des séismes majeurs afin de prévenir les risques. En effet, dans le cas du séisme de
Tohoku (mars 2011), il indique que la zone touchée était plus grande que celle prévue par les
modèles et que l’intensité des vibrations avait été sous-estimée. Les besoins mis en évidence par ce
séisme sont : 1) installation et plus grande précision des instruments fond de mer et 2) recherche sur
les mécanismes de la zone de faille. Il précise donc qu’une expédition de forage dans la faille de
Tohoku est essentielle. En conclusion, il souligne que le programme IODP va dans l’avenir s’intéresser
à d’autres risques naturels avec l’expédition en cours dans les Antilles (déstabilisation de pente) et
les expéditions prévues au niveau de la Norvège (mégaglissement de terrain) et de la Méditerranée
(forte densité de population).
Bénédicte Ménez, chercheur CNRS à l’IPGP (Paris), parle ensuite de l’apport des forages
océaniques pour l’étude de la biosphère profonde. Elle explique qu’avant les forages océaniques, on
n’avait aucune information sur l’existence et l’importance de la biosphère dans les niveaux profonds
de la croûte. C’est en 1986, qu’un Leg DSDP a trouvé les traces d’une activité microbienne dans une
carotte de sédiment et, en 2008, qu’un Leg ODP a mis en évidence la présence de vie à 1626 m sous
le plancher océanique. B. Ménez indique que les forages océaniques ont permis la mise en évidence
de 2 biomes au niveau du plancher océanique, les sédiments et les roches ignées (et leurs produits
d’altération). Surtout, il a pu être démontré que les microorganismes sous le plancher étaient vivants
et actifs. Elle précise que l’étude de l’activité microbienne profonde est essentielle car ce phénomène
influence très probablement la chimie des océans et de l’atmosphère, les cycles du carbone, les
cycles climatiques,… Elle souligne ensuite que la thématique « biosphère profonde » est, comme
dans la phase actuelle (2003-2013), fortement présente dans le « New Science Plan » d’IODP (2013-
2023) mais qu’au vu des découvertes précédentes, les questions scientifiques ont évolué : on est, par
exemple, passé de “Who is there and how many?” à “What is the activity, function, and contribution
of sediment to elemental cycles cycling?”. Enfin, elle termine son intervention en indiquant que
l’étude de la biosphère profonde a conduit à un développement et une adaptation important des
techniques et outils de forages (i.e, microsphères fluorescentes, observatoires fonds de puits, …)
Cette session se termine par l’intervention de Rémi Eschard, directeur de la Direction
Géologie-Géochimie-Géophysique de l'Institut Français du Pétrole (IFP, Rueil-Malmaison), sur les
ressources du futur (i.e., utilisation des données IODP dans le domaine de l’Energie). Pour
commencer, il indique que l’IFP n’utilise pas directement les données d’IODP mais utilise les résultats
des chercheurs de la communauté IODP. Il explique ensuite que les forages océaniques sont, dans un
premier temps, une aide à l’Exploration ; ils permettent par exemple d’identifier des roches mères
potentielles (e.g. marge guyanaise – Leg ODP 207). Les données acquises grâce aux forages
permettent également de valider et de calibrer des modélisations stratigraphiques (e.g., Expédition

IODP 313, New Jersey Shallow Shelf). Les données de certaines expéditions sont également utilisées
pour faire des simulations de plate-forme carbonatée (Expéditions IODP 310 & 325) ou pour
déterminer la productivité organique de la biosphère profonde (Legs DSDP et ODP). R. Eschard
mentionne ensuite que les deux sources d’énergie du futur en lien avec les thématiques d’IODP sont
les hydrates de gaz et l’hydrogène naturel. Il précise cependant que les hydrates de gaz sont
difficilement exploitables et que l’hydrogène naturel serait donc plus probablement l’énergie du
futur en domaine marin. Il termine sa présentation en parlant du problème du stockage du CO2. Il
indique que les plus grosses capacités de stockage se situent dans les aquifères du domaine offshore
(aquifères plus grands et moins de problèmes sociétaux). A la fin de son intervention, il tient à
ajouter que, contrairement aux précédentes phases DSDP & ODP, il est difficile pour des géologues
de l’IFP d’embarquer sur les expéditions IODP du fait d’un changement de configuration de l’IFP. Les
géologues de l’IFP peuvent par contre participer sans aucun problème aux propositions de forage.
3. La France dans ECORD, ECORD dans un monde qui bouge
Catherine Mével, ancienne directrice de l’EMA (ECORD Managing Agency) et chercheur CNRS
à l’IPGP (Paris) et Gilbert Camoin, nouveau directeur de l’EMA et chercheur CNRS au CEREGE (Aix-en
Provence), présentent dans cet exposé l’histoire et la structure actuelle et future d’ECORD (European
Consortium for Ocean Research Drilling) ainsi que la place de la France dans ce consortium (cf.
première partie du rapport IODP-France et The Future of ECORD 2013-2023).
Dès l’année 2000, les Japonais (MEXT, Ministry of Education, Culture, Sports, Science &
Technology in Japan) proposent de mettre en œuvre un navire de forage : le Chikyu. Les Européens
décident donc également de mettre en œuvre une plate-forme de forage. ECORD est alors créé,
rejoint le programme IODP en mars 2004 et met en œuvre les MSPs (Mission-Specific Platforms) par
l’intermédiaire d’ESO (ECORD Science Operator). G. Camoin indique que les MSPs sont des bateaux
commerciaux et ne possèdent donc pas de laboratoires contrairement au Joides Resolution et au
Chikyu. Il indique également que le nombre de proposition de forage nécessitant des MSPs sont en
constante augmentation depuis la création du consortium.
Dans cet exposé, C. Mével et G. Camoin mettent surtout l’accent sur l’avenir d’ECORD et sur
les perspectives d’évolution pour le prochain décennal. Ils indiquent que, dans la nouvelle structure
d’IODP, la distinction entre les deux lead agencies (MEXT et NSF, National Science Foundation) est
plus prononcée et que, dans la nouvelle phase du programme, tout sera mis en œuvre pour réduire
les délais entre le dépôt d’une proposition de campagne et sa programmation effective. Le délai
moyen est de l’ordre de 7 ans actuellement et l’objectif visé est de le réduire à 2 à 3 ans. G. Camoin
souligne ensuite que le consortium ECORD s’agrandit progressivement avec l’intégration de la
Pologne en décembre 2011, l’entrée future d’Israël en octobre 2012 et des pourparlers en cours avec
la Russie. Il indique qu’il y a plusieurs changements dans la structure et le fonctionnement d’ECORD
pour la nouvelle phase du programme avec, par exemple, la création d’un nouveau comité, l’ECORD
Facility Implementation Board (FIB), chargé de planifier les opérations de MSPs, la mise en œuvre de
nouveaux groupes de travail (Industrie et Education/Outreach) et le financement des workshops
Magellan+.
G. Camoin, mentionne également que, dans la nouvelle phase du programme, le nombre de
places disponibles par expédition pour ECORD sur les différentes plates-formes sera de : 8 pour le
Joides Resolution, 5 pour le Chikyu et 10-13 pour les MSPs, ce qui donne un total de 560 à 600 places
disponibles pour des embarquants d’ECORD pendant toute la durée du nouveau programme. Il
précise que les co-chefs de mission ne sont pas comptés comme embarquants et qu’ils ne sont donc
pas pris en compte dans ces quotas. Il indique également que, dans la nouvelle phase du programme,
les expéditions de MSP auront lieu tous les ans (contre tous les 2 ans dans la période actuelle).
Enfin, C. Mével indique que, dans la nouvelle phase du programme, le concept de plates-
formes alternatives (MSPs) va être développé (autres types de plates-formes, utilisation des plates-
formes de MARUM, du BGS (British Geological Survey), de l’Ifremer,…) et de nouveaux outils vont
être intégrés au programme (carottier géant, observatoires en forage, outils de hautes

températures,…). De plus, ECORD va davantage collaborer avec des structures existantes et d’autres
programmes scientifiques. Elle parle enfin succinctement du concept Distributed European Drilling
Infrastructure qui aurait pour but de créer un réseau de partenaire Européen pour la gestion des
infrastructures en géosciences marines. Ce concept est actuellement supporté par ECORD, ICDP
(International Continental Scientific Drilling Program) et DS3F (Deep-Sea & Sub-Seafloor Frontier).
4. Bilan de la période IODP (2003 – 2013)
Bénédicte Abily, coordinatrice scientifique du bureau IODP-France et Georges Ceuleneer,
président du bureau IODP-France, présentent ensuite le bilan de la période IODP (2003 – 2013) qui
reprend les points importants du rapport IODP-France « Bilan de la participation française au
programme de forage océanique IODP (2003-2013) » de Mars 2012.
G. Ceuleneer rappelle que la France est un des plus gros contributeurs d’ECORD (26% de la
contribution) ce qui lui permet d’avoir 2 embarquants par expédition en moyenne et au moins un
représentant dans chaque panel de la Science Advisory Structure d’IODP. Il présente ensuite les
expéditions IODP passées et futures : localisation, nombre, thématique, et précise que les
thématiques les plus représentées sont la paléoclimatologie-paléocéanographie-sea level et les
risques sismogéniques et tsunamigéniques. Il indique que c’est la thématique croûte océanique-
points chauds qui attire le plus grand nombre d’embarquants français (3,25 embarquants par
expédition) et que la France ne remplit pas totalement son quota de 2 embarquants par expédition.
Pour chaque thématique, il précise ensuite les expéditions à forte participation française.
B. Abily présente ensuite les plates-formes de forage utilisées pour les expéditions IODP (Joides
Resolution (JR), Chikyu, MSP) et précise que la majorité des expéditions (passées et futures) ont eu
lieu à bord du JR. Elle souligne que le JR a embarqué le plus de français sur toute la durée du
programme mais que, si on prend en compte le nombre d’expéditions par plate-forme, les français
ont été, en moyenne, plus nombreux à embarquer sur les MSPs. B. Abily décrit ensuite les
caractéristiques des embarquants français : nombre, origine, spécialité. Elle indique qu’entre 2004 et
2013, 86 français auront embarqué sur des expéditions IODP et que, contrairement aux programmes
précédents, le nombre d’embarquants français par an a été très variable du fait du nombre aléatoire
d’expéditions IODP annuelles par rapport à DSDP et ODP. Elle précise ensuite que les français n’ont
pas embarqué sur ~20% des expéditions IODP, essentiellement des expéditions technologiques, que
des français ont été co-chefs sur 7 expéditions et que c’est l’expédition 313 (New Jersey Shallow
Shelf) qui a permis l’embarquement « record » de scientifiques et ingénieurs français. Elle indique
ensuite que les français ayant embarqué sur des expéditions IODP viennent majoritairement du Sud-
Est et de la région Parisienne et en particulier de Géosciences Montpellier et de l’IPGP. Elle souligne
enfin que les spécialités officielles des embarquants français à bord des plates-formes sont
principalement les propriétés physiques des roches, la pétrologie, le logging et la sédimentologie. B.
Abily fait ensuite le bilan de la production scientifique française sur les données DSDP/ODP/IODP
entre 2003 et 2012. Elle indique qu’environ 490 articles/ouvrages ont été publiés par des
scientifiques français sur ce type de données et que la majorité est des peer-reviewed papers. Ces
derniers ont principalement été publiés dans 3 grandes revues : EPSL, G3 et Marine Geology et 35%
ont été publiés dans des revues à impact factor supérieur à 4. Elle précise qu’en moyenne, 35 peer-
reviewed papers sont publiés annuellement dans des revues « libres » et des ouvrages scientifiques.
B. Abily souligne ensuite que les ouvrages académiques (thèses, mémoires, HDR) représentent 11%
de la production française sur les données DSDP/ODP/IODP. Elle précise que les thèses seules
représentent 5% de la production et qu’il y a en moyenne 3 thèses par an depuis 2003. La
thématique paléoclimatologie-paléocéanographie est la plus abordée dans ces thèses. Enfin, elle
termine en indiquant que la thématique la plus abordée dans l’ensemble des articles publiés par des
scientifiques français sur des données DSDP/ODP/IODP est également la paléoclimatologie-
paléocéanographie (25% des articles). B. Abily pose ensuite une question : comment les
embarquants français organisent-ils leurs études post-campagnes ? Elle répond que le temps
consacré à l’exploitation d’une expédition est en moyenne de 6,5 mois et de 3,5 mois d’activité