Physique des sites naturels | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Équipes de recherche

Physique des sites naturels

 

Les sites naturels qui nous entourent, auxquels nous sommes très attachés, parfois par des liens affectifs, suscitent aussi de nombreuses questions scientifiques. Que se passe-t-il devant nos yeux? Que va-t-il se passer après une perturbation? Ces questions que nous nous posons tous, que notre entourage nous pose, que la société ou des entreprises nous posent, ne sont pas des questions faciles. Alors qu'on considère souvent qu'il s'agit principalement de problématiques appliquées, liées par exemple aux ressources économiques ou aux sites pollués, les questions soulevées et la compréhension des processus mis en cause revêtent un caractère fondamental; il s'agit bien, pour tenter d’apporter des réponses, de questions délicates nécessitant de mobiliser les connaissances les plus modernes et les techniques les plus perfectionnées.

L'équipe "Physique des Sites Naturels", fondée en septembre 2014 et pilotée depuis lors par Frédéric Perrier, s'est donnée pour mission, au sein de l'Institut de Physique du Globe de Paris, de mettre en pratique sur les sites naturels les techniques de géosciences appliquées et les outils issus des recherches fondamentales de l'institut, et ainsi de faire vivre au sein de l'institut les sites naturels comme supports de base contribuant au dynamisme intellectuel et à une formation pluridisciplinaire, fondamentale et appliquée. Inversement, les sites naturels peuvent fournir des exemples de processus ou de situations qui vont constituer des défis intellectuels et techniques, qui, souvent, vont nécessiter de développer de nouvelles connaissances.

Le travail de l'équipe est organisé autour d'une thématique principale: l'étude des systèmes hydrothermaux en contexte de tectonique active, thématique mise en ouvre sur un chantier phare: l'Himalaya du Népal et sur plusieurs actions satellites.

Actualités PSN

Annonce de stage L3 janvier-février 2018

PDF iconsujet_de_stage_l3_nepal_girault_2017-2018_16082017.pdf

 

Séminaire de Vladimir Kossobokov le 19 avril 2017: Times of Increased Probabilities for Occurrence of Catastrophic Earthquakes: 25 Years of Hypothesis Testing in Real Time

Earthquake prediction is an uncertain profession. Many methods for earthquake forecast/prediction have been proposed and some of these methods may be reliable. Some of those might be even useful in mitigating seismic risks and reducing losses due to catastrophic earthquakes and associated phenomena. The pattern recognition algorithm M8, designed in 1984 for prediction of great,magnitude 8, earthquakes, was originally conceived for application targeting other magnitude ranges, so that by 1986 it was already tested in retrospective applications aimed at earthquakes, down to magnitude 5. After successful early forecasts of the 1988 Spitak (Armenia) and the 1989 Loma Prieta (California) earthquakes, a rigid test to evaluate the efficiency of the reproducible intermediate-term middle-range earthquake prediction technique has been designed. Since 1991 every 6 months the algorithm M8, along and in combination with its refinement MSc, has been applied in a real-time prediction mode to seismicity of the entire Earth to outline the areas where magnitude 8.0+ and 7.5+ earthquakes are most likely to occur before the next update. Each of the four statistics achieved to date in the Global Test proves with confidence above 99 percent rather high efficiency of the M8 and M8-MSc predictions limited to intermediate-term middle- and narrow-range accuracy. After 50 semiannual updates in the real-time prediction mode, we (1) confirm statistically approved high confidence of the M8–MSc predictions and (2) conclude a possibility of expanding the territory of the Global Test of the algorithms M8 and MSc.

 

Séminaire général IPGP de Steve Ingebritsen le 20 avril 2017: HYDROTHERMAL MONITORING OF RESTLESS VOLCANOES IN THE US

The United States has ~170 young volcanoes capable of erupting. From 1980-2015, 44 different U.S. volcanoes produced 115 eruptions and 51 episodes of notable volcanic unrest. Earthquake swarms, sequences of sustained seismic activity, represent the most broadly used indicator of volcanic unrest, yet the vast majority of earthquake swarms do not culminate in an eruption. Hydrothermal systems, more difficult to monitor remotely, are also sensitive to underlying unrest and can provide a critical complement to the seismic and geodetic data streams that are the backbone of most volcano-monitoring efforts. A November 2014 earthquake swarm at Lassen, California, which included the largest earthquake in the area in more than 60 years,was accompanied by a rarely observed outburst of hydrothermal fluids. Long-term, multiparametric monitoring at Lassen and other well-instrumented volcanoes enhances interpretation of unrest and can provide a basis for detailed physical modeling.

Stagiaires récents

  • Janvier-Février 2017: Marie Bouih L3 Caractérisation des émissions de CO2 métamorphique sur le système hydrothermal de Bahundanda au Népal central (encadrant Frédéric Girault)
  • Avril-Septembre 2016: Bastien Joly M1 Caractérisation pédologique et structurale pour l’interprétation de données d’émanométrie : synthèse de données satellitaires et mesures en laboratoire (encadrant Frédéric Girault, stage en partie en entreprise)
  • Juin 2016: Roxane Ferry et Maud Watkinson L1 Etude du radon dans les eaux d'un torrent du Mont Lozère (encadrant Frédéric Perrier)
  • Juin 2016: Roxane Ferry L1 Préparation et mesures magnétiques dans des échantillons de sols et de plantes du Pech Merle (encadrants Frédéric Girault et Aude Isambert, stage en collaboration avec l'équipe de Paléomagnétisme)
  • Janvier-Février 2016: Etienne Marti L3 Magnétisme environnemental: Etude de la grotte ornée de Pech Merle (encadrante Aude Isambert, stage en collaboration avec l'équipe de Paléomagnétisme)
  • Janvier-Février 2015: Marina Bernard L3 Etude du radon dans diverses eaux de la région parisienne (encadrant Frédéric Perrier)

Publications récentes:

  1. Girault, F., F. Perrier, M. Moreira, B. Zanda, P. Rochette, Y. Teitler, Effective radium-226 concentration in meteorites, Geochimica Cosmochimica Acta, 208, 198-219, 2017.
  2. Girault, F., B. Koirala, M. Bhattarai, F. Perrier, Radon and carbon dioxide around remote Himalayan thermal springs, In Gillmore, G.K., Perrier, F.E., Crockett, R.G.M. (eds) Radon, Health and Natural Hazards. Geological Society, London, Special Publications, 451, SPA451.6, 2016.
  3. Girault, F., F. Perrier, T. Przylibski, Radon-222 and radium-226 occurrence in water: A review, In Gillmore, G.K., Perrier, F.E., Crockett, R.G.M. (eds) Radon, Health and Natural Hazards. Geological Society, London, Special Publications, 451, SPA451.3, 2016.
  4. Perrier, F., F. Girault, H. Bouquerel, Effective radium-226 concentration in rocks, soils, plants, and bones, In Gillmore, G.K., Perrier, F.E., Crockett, R.G.M. (eds) Radon, Health and Natural Hazards. Geological Society, London, Special Publications, 451, SPA451.8, 2016.
  5. Le Mouël, J.-L., V. Kossobokov, F. Perrier, P. Morat, Intermittent heat instabilities in an air plume, Non-Linear Processes in Geophysics, 23, 319-330, 2016.
  6. Girault, F., F. Perrier, C. Poitou, A. Isambert, H. Théveniaut, V. Laperche, B. Clozel-Leloup, F. Douay, Effective radium concentration in topsoils contaminated by lead and zinc smelters, Science of the Total Environment, 566-567, 865-876, 2016.
  7. Perrier, F., F. Girault, H. Bouquerel, L. Bollinger, Effective radium concentration in agricultural versus forest topsoils, Journal of Environmental Radioactivity, 160, 123-134, 2016.
  8. Perrier, F., J. Aupiais, F. Girault, T. Przylibski, H. Bouquerel, Optimized measurement of radium-226 concentration in liquid samples with radon-222 emanation, Journal of Environmental Radioactivity, 157, 52-59, 2016.
  9. Sapkota, S.N., L. Bollinger, F. Perrier, Fatality rates of the Mw~8.2, 1934, Bihar-Nepal earthquake and comparison with the April 2015 Gorkha earthquake, Earth, Planets Space, 68, 40, 2016.
  10. Perrier, F., J.-L. Le Mouël, Stationary and transient thermal states of barometric pumping in the access pit of an underground quarry, Science of the Total Environment, 550, 1044-1056, 2016.
  11. Girault, F., L. Bollinger, M. Bhattarai, B.P. Koirala, C. France-Lanord, S. Rajaure, J. Gaillardet, M. Fort, S.N. Sapkota, F. Perrier, Large-scale organization of carbon dioxide discharge in the Nepal Himalayas, Geophysical Research Letters, 41, 6358-6366, 2014.
  12. Girault, F., F. Perrier, The Syabru-Bensi hydrothermal system in central Nepal: 2. Modeling and significance of the radon signature, J. Geophysical Research, 119, 4056-4089, 2014.
  13. Girault, F., F. Perrier, R. Crockett, M. Bhattarai, B.P. Koirala, C. France-Lanord, P. Agrinier, M. Ader, F. Fluteau, C. Gréau, M. Moreira, The Syabru-Bensi hydrothermal system in central Nepal: 1. Characterization of carbon dioxide and radon fluxes, J. Geophysical Research, 119, 4017-4055, 2014.

Autres publications des membres de l’équipe:
  1. Girault, F., A. Schubnel, E. Pili, Transient radon signals driven by fluid pressure pulse, micro-crack closure, and failure during granite deformation experiments, Earth Planetary Science Letters, 474, 409-418, 2017.
  2. Costa, A., Y.J. Suzuki, M. Cerminara, B.J. Devenish, T. Esposti Ongaro, M. Herzog, .R. Van Eaton, L.C. Denby, M. Bursik, M. de Michieli Vitturi, S. Engwell, A. Neri, S. Barsotti, A. Folch, G.Macedonio, F. Girault, G. Carazzo, S. Tait, E. Kaminski, L.G. Mastin, M.J.Woodhouse, J.C. Phillips, A.J. Hogg, W. Degruyter, C. Bonadonna, Results of the eruptive column model inter-comparison study, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 326, 2-25, 2016.
  3. Girault, F., G. Carazzo, S. Tait, E. Kaminski, Combined effects of total grain-size distribution and crosswind on the rise of eruptive volcanic columns, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 326, 103-113, 2016.

Collaborations

National Seismological Center, Department of Mines and Geology, Kathmandu
Dr. Soma Nath Sapkota, Deputy Director General
http://www.seismonepal.gov.np/

Comité de pilotage

Les travaux et le développement de l'équipe sont supervisés par un comité de pilotage, dont les membres sont des personnalités du milieu scientifique français:

  1. Yves Caristan, Président, ancien Directeur du centre CEA de Saclay, fondateur du CEA/DASE
  2. Christian Fouillac, ancien Directeur de la Recherche au BRGM
  3. Jean-Philippe Avouac, Professeur, California Institute of Technology
  4. Marc Chaussidon, Directeur de l'IPGP
  5. Gauthier Hulot, Directeur adjoint de l'IPGP chargé de la recherche