benjamin brigaud

sédimentologue

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Vers une analyse de roche plus efficace : l’apport de l’IA pour des applications en pétrographie

5 février 2025 /

Retrouvez nos derniers résultats sur l’automatisation de la reconnaissance pétrographique des roches:

Azzam, F., Blaise, T., & Brigaud, B. (2024). Automated petrographic image analysis by supervised and unsupervised machine learning methods. Sedimentologika, 2(2). https://doi.org/10.57035/journals/sdk.2024.e22.1594

Résumé:

Les techniques d’apprentissage automatique ont été explorées dans le but d’automatiser et rendre plus rapide les études pétrographiques appliquées à la sédimentologie et diagenèse. Le travail s’est concentré sur l’utilisation d’algoritmes de segmentation des grains afin d’en extraire leurs caractéristiques. Deux nouveaux outils logiciels ont pu être mis au point (1) GrainSight, qui utilise un modèle d’apprentissage profond supervisé (FastSAM) pour la détection automatique des grains et leur caractérisation morphologique et (2) PetroSeg, qui applique une approche de segmentation non supervisée pour explorer les propriétés des roches et calculer par exemple leur porosité.

L’application GrainSight permet de caractériser la morphologie des constituants de la roche comme la taille des grains (périmètre, longueure, sphéricité) afin de rendre possible la détermination automatique de la granulométrie à partir d’une photographie de lame mince. Cette technique améliore considérablement l’efficacité et la précision d’une étude quantitative des caractéristiques de la roche par rapport aux méthodes manuelles. Le modèle FastSAM permet une détection rapide et précise des grains ainsi qu’une extraction des caractéristiques morphologiques, offrant ainsi des informations précieuses sur les environnements de dépôt, les systèmes de transport des sédiments et la qualité des réservoirs.

L’application PetroSeg propose une approche exploratoire pour la quantification de la porosité, l’identification des associations minérales et la caractérisation des domaines texturaux.

Ces deux méthodes présentent des avantages uniques et démontrent le potentiel de l’apprentissage automatique dans l’analyse pétrographique. L’utilisation de ces outils pourrait considérablement améliorer l’efficacité, l’objectivité et le traitement des données, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour l’enseignement, la recherche et les applications dans divers domaines de la géologie.

Dans un esprit de partage et d’ouverture, les codes des deux applications, GrainSight et PetroSeg, sont accessibles en open source et disponibles sur recherche.data.gouv.fr.

Grainsight : https://www.data.gouv.fr/fr/datasets/grainsight/

Petroseg : https://www.data.gouv.fr/fr/datasets/petroseg/

La méthode de datation U-Pb révèle les secrets des karsts anciens du Bassin de Paris !

22 janvier 2025 /

Retrouvez nos derniers résultats scientifiques sur la méthode U-Pb appliquée au phénomène de karstification dans la revue Geology et dans la newsletter du CNRS.

Notre étude montre que la méthode de datation in situ des spéléothèmes de karst très anciens peuvent être datés assez précisément. Ces datations révèlent que le karst dans les carbonates oligocènes du Bassin de Paris s’est formé il y a 29 millions d’années, juste après la roche elle-même ! Une percée importante qui éclaire l’évolution des paysages et des eaux souterraines.

Ce travail a été le fruit d’une collaboration étroite avec les collègues du BRGM dans le cadre du chantier RGF « Bassin de Paris ». https://rgf.brgm.fr/page/bassin-parisien

Moreau, K., Brigaud, B., Andrieu, S., Briais, J., Quesnel, F., 2024. Determining the age and origin of a Tertiary karstic system by in situ U-Pb geochronology on speleothems. Geology 52, 689–694. https://doi.org/10.1130/G52263.1

https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/percee-dans-la-datation-des-karsts-anciens-la-methode-u-pb-devoile-les-secrets-du-sous-sol

[GREC Francilien] Changement climatique et transition énergétique en région Île-de-France

20 juin 2023 /

Retrouvez le carnet « Changement climatique et transition énergétique en région Île-de-France » du Groupe régional d’expertise sur le changement climatique et la transition écologique en Ile-de-France.
 
Lien https://hal-cnrs.archives-ouvertes.fr/GEOPS/hal-03871752v1
 
Dans ce carnet, vous trouverez toutes les clefs pour comprendre les enjeux climatiques, énergétiques et de transition vers la sobriété énergétique de la région, publication dirigée et coordonnée par Philippe Drobinski, dans laquelle Benjamin Brigaud a contribué pour la partie dédiée à la géothermie (p. 13 à 16).
 
Les émissions de gaz à effet de serre de la Région Île-de-France représente 10% des émissions nationales ! La consommation énergétique de l’Île-de-France repose à environ 70% sur les énergies fossiles, et seulement 10% de l’énergie est produite sur son périmètre. Il est primordial que la Région Île-de-France travaille sur son indépendance énergétique et sur sa vulnérabilité face au changement climatique.
 
L’Île-de-France est l’une des régions du monde concentrant déjà le plus d’unités de production géothermique alimentant des réseaux de chaleur par géothermie profonde, avec une cinquantaine d’installations en exploitation (exploitant essentiellement l’aquifère du Dogger présent à environ 1500 m de profondeur avec une eau à environ 70°C) mais elle pourrait être encore mieux utilisée ! Cela passe par une très bonne connaissance géologique du sous-sol dans le but d’optimiser son exploitation, certains aquifères profonds restent mal connus. Par ailleurs, la géothermie de surface (<200m), de très basse énergie, exploitée par pompe à chaleur pour des besoins individuels, collectifs et tertiaires est très largement sous-utilisée en Île-de-France et couvre une part négligeable de l’énergie nécessaire en chaleur ou production de fraicheur de la région.
 
Le développement intensif de la géothermie de surface et profonde sur l’ensemble de la région semble indispensable pour que les zones urbaines atteignent une neutralité carbone en termes de chauffage et de refroidissement des bâtiments.

Publication à Geothermics

8 juin 2023 /

L’article intitulé « Upscaling of geological properties in a world-class carbonate geothermal system in France: From core scale to 3D regional reservoir dimensions » par Hadrien Thomas, Benjamin Brigaud, Thomas Blaise, Elodie Zordan, Hermann Zeyen, Maxime Catinat, Simon Andrieu, Emmanuel Mouche et Marc Fleury vient d’être publié à la revue Geothermics.

26 avril 2023 /

L’article intitulé « Estimating permeability in a limestone geothermal reservoir from NMR laboratory experiments » par Maxime Catinat, Marc Fleury, Benjamin Brigaud, Miklos Antics et Pierre Ungemach vient d’être publié à la revue Geothermics.

15 janvier 2023 /

L’article intitulé « Preservation and distribution of detrital clay coats in a modern estuarine heterolithic point bar in the Gironde estuary (Bordeaux, France) » par Maxime Virolle, Benjamin Brigaud, Hugues Féniès, Raphaël Bourillot, Eric Portier, Patricia Patrier, Hervé Derriennic et Daniel Beaufort a été publié à la revue Journal of Sedimentary Research.

20 avril 2021 /

    L’article intitulé « Uranium incorporation in fluorite and exploration of U–Pb dating » vient d’être publié à la revue Geochronology par Louise Lenoir, Thomas Blaise, Andréa Somogyi, Benjamin Brigaud, Jocelyn Barbarand, Claire Boukari, Julius Nouet, Aurore Brézard-Oudot et Maurice Pagel.

    20 avril 2021 /

      L’article intitulé « Giant subaqueous carbonate dunes: a revised interpretation of large-scale oo-bioclastic clinoforms in the middle Jurassic of the Paris Basin and its implications » vient d’être publié à la revue Facies par Benoît Vincent, Benjamin Brigaud, Hadrien Thomas et Fabrice Gaumet.

      17 février 2021 /

      Les accumulations sédimentaires sont marquées par de nombreux arrêts de sédimentation ou hiatus formant des discontinuités. Sur les plates-formes carbonatées marines, les discontinuités de type hardground (ou fond durci) sont marquées par des surfaces lithifiées lors d’un processus diagénétique de cimentation synsédimentaire, ce fond étant alors perforé par des organismes lithophages comme certains bivalves. Les discontinuités forment d’importantes surfaces stratigraphiques qui peuvent être utilisées à l’échelle du bassin pour corréler les limites des séquences stratigraphiques et reconstruire les géométries sédimentaires. Bien que ces surfaces soient couramment utilisées en stratigraphie séquentielle, le moment et la durée de leur lithification et de la cristallisation des premiers ciments restent peu explorés. Dans cette étude, les premiers ciments calcitiques obturant l’espace inter-granulaire des calcaires du Jurassique des bassins de Paris et Aquitain ont été datés, directement sur les lames minces d’échantillons, par la géochronologie U-Pb. La cohérence ou la légère déviation entre l’âge des ciments et l’âge stratigraphique des discontinuités illustre le fait que la cimentation s’est produite au début de l’histoire diagénétique. La méthode géochronologique in situ permet de dater de très petits ciments, ici d’une taille inférieure à 200 micromètres. Les âges obtenus sur les ciments en dents de chien, (âge à 163.5±6.0 Ma, soit ± 3.7% à 2σ) et les ciments microstalactitiques (âge à 164.0±9 Ma, ± 5.5% à 2σ) sont très cohérents avec les âges supposés de la sédimentation. D’autres âges obtenus montrent que la 1ère cimentation du sédiment peut se réaliser jusqu’à 20 Ma après le dépôt. Outre la datation de la diagenèse, la bonne cohérence entre l’âge des dépôts et les âges obtenus sur certains ciments suggère que la géochronologie in situ U-Pb sur calcite serait une méthode prometteuse pour dater les limites des séquences stratigraphiques et affiner, dans le futur, l’échelle des temps géologiques du Jurassique.

      Photo prise au microscope après coloration à l’alizarine et ferricyanure de potassium d’une discontinuité de type hardground montrant une coquille de gastéropode tronquée (carrière des Aucrais, Urville, Calvados). © Simon Andrieu
      A. Vue au microscope à cathodoluminesceence, la cimentation calcitique remplissant un vide dans un hardground du Jurassique (carrière de Ségrie, Pays de la Loire). B. Graphique isochrone U-Pb pour calculer l’âge du ciment, ici 20Ma plus vieux que le dépôt

      Site web INSU-CNRS

      https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/datation-de-la-diagenese-des-carbonates


      Contribution de la photogrammétrie par drone à la modélisation 3D des hétérogénéités des réservoirs carbonatés

      28 novembre 2020 /

      Une acquisition par drone équipé d’un appareil photo haute résolution (12 Mpix) géoréférencée, associée avec les techniques de photogrammétrie, a permis de réaliser une modélisation 3D virtuelle d’un affleurement de roches calcaires avec une précision centimétrique. Celui-ci est ainsi rapidement « transportable » au laboratoire et permet de localiser les échantillons prélevés, la levée de logs supplémentaires, une cartographique complète et la corrélation des faciès observés sur le terrain. Des données complémentaires peuvent être extraites telles que des mesures de fractures ou de pendages (exemple ici). À titre d’exemple, les calcaires du Bathonien de la carrière de Massangis (Bourgogne) ont été investigués avec cette technique. La carrière couvre une superficie de 0,4 km2 et a longtemps été considérée comme un analogue à l’affleurement du réservoir géothermique de l’Oolithe Blanche, réservoir situé à environ 1500 m de profondeur en région parisienne.

      Dans le cas de cette étude, le modèle de la carrière de Massangis représente un bon analogue pour représenter un réservoir microporeux et/ou dominé par une porosité secondaire associée à la dédolomitisation. Les espaces poreux rhomboédriques de type moldique associés à la dédolomitisation sont bien exprimés au sein de très grandes dunes sous-marines de 15 à 20 m de hauteur. La photogrammétrie par drone combinée à l’utilisation du Géomodeleur Petrel® est utilisée pour créer un modèle géologique qui reproduit fidèlement l’architecture des faciès observés dans la carrière. La photogrammétrie par drone peut être combinée avec des travaux de terrain pour décrire et localiser les faciès et ainsi contraindre la distribution spatiale des propriétés pétrophysiques. Elle permet également de contraindre les formes des corps réservoir dans une grille fine (XYZ = 1 m x 1 m x 0.5 m) pour des modèles géologiques statiques plus réalistes. Cette méthodologie rapide va aider à fournir des modèles pétrophysiques 3D, de l’échelle micrométrique (pore) à kilométrique, à partir d’analogue d’affleurement pour les réservoirs géothermiques.

      News INSU-CNRS https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/contribution-de-la-photogrammetrie-par-drone-la-modelisation-3d-des-heterogeneites-des

      En savoir plus

      Contribution of drone photogrammetry to 3D outcrop modeling of facies, porosity, and permeability heterogeneities in carbonate reservoirs (Paris Basin, Middle Jurassic) – Marine Petroleum Geology, 104772

      Thomas, H., Brigaud, B., Blaise, T., Saint-Bezar, B., Zordan, E., Zeyen, H., Andrieu, S., Vincent, B., Chirol, H., Portier, E., Mouche, E.

      https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2020.104772

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