Doctorant en sismologie et datation par luminescence (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

Mots-clés :
Datation par luminescence (OSL) de sédiments et de roches, paléosismologie, mégalithes, modélisation chronologique bayésienne, archéo-sismicité, régions continentales stables (SCR), Massif Armoricain.
Contexte et description du sujet de thèse
Les régions continentales stables (SCR) sont caractérisées par une sismicité faible à modérée (Ml inf. à 3) mais ponctuée d’événements forts (ex. : séismes de Le Teil en 2019 ou de La Laigne en 2023, Ml sup. à 5). Ces événements, souvent associés à la réactivation de failles héritées, laissent des traces dans les structures géologiques et archéologiques, parfois difficiles à identifier et dater avec précision. Le projet ANR FaSiRé, porté par C. Perrin (Laboratoire de Planétologie et Géosciences, CNAP/Univ. Nantes) vise à combler ce manque en combinant des approches géomorphologiques, paléosismologiques et archéologiques centrées sur le massif armoricain, afin de renseigner son histoire sismique quaternaire. Pour ce faire, plusieurs objets seront étudiés dans le cadre du projet FaSiRé: la déformation des sédiments au voisinage des failles et séismes connus (e.g., Ritz et al., 2021), les mégalithes (menhirs, stèles, tumulus) effondrés possiblement dû aux mouvements du sols suite à un séisme (e.g., Boujot & Cassen 2000), et les roches naturelles en équilibre précaire (ou « PBR ») n’ayant pas chu lors des secousses sismiques passées (e.g. McPhilips & Pratt, 2024). Chaque analyse apportera des éléments importants quant à l’estimation des magnitudes minimums et maximum des séismes régionaux passés.
Un des enjeux importants du projet FaSiRé est d’arriver à déterminer l’âge des déformations régionales, en prenant en compte la possible évolution du paysage au cours du temps par des processus d’érosion. Une caractérisation robuste repose notamment sur la nécessité d’avoir un nombre de mesures importantes sur plusieurs sites étudiés. L’objectif de cette thèse est donc :
- De réaliser un inventaire systématique des PBRs basé à la fois sur les bases de données existantes, mais aussi sur l’analyse de données topographiques LiDAR HD (IGN) et satellitaires. Cette première étape permettra de cibler des régions d’études où notamment la densité des PBRs est importante.
- Réaliser des datations par luminescence (OSL) de surface de roches des PBRs et de leur substrat pour contraindre l’âge maximum des objets n’ayant pas subi de secousses sismiques critiques. Ces résultats aideront à mieux contraindre 1) l’aléa sismique régional, 2) les vitesses d’altération des PBRs et l’évolution de leur géométrie, et 3) l’évolution de l’aspect des mégalithes anthropiques depuis le néolithique. Les âges obtenus seront également comparés avec les datations existantes des taux d’érosion régionaux.
- De participer à des sondages archéologiques et paléosismologiques pour dater les sédiments et/ou les surfaces de roches par luminescence (OSL) affectés par de la déformation (failles) ou recouvert par des mégalithes effondrés.
L’ensemble des données seront mobilisées pour bâtir des modèles chronologiques afin de tester, entre autres choses, l’hypothèse de contemporanéité entre les séismes et les effondrements. Plus généralement, l’objectif sera de mieux comprendre la sismicité de la région Bretagne au cours des derniers millénaires.
La ou le doctorant(e) recruté(e) développera principalement des compétences de datation par OSL, mais aussi des compétences en traitement de la donnée topographique (e.g., LiDAR), avec des applications aux interfaces entre sciences de la Terre et archéologie. Les compétences recherchées pour cette thèse sont notamment un master en Sciences de la Terre, en Physique ou en Archéologie, avec une appétence pour la géochronologie, le travail en laboratoire, l’analyse SIG et la programmation.
Contexte de travail
La thèse proposée s’inscrit dans le work package 2 du projet ANR FaSiRé (Archeo-sismicité), dirigé par C. Perrin. Le travail impliquera :
- de l’analyse d’image et de la cartographie des objets étudiés ;
- des missions sur le terrain pour réaliser des observations, mesures de luminescence in situ et prélèvements ;
- des mesures de luminescence et de radioactivité naturelle en laboratoire sur le site de Géosciences Rennes (plateforme Rendal) ;
- de la modélisation chronologique au moyen de logiciels développés en langage R ;
Ce travail s’effectuera en lien étroit avec les autres étudiant.e.s en thèse du projet FaSiRé qui travailleront sur l’analyse géomorphologique et sismo-tectonique, ainsi que la modélisation numérique des conditions de chutes des mégalithes et des PBRs. De nombreuses collaborations et discussions se feront avec l’équipe pluri-disciplinaire du projet (physiciens, sismologues et archéologues).
Encadrement et contact
Guillaume Guérin (Géosciences Rennes) : guillaume.guerin@univ-rennes.fr
Philippe Steer (Géosciences Rennes) : philippe.steer@univ-rennes.fr
Clément Perrin (Laboratoire de Planétologie et Géosciences, Nantes) : clement.perrin@univ-nantes.fr
References
Boujot, C., & Cassen, S. (2000). Tertres et pierres dressées. Eléments d’architecture, Association des Publications Chauvinoises, Chauvigny, 181-206.
McPhillips, D., & Pratt, T. L. (2024). Precariously balanced rocks in northern New York and Vermont, USA: ground‐motion constraints and implications for fault sources. Bulletin of the Seismological Society of America, 114(6), 3171-3182. doi.org/10.1785/0120240069
Ritz, J. F., Baize, S., Audin, L., Authemayou, C., Graveleau, F., Kaub, C., ... & Van der Woerd, J. (2021). New perspectives in studying active faults in metropolitan France : the “Active faults France”(FACT/ATS) research axis from the Resif-Epos consortium. Comptes Rendus. Géoscience, 353(S1), 381-412. doi: 10.5802/crgeos.98

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