Habilitation à diriger des recherches

Laura Blanco Martin, enseignante-chercheuse au Centre de Géosciences vous invite à sa soutenance

Le 30 May 2023

Laura Blanco Martin soutiendra son habilitation à diriger des recherches (HDR), intitulée "Experimental, numerical and theoretical studies of rock salt as a host rock",
devant un jury est composé de :

    M. Philippe COSENZA, Université de Poitiers (Rapporteur)
    M. Uwe DUSTERLOH, TU Clausthal (Rapporteur)
    Mme. Muriel GASC, CEREMA (Rapporteuse)
    M. Roger GUERIN, Sorbonne Université (Examinateur)
    M. Ahmed ROUABHI, Mines Paris (Examinateur)

Vous trouverez un résumé, en français, en pièce jointe

Lieu : Bibliothèque – Mines Paris – PSL, 60 boulevard Saint-Michel – Paris (14 h)

Soutenance de thèse de Luc RONGIERAS

Estimer les valeurs assurées: une méthode basée sur la géostatistique et modélisation locale

Le 9 May 2023

Résumé de la thèse en français

Le métier d'assureur et de réassureur, consistant à couvrir les risques nécessite une analyse précautionneuse et détaillée de l' exposition face à ces risques. Cette thèse financée par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) a pour objectif de développer une méthode permettant de calculer les valeurs assurées pour un bien résidentiel, à savoir le coût de remplacement à l'identique de ce bien en cas de destruction totale. Pour atteindre cet objectif, on s'est appuyé sur la base de données interne regroupant les informations transmises par les compagnies d'assurances cédantes. Cette information au regard des biens assurés est hétérogène car les valeurs transmises par chaque assureur sont calculées en utilisant une méthode qui lui est propre, sans consensus national sur une définition quantitative. La base offre néanmoins une couverture globale du territoire car CCR est le réassureur de l'état contre les catastrophes naturelles. Par ailleurs, la valeur assurée se décompose comme la somme de la valeur du bâti, ou coût de reconstruction identique des parties non mobiles du bien, et de la valeur du contenu, ou coût de remplacement identique des biens mobiles à l'intérieur du bâtiment. Quant à la valeur du bâtiment, elle se factorise comme le produit de la surface et du coût de reconstruction par unité de surface. Pour tous les contrats, la localisation est systématiquement renseignée et une dépendance spatiale est observée, motivant une approche géostatistique et l'utilisation de techniques de Krigeage. Basée sur une analyse exploratoire de données menée sur trois départements représentatifs de la variabilité des territoires (Creuse, Oise et Rhône), l'hypothèse de stationnarité locale et l'ajout du nombre de pièces comme variable externe ont été retenus pour la mise en œuvre des méthodes de Krigeage. De plus, la prise en compte du référencement de plusieurs foyers au même point (par exemple dans le cas des appartements) a nécessité l'utilisation du Krigeage à support mixte et le développement du Krigeage de Monte-Carlo. Ces méthodes ont été évaluées par validation croisée qui montre que l'approche géostatistique ne permet qu'une faible amélioration de l'estimation par rapport aux méthodes plus simples ne prenant pas en compte les corrélations spatiales. Il apparaît que la localisation n'est pas un facteur suffisamment discriminant par rapport aux caractéristiques des foyers résidentiels. Aussi les méthodes de géostatistique se heurtent à une limite de précision assez rapidement. En utilisant ces résultats, nous proposons un algorithme permettant une reconstruction des valeurs assurées sur l'ensemble du territoire. Cependant, si l'approche spatiale locale améliore la précision d'estimation des valeurs assurées, la variabilité intrinsèque des caractéristiques reste trop importante, même dans les zones très informées, pour espérer des améliorations notables.

Résumé de la thèse en anglais

The business of insurer and reinsurer, consisting in covering risks, requires a careful and detailed analysis of exposure to these risks. This thesis funded by the Caisse Centrale de Réassurance (CCR) aims to develop a method to calculate the insured values for a residential property, namely the cost of replacing the property in the event of total destruction. To achieve this objective, we relied on the internal database containing the information provided by the ceding insurance companies. This information with regard to the goods insured is heterogeneous because the values transmitted by each insurer are calculated using its own method, without national consensus on a quantitative definition. The base nevertheless offers global coverage of the territory because CCR is the state reinsurer against natural disasters. In addition, the insured value breaks down as the sum of the value of the building, or identical reconstruction cost of the non-moving parts of the property, and the value of the contents, or identical replacement cost of the movable assets inside the building. . As for the value of the building, it is factored as the product of the surface and the cost of reconstruction per unit of surface. For all contracts, the location is systematically entered and a spatial dependence is observed, motivating a geostatistical approach and the use of Kriging techniques. Based on an exploratory analysis of data carried out on three departments representative of the variability of the territories (Creuse, Oise and Rhône), the hypothesis of local stationarity and the addition of the number of rooms as an external variable were retained for the implementation. kriging methods. In addition, taking into account the referencing of several households at the same point (for example in the case of apartments) required the use of Mixed Support Kriging and the development of Monte Carlo Kriging. These methods were evaluated by cross-validation which shows that the geostatistical approach allows only a small improvement in the estimate compared to simpler methods that do not take into account spatial correlations. It appears that location is not a sufficiently discriminating factor in relation to the characteristics of residential households. Also geostatistical methods come up against a limit of precision quite quickly. Using these results, we propose an algorithm allowing a reconstruction of the insured values on the whole territory. However, if the local spatial approach improves the accuracy of estimation of the insured values, the intrinsic variability of the characteristics remains too high, even in very well-informed areas, to hope for significant improvements

Soutenance de thèse de Julie POUYA

Etude du comportement chemo-mécanique des pâtes de ciment soumises à des réactions sulfatiques externes modérées avec et sans pré-fissuration.

Le 3 February 2023

Résumé de la thèse en français

La dégradation des matériaux cimentaires par les sulfates demeure un enjeu majeur, notamment dans le cadre du stockage profond des déchets radioactifs. Cette thèse se focalise sur la compréhension et la modélisation des processus chemo-mécaniques (précipitation minérale, décalcification, fissuration, expansion) intervenant lors d'une réaction sulfatique externe (RSE) modérée. Des essais d'attaque sulfatique (Na2SO4, 30 mmol/L) ont été réalisés sur des pâtes de ciment CEM I (E/C 0,5) riches et pauvres en C3A, dont certaines pré-fissurées, en système confiné ou ouvert. La caractérisation expérimentale multi-technique (DRX, MEB-EDS, microtomographie, microindentation, autoradiographie) de ces échantillons révèlent systématiquement leur décalcification et la formation de gypse et d'ettringite. L'apparition de fissures dans la zone de formation de gypse et de dissolution de la portlandite dans le cas de pâtes riches mais également pauvres en C3A suggère une participation active de la précipitation de gypse dans le mécanisme d'expansion. La modélisation du transport réactif avec HYTEC complète la discussion sur la compétition entre l'hydrolyse, la précipitation du gypse et de l'ettringite. L'évolution des propriétés mécaniques, notamment la diminution du module de Young dans la zone dégradée, sont ensuite estimées par un schéma d'homogénéisation. Enfin, la modélisation chemo-mécanique avec XPER montre l'accélération de la dégradation chimique et mécanique causée par la pré-fissure.

Résumé de la thèse en anglais

Durability of concrete exposed to an external sulfate attack (ESA) remains a great concern for long-time reliability of nuclear waste containment. The aim of this thesis is to understand and model the chemo-mechanical processes involved during a moderate external sulfate attack. Sound and pre-cracked, rich and poor C3A CEM I cement pastes (W/C 0,5) were immersed in a 30 mmol/L Na2SO4 solution in confined and open conditions. A multi-technical characterization (XRD, SEM-EDS, microtomography, microindentation, autoradiography) showed that cement paste decalcification occurred systematically, as well as the formation of ettringite and gypsum. Cracking occurred for both C3A-rich and poor pastes in the zone of gypsum formation and portlandite dissolution, suggesting that gypsum has a key effect on the expansion. Reactive transport modeling using HYTEC supported the discussion on the competition between hydrolysis, gypsum and ettringite precipitation. The evolution of mechanical properties, e.g the decrease of the Young's modulus in the degraded zone, was then estimated by a homogenization scheme. Finally, the modeling of experimental results of pre-cracked degraded samples performed with XPER showed the acceleration of chemical and mechanical degradation caused by pre-cracking.

Soutenance de thèse de Loïc MARLOT

Quelle variabilité climatique à venir ? Enseignement des archives sédimentaires de l'Eocène moyen du Bassin de Paris

Le 31 March 2023

Résumé de la thèse en français

Les émissions anthropogéniques modernes de gaz à effet de serre ont conduit à une augmentation rapide et sans précédent des températures. Même s'il n'existe pas d'analogue climatique passé strictement identique au changement climatique en cours, les nombreuses variations climatiques que la Terre a connu au cours de son histoire peuvent nous fournir des informations essentielles concernant la compréhension des changements climatiques à venir. L'Optimum Climatique de l'Eocène Moyen (MECO), qui a eu lieu pendant le Bartonien, entre 40,5 et 40 Ma, est le dernier événement hyperthermique du Paléogène connu. Il est caractérisé par une augmentation de 4 à 6 °C des eaux de fond et de surface océaniques en lien avec une augmentation de la pCO2 atmosphérique, ce qui en fait un très bon analogue du réchauffement climatique actuel parmi les hyperthermaux du Cénozoïque. Les caractéristiques du MECO sont bien connues en domaine océanique, cependant, certains aspects de son histoire climatique tels que les variations saisonnières de températures ou les variations des flux sédimentaires à la transition continent – océan restent encore peu documentées. Cette thèse a donc eu pour objectif d'identifier et de caractériser la manifestation climatique du MECO en domaine littoral afin de (1) documenter l'évolution des températures moyennes et du gradient saisonnier de température dans cet environnement, et (2) déterminer la réponse sédimentaire qui lui est associée. Pour cela, nous nous sommes intéressés au Bassin de Paris, qui est un bassin intracratonique, dont le remplissage sédimentaire est bien connu à l'Éocène moyen. De plus, le contenu paléontologique du Bassin de Paris est extrêmement diversifié et très bien préservé, notamment concernant les mollusques, qui constituent un support fiable de l'information paléoclimatique. Nous avons ici adopté une démarche multi-outils, couplant à la fois une approche terrain et laboratoire. Dans un premier temps, nous avons mené une étude sédimentologique et analysé le contenu paléontologique sur 8 affleurements du nord du Bassin de Paris. Dans un second temps, des observations sclérochronologiques et des analyses géochimiques (18O, 13C, ∆47) ont été effectuées sur des mollusques marins et des foraminifères benthiques afin de reconstruire les variations des paléotempératures au cours du Lutétien et du Bartonien. L'évolution des différents faciès sédimentaire au cours de l'Éocène moyen indique le passage progressif depuis un environnement de plateforme carbonaté ouverte au Lutétien à un environnement estuarien, silicoclastiquese fermant progressivement pendant le Bartonien. Au sein de cette grande tendance progradante, trois cycles sédimentaires de 4ème ordre ont été observés Le maximum de température observé se situe dans cette phase progradante du premier cycle sédimentaire ; ce niveau est associé au pic de réchauffement du MECO identifié en domaine océanique à 40,2 Ma. Ce marqueur climatique nous a permis d'effectuer des corrélations à l'échelle du bassin et de préciser le cadre stratigraphique des dépôts bartoniens du Bassin de Paris par une approche chimiostratigraphique. Du point de vue climatique, ces analyses géochimiques ont montré que le MECO est caractérisé en domaine littoral par une augmentation des températures moyennes d'environ 6 °C. Le gradient saisonnier de température est quant à lui passé de 10-12 °C avant le réchauffement, à près de 18 °C pendant le pic de température. Du point de vue sédimentologique, le MECO est potentiellement associé à une augmentation des flux sédimentaire, en lien avec une augmentation des précipitations causées par le réchauffement climatique, venant contrebalancer l'augmentation du niveau marin global. Cette étude a donc confirmé que le MECO est bien enregistré dans la partie inférieure du Bartonien du Bassin de Paris et qu'il a un impact à la fois sur les températures et sur la sédimentation en milieu littoral en domaine intracratonique.

Résumé de la thèse en anglais

The increasing modern anthropogenic greenhouse gases emissions led to a fast and unprecedented global warming. Even if none of the past climatic events can be considered as a strict analogue for present day global warming, their analyses can provide key insights to understand the forecoming climate change. The Middle Eocene Climatic Optimum (MECO), one of the last hyperthermal event of the Paleogene, is a transient global warming that occurred between 40.5 and 40 Ma during the early Bartonian. The MECO is characterized by a CO2 driven bottom and surface oceanic water warming of 4 – 6°C, making it a good analogue to present day global warming. This event has been well studied in the oceanic domain. However, several climatic parameters such as seasonal temperature and sedimentary flux variations in coastal and continental environments are still poorly documented. The aims of this thesis is to identify the MECO in coastal domain in order to characterise: (1) its impact on mean and seasonal temperature variations and (2) its associated sedimentary flux. We focused our study on the intracratonic Paris Basin due to its stable and continuous sediment infilling during middle Eocene as well as its rich and well-preserved paleontological content. Among this, molluscs are the most represented fossils and constitute trustworthy paleoclimate signal bearers. We chose a multi-proxy approach by coupling field and lab studies. We started with sedimentological and paleontological study of 8 sites in the northern part of the Paris Basin. Then we proceeded sclerochronological and geochemical (δ18O, δ13C, ∆47) analysis of the marine molluscs and benthic foraminifera to reconstruct Lutetian and Bartonian paleotemperature variations. The different sedimentary facies observed show the gradual transition from an open marine Lutetian environment to a progressively filled estuary during Bartonian. Within this prograding tendency, three 4th order sedimentary cycles were observed in the Bartonian deposits of the Paris Basin. The highest temperatures have been measured in the first regressive sedimentary cycle and have been associated to the peak of the MECO at 40.2 Ma. We used this strong climatic signal to correlate Bartonian deposits inside the Paris Basin using a coupled sequence stratigraphy and chimiostratigraphic approach. Those isotopic analysis revealed that the MECO in the coastal environment of the Paris Basin is characterised by a 6 °C mean temperature rise. The seasonal temperature range went from 10-12°C before the event to nearly 18°C during the maximum warming. Sedimentological observations suggest that the MECO warming could be associated with enhanced sedimentary flux, triggered by increasing rainfalls, that could have countered the global sea-level rise. Finally, this study confirms that the MECO has been recorded in the Paris Basin lower Bartonian. This event impacted both temperatures and sedimentation in coastal environment.