Thèse (H/F) - Caractérisation des systèmes producteurs d'hydrogène naturel par la sismologie et la modé

Sujet de thèse :
Ce projet vise à comprendre les systèmes d'hydrogène contrôlés par la déformation, en intégrant observations sismiques et modélisation physique THMC sur trois sites complémentaires : le Comminges (cible principale), l’Oman et la Nouvelle-Calédonie. L’hypothèse centrale est que la sismicité constitue un proxy observable des processus couplés reliant déformation, évolution de la perméabilité, circulation de fluides et génération d’hydrogène. La stratégie consiste à extraire des observables sismiques quantitatifs et à tester leur cohérence avec des modèles physiques concurrents.

Comminges (Occitanie) – cible applicative principale
Le prospect du Comminges constitue un laboratoire naturel unique, avec une forte pertinence industrielle. Un jeu de données étendu a été acquis au cours des trois dernières années, incluant données de sismique réflexion, forages, mesures de gaz dans les sols et expériences de sismique passive à grande échelle (HOREX® et Full-HOREX®). Ces déploiements, impliquant plus de 2 000 capteurs nodaux, offrent une imagerie haute résolution du sous-sol sur une zone de 80 × 80 km jusqu'à ~20 km de profondeur. Les résultats préliminaires révèlent un système complexe avec un corps à fortes vitesses sismiques interprété comme une zone potentielle de génération d'hydrogène (la « cuisine à hydrogène »), associé à des processus d’interaction fluide-roche, la serpentinisation, et de la sismicité. Toutefois, les mécanismes contrôlant la production de la sismicité et la migration de l'hydrogène restent incertains. La thèse de doctorat extraira des observables sismologiques diagnostiques, notamment : la distribution spatiale et la migration de la sismicité, les statistiques magnitude-fréquence et le groupement temporel, les propriétés de source (chute de contrainte, durée, mise à l'échelle moment-durée) et les anomalies de vitesse (Vp, Vp/Vs). Ces observations seront comparées quantitativement aux prédictions des modèles pour tester si le système est dominé par les interactions géométriques des failles, les propriétés rhéologiques de la zone de faille, ou les processus pilotés par les fluides et les réactions chimiques. L'objectif final est de réduire l'incertitude sur la présence, la géométrie et la dynamique des zones de génération d'hydrogène, et d'évaluer la valeur prédictive des observations sismiques pour l'exploration.

L’Oman - un système analogue contrôlé
L'ophiolite de Samail constitue un système simplifié et bien contraint où des roches mantelliques affleurent en surface et interagissent avec des fluides météoriques, permettant l'observation directe de la serpentinisation active et de la génération d'hydrogène. Une expérience de sismique active-passive conjointe, incluant une injection d'eau contrôlée en puits, permet de surveiller la réponse du système à une perturbation connue. Cela offre une opportunité unique d'établir des relations causales entre variations de
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