Champs scientifiques

L’ISTO couvre un spectre thématique étendu couvrant des échelles d’espace (de la chaîne de montagne aux interfaces nanométriques), de temps (minute au million d’années), de gammes P-T (-2 à +40 kbars ; -40°C à 2000°C) particulièrement larges. Les thèmes d’étude privilégiés concernent la biogéochimie de la zone critique et du continuum eau-sol-plante-atmosphère, le transport-réactif en milieux poreux saturés et non-saturés, les couplages chimio-mécaniques, la métallogénie et les processus d’enrichissement, la thermodynamique et la physique des liquides silicatés et des processus de dégazage, la rhéologie de la croûte et la localisation de la déformation à l’échelle géodynamique.

Cinq groupes de recherche, dénommé Grand Programme (GP) structurent nos champs scientifiques : Magma, Géodynamique, Métallogénie, Milieux poreux, Biogéosystèmes. Les trois premiers sont dans l’orbite de la section 18, tandis que le cinquième dépend de la section 30 ; Milieux poreux offre des thèmes partagés entre les deux sections, 18 et 30. Métallogénie, Poreux et Biogéosystèmes sont au cœur de la stratégie de collaboration avec le BRGM, et les deux derniers sont fortement adossés aux priorités scientifiques de la région Centre.

Sur tous ces sujets, l’ISTO développe des observations et mesures in situ, au laboratoire ou sur le terrain. Au laboratoire, le caractère in situ signifie de reproduire des conditions T-P-X du milieu naturel sur des échantillons contraints (géométrie, composition, etc.), et/ou d’acquérir des mesures très localisées, de composition typiquement, pour remonter à des processus et mécanismes physiques ou chimiques. Sur le terrain, le caractère in situ se traduit par des mesures à haute résolution et haut débit, associées à des techniques de spatialisation avancée, pour promouvoir une meilleure représentativité des données servant de base aux modèles conceptuels. Le caractère instrumental ne cesse de se renforcer au fil des investissements majeurs (Labex VOLTAIRE, Equipex PLANEX, projet CPER-FEDER PIVOTS : métrologie, capteurs ; PLAT’INN : écotechnologies ; MIMAROC : thermomécanique des roches ; PROMESTOCK ; RADIOCENTRE).

L’unité scientifique est assurée par les convergences permises par les méthodologies expérimentales mais aussi avec la modélisation numérique, mécaniste-diagnostique et géostatistique-prédictive. Des activités conjointes de modélisation et de simulation multi-échelle/multi-physique devraient combler l'écart entre les différentes échelles spatiales et temporelles et aussi coupler les différentes classes de mécanismes impliquées dans les phénomènes étudiés. Cette composante est déterminante pour développer des applications et des services tout particulièrement en ingénierie de l’environnement et plusieurs partenaires publics régionaux (BRGM, IRSTEA, INRA) ou privés (ANTEA) y contribuent.

Cette identité basée sur l’expérimentation, de laboratoire et de terrain, en géologie profonde et de surface, est le socle de l’unité.