L’ISTO est un institut de recherche couvrant un spectre thématique étendu avec 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 structurent nos champs scientifiques : Magma, Géodynamique, Métallogénie et géo-énergies, Milieux poreux, Biogéosystèmes continentaux. 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.

Fiche de présentation de l’ISTO

L'ISTO en quelques chiffres

10 M € d’équipements :

  • une plate-forme nationale HP-HT (autoclaves transparents avec spectrométries optiques et imagerie /diffractométrie X) et déformation (presse de Griggs, presse Paterson)
  • la plus grande plate-forme européenne en analyses des gaz rares (Ar-Ar, K-Ar, isotopie)
  • un centre de référence en analyse organique multi-échantillons
  • une plate-forme micro-/nano-fluidique couplée en spectrométries et microscopie optiques

100 projets sur 2016-2021 :

48 projets CNRS, 25 Région Centre, 12 ANR, 5 projets Europe, 4 FEDER, 2 CPER, 2 projets industriels, 2 ERC

6 investissements d’avenir :

1 Labex, 2 Equipex, 1 Equipex+, 1 IDEFI, 1 GIS

32 ingénieurs, techniciens, administratifs
50 doctorants et post-doctorants
46 chercheurs et enseignants-chercheurs
10 thèses /an sur 2016-2021
108 articles /an sur 2016-2021
22 années d'expérience

L'équipe de direction

Caroline MARTEL

Directrice : Caroline Martel

Bâtiment universitaire, bureau R001

02 38 25 52 52

DR CNRS

Directeur-adjoint : Mohamed Azaroual

Bâtiment universitaire, bureau R005

02 38 64 32 54

Ch. BRGM

RA : Marie-France Rouillier

Bâtiment universitaire, bureau R002

02 38 49 25 34

IE CNRS

Histoire

L’institut des Sciences de la Terre d’Orléans est une unité mixte de recherche (UMR), avec trois tutelles à ce jour : l’Université d’Orléans (UO), le CNRS et le BRGM. L’ISTO est rattaché à l’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre (OSUC), structure fédérative regroupant 3 unités de recherches.

© Didier Depoorter
© Didier Depoorter

L’ISTO est né en janvier 2000 du regroupement d’une unité propre du campus CNRS (UPR 4201, Centre de Recherche sur la Synthèse et la Chimie des Minéraux), centrée sur la pétrologie expérimentale, et deux UMR localisées sur le campus Universitaire travaillant, l’une sur la géodynamique (UMR 6530, Géotectonique, Géophysique et Métallogénie), l’autre sur la matière organique (UMR 6531, Sédimentation et Diagenèse de la Matière Organique). Laboratoire mixte entre l’UO et le CNRS (UMR 6113), trans-disciplinaire, l’ISTO associe depuis l’origine des objets et approches de Terre Interne et Terre Externe.

Lors du quadriennal 2008-2011, une équipe tourangelle de géologie de surface (GéHAC, aujourd’hui GéHCO) a rejoint la structure, qui combinait alors les tutelles de deux Universités et du CNRS. En 2008, le département du Loiret et la région Centre ont achevé la construction d’un bâtiment universitaire (2225 m²) jouxtant le bâtiment historique CNRS (1808 m²). Cette opération immobilière a permis la réunion, très structurante, des personnels orléanais et des étudiants géologues, sur le même site. L’unité de lieu est un levier discret mais puissant du continuum formation-recherche, à la base de l’enseignement universitaire.

Au contrat suivant (2012-2017), les efforts ont porté sur cette logique de proximité, avec le départ de l’équipe de Tours et l’arrivée du BRGM en tutelle secondaire (UMR 7327). L’année 2012 a vu également la création de l’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre (OSUC), associant l’ISTO avec le LPC2E (UMR 7328, UO-CNRS) et la Station Radioastronomique de Nançay (UMS Observatoire de Paris-CNRS-UO). L’OSUC a rang de composante de plein exercice de l’UO, et a donc la responsabilité des enseignements (Licence-Master) de Sciences de la Terre, où enseignent la grande majorité des enseignants-chercheurs et chercheurs de l’ISTO.

D’excellentes synergies se sont nouées au cours de ces années, qui ont permis à l’ISTO de piloter deux projets majeurs aux Investissements d’Avenir : le LabEx VOLTAIRE (2011-2019), portant sur le transfert et la réactivité des fluides et volatils depuis la croûte profonde jusqu’à l’atmosphère, et l’EquipEx PLANEX (2012-2019), plate-forme de spectroscopie in situ en pression et température. L’institut a également participé au montage à succès du projet d’IEED, devenu depuis un GIS, GEODENERGIES (2015-2020), piloté par le BRGM, sur l’utilisation du sous-sol pour la transition énergétique, et de l’IDEFI EDIFICE (2012-2019), piloté par l’UO, pour financer des approches pédagogiques innovantes sur le continuum lycée-université. Le PIA3 a vu l’ISTO participer au projet Equipex+ IMAGINE2, lauréat en 2021 (2021-2029). L’ISTO a également activement participé au montage du programme PIVOTS, piloté par le BRGM, qui a été financé par la Région Centre dans le cadre de son Ambition Recherche Développement 2020. Ce projet (2015-2021) est dévolu au monitoring environnemental et l’ISTO y arme deux plateformes particulières, l’une qui traite de la zone non saturée profonde (O-ZNS) et l’autre sur l’interface sol-atmosphère (PESAt). Il se poursuit avec le projet JUNON (2021-2025).

Aujourd’hui, la stratégie scientifique commune entre les trois tutelles de l’Institut ne cesse de se renforcer et conduit l’ISTO vers un nouveau contrat d’objectifs dans la même configuration.

© Emma Raffard
© Emma Raffard