La campagne de forages scientifiques, c’est quoi et pourquoi….

Une vingtaine de forages vont être réalisés jusqu’à une profondeur de 150 mètres dans 8 des 12 sites de la Réserve Naturelle Nationale de l’Astroblème de Rochechouart-Chassenon. Cette campagne de forages scientifiques est le moyen pour la Réserve de récolter une quantité et une qualité d’informations sans précédent sur le patrimoine qu’elle gère. Ce sont les meilleurs experts du monde entier qui par le biais du CIRIR vont lui apporter une expertise sans précédent à cout zéro pour le contribuable (sinon la réalisation des forages). Pour les scientifiques qui se sont engagés avec le CIRIR dans cette entreprise, c’est une opportunité unique de pouvoir étudier des échantillons de qualité exceptionnelle pour leurs recherches, dans un impact qui est encore mal connu comparativement aux autres impacts terrestres. En effet Rochechouart n’a jamais fait l’objet de forages scientifiques. Si comme on l’a vu le premier des forages scientifiques réalisés par les allemands dans le cratère d’impact du Ries en Bavière, le plus proche voisin de celui de Rochechouart, remonte à plus de 40 ans, de tels forages restent rares. Le monde connait en moyenne une ou deux campagnes de forages scientifiques dans un cratère d’impact terrestre tous les 10 ans. La présente décennie va en compter deux, le premier à Chicxulub au Mexique, campagne réalisée en 2016 avec un budget d’environ 10 M€, le second à Rochechouart cette année, avec un budget considérablement inférieur, et cependant des objectifs et des retombées scientifiques du même ordre. Ce programme est financé à 42 % de l’Etat, 38 % de l’Europe et 20% des collectivités locales (la POL, Communauté de Communes Porte Océane du Limousin- 19%, le Conseil départemental de la Charente- 1%).

Que vont trouver les scientifiques grâce à ces forages ???

Les forages vont éclairer des questions spécifiques à l’impact de Rochechouart. Elles vont permettre de préciser la forme et la taille initiale du cratère. On sait qu’elle est supérieure à 20 km de diamètre mais les estimations actuelles sont vagues et sujet à controverse (entre 30 et 50 km). Idem pour ce qui est de la nature de l’impacteur dont on sait, depuis les travaux de Lambert dans le milieu des années 70, qu’il est présent et disséminé dans toutes les roches qui forment le dépôt dans le cratère. L’âge du cratère aussi va être affiné. La cinétique de refroidissement va être précisée, de même que les effets de l’eau, notamment ceux dus à la mer de l’époque située très près de l’impact. Au-delà de ces aspects spécifiques à Rochechouart, les forages vont permettre de renseigner des processus beaucoup plus généraux, communs à tous les impacts sur toutes les planètes. Ce sont les mêmes objectifs scientifiques que ceux de la campagne de forages 2016 à Chicxulub [6] et les résultats vont pouvoir être comparés.  Cela inclut la mécanique de formation des grands cratères d’impact, la caractérisation des processus hydrothermaux induits par les impacts et l’évaluation des effets possibles des grands impacts sur l’habitabilité des planètes et sur l’émergence de la Vie. Bien que différents en taille (facteur 3 à 4 de différence en diamètre), les impacts de Chicxulub et Rochechouart ont tous deux installé une vaste cellule hydrothermale dans et sous les dépôts, et les signatures géochimiques des projectiles respectifs sont exprimées dans les dépôts dans les deux structures [7-8]. De plus, les résultats des études des forages à Rochechouart doivent pouvoir nous aider à comprendre les conditions et les mécanismes de mise en place des dépôts dans les grands cratères y compris l’abondance des fractions non fondues [3] qui sont très largement représentées dans les dépôts exposés dans le cratère de Rochechouart. Ils devraient aussi permettre d’identifier et de comprendre le comportement des éléments sidérophiles issus du projectile pendant le refroidissement et le vieillissement des dépôts d’impacts [3 et références dans 3] avec les implications que cela peut avoir pour l’étude des météorites [4]. Enfin les carottes issues des forages vont donner matière à la mise en œuvre comparée de l’ensemble des techniques de datation radiochronologiques actuelles avec le concours des meilleurs spécialistes de la discipline. L’enjeu est à la fois de mesurer un âge précis et de pouvoir résoudre les cinétiques de refroidissement, voire les cartographier. Ce faisant, cet exercice devrait aussi permettre, d’identifier et comprendre les mécanismes qui peuvent expliquer les variations éventuelles constatées entre des techniques et/ou des équipes spécialistes de la datation, avec des répercussions dans tous les domaines où ces techniques sont appliquées en géologie terrestre et extraterrestre (météorites). Pour sûr, l’évènement qui remet les pendules radiogéniques à l’heure à Rochechouart est « ponctuel » et extraordinairement plus court (quelques secondes à quelques heures), que les autres phénomènes géologiques actifs à la surface de la Terre qui sont datés par ces techniques.

research projectTableau des projets de recherche générés et coordonnés par le  CIRIR qui sont déjà (colonne de gauche et qui seront (bloc central),  réalisés par les équipes et laboratoires collaborateurs du CIRIR (tels que présentés à la 48ème Lunar and Planetary Conference – Houston-mars-2017 ). Crédits : CIRIR/Philippe Lambert.

En pratique comment cela se passe-t-il sur le terrain ???

Les forages sont réalisés par une carotteuse qui, comme Curiosity sur Mars, est un chenillard téléguidé (voir images). La machine d’une dizaine de tonnes délivre des carottes de gros diamètre (près de 10 cm) par tronçons de 1,50 m à l’aide d’un train de tubes, jusqu’à des profondeurs supérieures à 100 m dans les roches dures que sont les brèches d’impacts et le socle cristallophyllien sous le cratère (voir images).  La campagne prévoit une vingtaine de forages carottés, pour une longueur cumulée de carottes d’environ 500 m.

La campagne de forages a débuté le 5 septembre près de Chassenon. Les forages se répartissent le long de deux coupes radiales d’une dizaine de km au centre de la structure. Ils interceptent la série complète des dépôts d’impactites, traversent la limite physique du fond du cratère et se prolongent 30 à 50 m en dessous.

Planprogramme

Carte et tableau des forages. Crédits CIRIR/P. Lambert

Outre l’entreprise présente sur le site pour réaliser les forages, celui-ci reçoit déjà la visite de chercheurs et d’étudiants impliqués dans les projets de recherche portés par les collaborateurs du CIRIR. A noter qu’avec le soutien de la POL, ce dernier assure l’accueil et l’hébergement sur le site de ces chercheurs et étudiants nationaux et internationaux pendant les forages. Cette capacité d’accueil se maintiendra et se développera au-delà de la période de réalisation des forages, avec l’installation en cours des infrastructures d’hébergement, de gestion et stockage des échantillons et de laboratoire, installation financée par les collectivités territoriales, et en particulier la POL, avec le concours de l’Etat et de l’Europe.

Mise en place et réalisation des forages à l’aide d’un carottier à câble de l’entreprise Hydrogéotechnique, prestataire retenue sur appel d’offres des marchés publics en juillet 2017. Crédits : CIRIR/Philippe Lambert

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Extraction de la première carotte, 5 septembre 2017. Crédits : CIRIR/Philippe Lambert

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Premières carottes de roches d’impact extraites dans les premiers mètres de la structure d’impact de Rochechouart. Crédits : CIRIR/Philippe Lambert

 

 

References : [1] Kraut F. (1969) Geologica Bavarica 61: 428–450. [2] Schmieder et al. (2010) Meteoritics & Planetary Science 45: 1225–1242. [3] Lambert P. (2010) GSA Special Paper 465, 505–541. [4] Lambert P. et al. (2016) Meteoritics and Planetary Science, Abstract, MetSoc 2016-Berlin, #6471.pdf. [5] Osinski G. R. and Ferrière L. (2016) Science Advances 2:e1600616. [6] Gulick S. et al. (2016) International Ocean Discovery Program Expedition 364 Scientific Prospectus Chicxulub: drilling the K-Pg impact crater, 21 p. doi:10.14379/iodp.sp.364.2016. [7] Lambert P. (1982) Geological Society of America Special Paper 190: 57–68. [8] Trinquier A. et al. (2006) Earth & Planetary Science Letters 241: 780–788. [9] Lambert P. (1981) Proceedings Multi-ring Basins, LPS, Schultz P. H. and Merrill R. B. eds.: 59-78. [10] Reimold W. U. et al. (1987) Journal of Geophysical Research 92: 737–748. [11] Kelley et al. (2015) 46th LPSC, LPI Contribution No. 1832, p.1179.

 

 

Contacts

CIRIR: Philippe Lambert, directeur du CIRIR: lambertbdx@gmail.com/ 06 16 17 83 44

Sylvain Bouley :GEOPS (CNRS/Université Paris Sud) : Membre du CIRIR en charge des relations avec le CNRS : sylvain.bouley@u-psud.fr /01 69 15 61 49

Réserve : Nelly Larent, RNN, astroblème de Rochechouart-Chassenon : reservenaturelle.rochechouart@pol-cdc.fr / 05 55 03 02 70

POL: Morgane Picat, responsable Communication: mpicat@pol-cdc.fr / 05 55 02 87 37

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