Origin of fracturingin hard‐rock aquifers: what are the factors controlling the properties of the fractured layer?

Keynote invitée sur l'origine des aquifères de socleInternational audienceThe discovery,during the last 1990s, of a thick fractured layer below the saprolite in lateritic profiles developed on crystalline rocks has resulted in a redefinition of hardrock aquifers. During the first 2000s, numerous researches were conducted in different continents in order to validate thisnew concept of stratiform hardrock aquifer linked to weathering processes.Commonly, the term of " lateritic profile " is used for subtractive weathering profiles developed on metamorphic, plutonic or volcanic rocks. They are the only rocks that are able to develop a fractured layer atdepth. Figure 1–Structure of a lateritic profilepartially eroded by the present topography A lateritic profile usually shows, from top to bottom (Figure 1):-A ferraliticduricrust, 1 to 10 m thick, resulting from recrystallization of goethite (iron hydroxide) to hematite (iron oxide) due to seasonal desiccation of the top of the profile. Where preserved from later erosion and recharged by heavy rainfall this duricrust can give rise to seasonal perched aquifers, particularly in tropical humid areas.-Loose alterites (saprolite), made up of a mixing of clays, hydroxides, oxides and residual minerals (quartz). At the top of saprolite, mottled clay (meter-thick) is a transition horizon to iron crust. In granular rocks (granitoids, gabbros), the lower part of the saprolite shows a characteristic laminated texture (" laminated layer "), due to high density of tension microcracks (millimetric spacing).The saprolite is of rather low hydraulic conductivity, about 10-6 m/s in granites, lower in their laminated layer and at the top (more clayey) of the saprolite (10-7-10-8 m/s). This layer plays the capacitive role of the hard rock aquifer.-A fractured layer, characterized by a high density of cracks in the hard rock that plays the permeable role of the hard rock aquifer. The density andconnectivity o

Paléosurfaces d'altération du Massif central

International audienceAu sein du Massif central, une majeure partie du relief est caractérisée par des géomorphologies en forme de plaines et plateaux. L'altitude des plateaux est hétérogène, elle peut varier de la centaine de mètres à plus de 1000m. Ces surfaces correspondent à des surfaces d'aplanissement portant des profils d'altération. Ces surfaces d'altération font échos aux mouvement verticaux affectant la lithosphère qui peuvent être raccrochés à différentes phases tectoniques (phase orogénique, épaulement de rift…) possédant des longueurs d'ondes différentes. Certaines de ces paléosurfaces ont été scellées par des sédiments puis exhumées lors des grandes phases d'érosion, la dernière ayant débuté après le Miocène moyen, en réponse au soulèvement du Massif central tel que nous le connaissons. Néanmoins, l'âge ainsi que les déformations des paléosurfaces du Massif central font encore débats. A l'aide d'une analyse multi-méthode à la fois numérique (analyse du MNT à 25m, des pentes, des courbures…), géologique (géomorphologie, indices lithologiques, attitude des profils d'altération…) et géométrique, une carte actualisée des paléosurfaces d'une large partie du Massif central, à savoir du sud du Limousin à la Montagne Noire en passant par la Margeride et l'ouest des Cévennes est proposée. Sur cette carte, quatre surfaces d'aplanissement peuvent être décrites : (i) une surface S0, supposée infra-triasique voire plus ancienne, dont les profils d'altération sont scellés par des sédiments triasiques, (ii) une surface S1 supposée infra-liasique, et dont le profil d'altération est scellé par les sédiments liasiques, (iii) une surface S2 probablement Crétacé inférieur, scellée par le Cénomanien transgressif dans le Poitou et dans les Causses du Quercy, et le Coniacien dans les Grands Causses. Cette surface S2 est marquée par la présence de bauxite, largement karstifiée, au sommet des formations sédimentaires jurassiques des Grands Causses et par des silicifications (meulières) des sédiments jurassiques, (iv) une surface S3 rattachée à une surface d'aplanissement éocène présente principalement sur le pourtour du Massif central, reprenant parfois la surface S2 comme le montre la présence de silcrètes au sommet des profils d'altération et enfin (v) une surface S4, plus récente scellée par des coulées volcaniques du Miocène et à partir de laquelle se sont incisées les vallées actuelles. Travaux de recherche financés et réalisés dans le cadre du programme BRGM-TOTAL Source-to-Sink.

Un âge crétacé inférieur probable pour les paléoaltérations latéritiques du graben de Saint-Maixent-l'École (seuil du Poitou) d'après l'étude isotopique (Rb-Sr, d 18 O-dD, U-Th) de pisolites ferrugineux

International audienceIt has been previously established that Western Europe underwent an important episode of lateritic weathering during early cretaceous times. In this context, the red clays and ferrugineous pisoids deposits occurring in the graben of Saint-Maixent-l'Ecole (Poitou saddle) may represent remnants of lateritic formations associated with this paleoweathering episode. However, their exact age is unknown, and since they occur on top of the Oligocene limestones filling the graben, it cannot be ruled out that these lateritic soils formed more recently. In order to better constrain the age of these lateritic formations, goethite pisoids were sampled in the Fouilloux forest and investigated for Rb-Sr, U-Th and delta O-delta D isotopic systems. Rb and Sr have been measured on bulk pisoids, and also on leachates and residues from leaching experiments carried out in the attempt to isolate a radiogenic component. No reliable Rb-Sr isochron age could be derived, although the isotopic data would favor an early Cretaceous age for these lateritic formations. delta O-18-delta D measurements have been done on bulk goethite pisoids, and also on sub-fragments. The results indicate that the pisoids likely formed under a warm and/or arid climate. No argument for a late of post - oligocene age can be found from the oxygen and hydrogen isotope data. Finally, U-Th analyses have been carried on bulk samples of goethites, and on sub-fragments as well. U-234/U-238 activity ratios are typically slightly higher than the equilibrium value, which indicates that goethites have recently evolved as open systems (if not still open). Hence, pedogenesis processes are still active from a geochemical point of view in these lateritic soils. This study has not allowed to derive a reliable age for these lateritic soils. However, when the results from the different isotopic systems investigated here are considered together, the best interpretation is that these lateritic soils developed most probably over the kimmeridgian limestones along the edge of the Saint-Maixent-l'Ecole graben, and were reworked and redeposited at the bottom of the graben later on.-Le début du Crétacé a été marqué en Europe occidentale par le développement de paléoaltérations de type latéritique. Les argiles rouges à cuirasse ferrugineuse pisolitique du graben de Saint-Maixent-l'École (seuil du Poitou) peuvent constituer un exemple-témoin de ce type d'altération. Toutefois, leur âge reste inconnu et leur position stratigraphique, au-dessus des calcaires oligocènes du fond du graben, ne permet pas d'exclure un âge de formation beaucoup plus récent. Des pisolites de goethite provenant de ces sols latéritiques ont été échantillonnés dans la forêt de Fouilloux et ont fait l'objet d'analyses isotopiques Rb-Sr, U-Th et d 18 OdD , afin de tenter de lever l'indétermination sur l'âge de leur formation. Pour Rb-Sr, outre les analyses sur pisolites totaux, des expériences de lessivages ménagés ont été effectuées afin d'essayer d'isoler un composant radiogénique. Les résultats obtenus n'ont pas permis de donner un âge fiable par la méthode des isochrones, même si les données tendraient plutôt à faire remonter l'épisode d'altération au début du Crétacé. Les analyses d 18 OdD ont été effectuées sur des pisolites de goethite totaux, ainsi que sur des fragments sous-échantillonnés. Les résultats plaident en faveur de conditions de formation en zone climatique chaude et/ou aride. Aucun argument en faveur d'un âge fini ou post-oligocène ne peut être tiré de l'étude des isotopes de l'oxygène et de l'hydrogène. Enfin, les analyses U-Th ont été effectuées sur des goethites totales ainsi que sur des fragments sous-échantillonnés. Les rapports d'activités 234 U/ 238 U sont tous légèrement supérieurs à l'équilibre séculaire, indiquant que les goethites évoluent actuellement et/ou ont évolué récemment en système ouvert. Ainsi, les sols latéritiques apparaissent toujours comme géochimiquement actifs. Si cette étude n'a pas permis d'apporter une réponse claire sur l'âge des sols latéritiques, l'hypothèse la plus probable au vu des données isotopiques est que ces sols latéritiques se sont développés au-dessus des calcaires kimméridgiens sur les bordures du graben de Saint-Maixent-l'École, puis remaniés et finalement resédimentés au fond du graben

Anisotropie verticale de la perméabilité de l'horizon fissuré des aquifères de socle : concordance avec la structure géologique des profils d'altération

International audienceDes essais de pompage, réalisés au sein de l'horizon fissuré d'un aquifère de socle granitique, interprétés aux puits d'observation au moyen de la solution analytique de Neuman et aux puits de pompage au moyen de celle de Gringarten, mettent en evidence l'anisotropie verticale de cet horizon constitutif de l'aquifère ; la perméabilité horizontale étant nettement et systématiquement supérieure à la perméabilité verticale. Ces résultats concordent parfaitement avec les observations géologiques, l'horizon fissuré du profil d'altération du granite montrant de nombreuses fissures sub-horizontales. Ils confirment le caractère dominant, au sein de l'horizon fissuré, de la perméabilité des fissures subhorizontales dues au processus d'altération sur celle des fractures subverticales d'origine tectonique

Formation de corrugations hydrothermales lors de l'altération des roches ultramafiques

International audienceDuring shallow subsurface (< 200 m depth) weathering processes, temperatures may reach several tens of °C as a result of exothermic chemical reactions, such as hydration of olivine in ultramafic rocks or chloritization of biotite in granitic rocks. These mineralogical transformations enhance mineral fracturing, and the growth of fracture networks leads to further reactions and increases the permeability. The subsequent deepening of the weathering front creates new reactions, thus self-maintaining the weathering process over several million years (Myr). For more than 20 Myr, the peridotite massifs of New Caledonia have undergone intense weathering that has produced thick lateritic weathering mantles. The observable undulations of the weathering front and the protrusions of unweathered peridotite, from several meters to several tens of meters high, attest to a corrugated bedrock topography, which may result from inhomogeneous fluid circulation patterns within the coarse, permeable and porous (30-50%) saprolite layer. Combined together, the excess heat (up to ≈ 100°C) and high permeability (10-14 to 2 10-13 m²) within lateritic weathering mantles could potentially trigger hydrothermal convection (buoyancy-driven flow). This was numerically modeled by accounting for temperature-dependent fluid density and viscosity, and for time-dependent and spatially varying parameters simulating the deepening of the weathering front. Modeling the transient evolution of the thermal and flow velocity fields over 10 Myr reveals that hydrothermal convection can be triggered in the weathering lateritic mantles of New Caledonia, even on sloped surfaces where topography-driven flow prevails. Convective cells develop above the weathering front, and the amplitudes of thermal undulations are enhanced when feedback mechanisms between permeability and temperature are accounted for. The models also allow definition of the most probable zones of mineralization and reveal two-dimensional corrugations below which weathering is no longer efficient

A picture of medically assisted reproduction activities during the COVID-19 pandemic in Europe

STUDY QUESTION: How did coronavirus disease 2019 (COVID-19) impact on medically assisted reproduction (MAR) services in Europe during the COVID-19 pandemic (March to May 2020)? SUMMARY ANSWER: MAR services, and hence treatments for infertile couples, were stopped in most European countries for a mean of 7 weeks. WHAT IS KNOWN ALREADY: With the outbreak of COVID-19 in Europe, non-urgent medical care was reduced by local authorities to preserve health resources and maintain social distancing. Furthermore, ESHRE and other societies recommended to postpone ART pregnancies as of 14 March 2020. STUDY DESIGN, SIZE, DURATION: A structured questionnaire was distributed in April among the ESHRE Committee of National Representatives, followed by further information collection through email. PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS: The information was collected through the questionnaire and afterwards summarised and aligned with data from the European Centre for Disease Control on the number of COVID-19 cases per country. MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE: By aligning the data for each country with respective epidemiological data, we show a large variation in the time and the phase in the epidemic in the curve when MAR/ART treatments were suspended and restarted. Similarly, the duration of interruption varied. Fertility preservation treatments and patient supportive care for patients remained available during the pandemic. LARGE SCALE DATA: N/A. LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION: Data collection was prone to misinterpretation of the questions and replies, and required further follow-up to check the accuracy. Some representatives reported that they, themselves, were not always aware of the situation throughout the country or reported difficulties with providing single generalised replies, for instance when there were regional differences within their country. WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS: The current article provides a basis for further research of the different strategies developed in response to the COVID-19 crisis. Such conclusions will be invaluable for health authorities and healthcare professionals with respect to future similar situations.peer-reviewe