Caractérisation multi-méthodes du quartz en traçage source to sink et en dosimétrie des sédiments silico-clastiques récents – QUARTZ

Dans le contexte actuel du changement global, l'un des enjeux majeurs est de contraindre les processus géologiques en relation avec les forçages, y compris le changement climatique, qui conditionnent l'environnement et les ressources de la zone critique. Pour cela, les systèmes alluviaux constituent des proxys pertinents. En effet les sédiments alluviaux sont les témoins des conditions qui prévalaient au moment de leur dépôt. Ils sont ainsi la réponse d’un système en aggradation aux contextes climatique, tectonique (paléo)géographique, mais aussi anthropique pour les derniers millénaires. La caractérisation des sédiments dans un système alluvial, notamment de leur source, mais aussi de la dynamique sédimentaire qu’ils reflètent, permet d’évaluer indirectement ces contraintes. Au sein de ces sédiments, Le quartz présente l’intérêt d’être extrêmement ubiquiste. On le retrouve dans une grande majorité des cours d’eau, de plus il est très résistant et s’altère peu, que ce soit dans le temps ou entre l’amont et l’aval d’un système de transfert, voir même lors de différents cycles sédimentaires. Enfin, le quartz est caractérisé par une composition et un comportement face à différents stimuli (lumière, irradiation, …) qui semble lié aux conditions de formation initiales, mais peut-être aussi à son histoire sédimentaire.
Dans le projet QUARTZ, Nous visons à développer une méthode de caractérisation du quartz qui combine ses propriétés de luminescence et paramagnétiques avec sa composition chimique, et notamment sa composition et sa répartition en éléments traces, pour en faire des marqueurs de la dynamique sédimentaire.
L’approche est basée sur la combinaison unique et novatrice de méthodes de caractérisation et de datation fiables, telles que la Luminescence Stimulée optiquement (OSL), la Résonance de Spin Électronique (ESR), la Cathodoluminescence (CL) et la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) mais également participer au développement de technologies innovantes telles que la spectrométrie d'émission atomique de plasma induit par laser (LIBS) pour parvenir à un niveau élevé de caractérisation des quartz.
Le projet QUARZ entend ainsi démontrer que les grains de quartz ont une signature spécifique de leur origine et déterminer comment celle-ci évolue dans le temps, lors des recyclages sédimentaires. Comprendre la variabilité des quartz dans le sédiment aidera à estimer les variations de dynamique alluviale, et indirectement les volumes de sédiments transportés dans une approche Source-to-Sink et la réponse du système aux changements externes.