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Determining the key drivers of the potential secondary battery raw materials supply from the urban mine in the European Union
No full textInternational audienceVehicle stocks in the European Union (EU) can serve as an urban mine for secondary battery raw materials and reduce reliance on international supply chains. A prospective material flow analysis (MFA) model is developed to evaluate the potential of the EU urban mine until 2050. It can support the development of policies concerning focus areas to achieve a circular economy and the definition of target values. The secondary supply is differentiated into production scrap and End-of-Life batteries and the number of recycling loops the materials potentially traverse is analysed. The analysed scenarios show that market developments (e.g., dominant cell chemistries and shared mobility) can influence material demand and the potential secondary supply the most. Meeting the recycled content target values by the EU Batteries Regulation is only realistic with production scrap recycling. The share of material recycled more than once is most likely below 5 % at all times
Quelles perspectives pour les nouvelles technologies d'exploitation de la géothermie profonde ?
No full textInternational audienceDurant ces 25 dernières années, l’exploitation de la chaleur profonde (>200m) s’est accompagnée d’une diversification et d’une évolution des concepts d’exploitation (évolution des cibles, des designs et technologies de développement des puits et d’exploitation). Les années 70 ont été favorables au développement de cibles maintenant considérées comme opérationnelles et conventionnelles, bien que nécessitant de lever encore certains verrous, notamment pour la réinjection. En contexte volcanique, la ressource est alors exploitée en champs, par l’intermédiaire de plusieurs forages, alors qu’en contexte d’aquifère sédimentaire, elle est exploitée le plus souvent par des doublets ou des triplets. Avec l’objectif d’étendre géographiquement les zones d’exploitation de la géothermie profonde de moyenne et haute température, en dehors contextes volcaniques qui restent limités, les années 80 ont vu l’émergence de nouvelles cibles, souvent plus profondes et surtout considérées comme imperméables, nécessitant de nouveaux concepts de développement de l’échangeur souterrain et de nouvelles technologies associées, essentiellement tournées vers les stimulations hydrauliques. Ainsi, à la fin des année 90, le concept d’EGS pour Enhanced ou Engineered Geothermal Systems, terme générique non spécifique au milieu et impliquant une amélioration de perméabilité du système par différentes techniques, voit le jour. L’évolution des techniques de stimulation hydraulique vers les stimulations thermiques et chimiques visent à limiter le risque de sismicité induite en association avec des architectures de puits plus complexes (multidrains). En contexte volcanique, les cibles se sont rapprochées de températures extrêmes, visant les réservoirs supercritiques et proches magma (depuis les années 2010), capables de générer plus de dix fois l’énergie produite de façon conventionnelle en s’inspirant des technologies développées pour les EGS (stimulations thermiques) et rentabilisant les forages profonds. Si ces derniers concepts en sont à des niveau de pilotes/démonstrateurs, les interrogations soulevées par ceux-ci conduisent pour certains à reposer les bases mêmes de l’exploitation de la chaleur profonde. Ainsi, depuis quelques années, de nouveaux concepts, qui se veulent plus adaptables, évolutif (scalable), moins dépendant du contexte géologique, réduisant ainsi l’aléa « ressource », et en espérant limiter certains risques, telle que la sismicité, commencent à voir le jour outre Atlantique et en Europe reposant sur l’évolution des EGS. Ces concepts sont parfois appelés EGS2.0 ou AGS pour Advanced Geothermal Systems. Les approches reposant sur l’évolution des technologies de forage de ces quinze dernières années sont issues des technologies pétrolières et suivies avec de plus en plus d’attention par les compagnies de forage et compagnies de l’O&G qui commencent à regarder vers la géothermie profonde. Cette présentation aura pour but de faire un état de l’art de ces nouvelles technologies dédiées aussi bien à la production de chaleur que d’électricité : drains horizontaux, multi-drains, stimulation fractionnée, boucles fermées,… , d’en faire le lien avec les différents contextes géologiques français et d’en montrer les bénéfices et les limites potentielles pour une réelle accélération de la géothermie profonde de la décennie à veni
Timing of Contractional Stress Propagation, From the Pyrenean Orogen to the Intraplate Domain, Evidenced by U‐Pb Dating of Syn‐Kinematic Calcite
No full textInternational audienceAbstract The Mediterranean region provides a natural laboratory for studying complex deformation resulting from body forces and interactions between the convergence of the Africa and Eurasia plates since the Cretaceous. These interactions led to the formation of a mosaic of basins and orogenic domains, whose intrinsically complex evolution over time is still subject to debate. Investigating the timing of deformation recorded on both sides of an orogen, and within the intraplate domain, links local‐scale processes to regional geodynamic events. This study combines microstructural analysis and U‐Pb dating of syn‐kinematic calcite with implications for the timing of contractional stress propagation in the Pyrenean orogen and the whole of western Europe. While many U‐Pb dating studies on syn‐kinematic calcite have been conducted in the western intraplate domain, the northern part of the Pyrenees remains to be investigated, and, therefore, a strategic study area. This study highlights (a) continuous deformation from ca. 48 Ma to 30 Ma, marking the phase of continental collision between Iberia and Eurasia and (b) a newly evidenced post‐orogenic Miocene deformation episode, spanning from ca. 16 to 11 Ma. (c) Through a comparison of U‐Pb geochronological data from syn‐kinematic calcite in the pro‐foreland basin and the intraplate domain, this study shows that deformation occurred simultaneously at the plate boundaries and within a large part of the intraplate domain of the overriding plate. These results provide insights into the geodynamic evolution of the Pyrenean orogen and its implications for Mediterranean geodynamics
Grain-scale feedback between deformation mechanisms and metamorphic reactions: Dissolution-precipitation processes in the lower crust (Kågen gabbros)
No full textInternational audienceStrain localization within crustal shear zones involves intricate feedback between deformation mechanisms, metamorphic reactions and fluid circulation. Despite evidence that these high-deformation zones proceed at least partly through dissolution-precipitation creep, available creep laws so far only account for dislocation creep and/ or solid-state diffusion processes. Deciphering the role and the contribution of dissolution-precipitation creep to strain accommodation is now required to further understand the rheological behavior of polymineralic crustal rocks. This study combines high-resolution microstructural and compositional analytical techniques to track the progressive deformation of the Kågen metagabbros, at and below grain scale. The Kågen metagabbros preserved a strain and re-equilibration gradient over outcrop-scale, where metamorphic re-equilibrations and fluid infiltration took place at constant pressure and temperature representative of lower crustal conditions (ca. 1 GPa -660 ± 25 • C). The comparison and quantification of chemical and microstructural information in this shear zone, through pixel-per-pixel and grain-per-grain correlated EPMA and EBSD maps, enables tracking grain-scale deformation mechanisms as well as the interplay between grain size reduction, mineral reactions, phase mixing and material transfer. Dissolution-precipitation creep appears dominant for strain accommodation in the Kågen metagabbros shear zone. As deformation progresses, nucleation of new metamorphic minerals (clinopyroxene, plagioclase, amphibole) allow for grain size reduction and compositional homogenization through dissolution, transport and precipitation processes associated with fluid ingression along grain boundaries. Intracrystalline plastic deformation is here insignificant for strain accommodation. Thermodynamic modeling and textural analysis reveal that re-equilibration processes are spatially controlled by microdomains where equilibrium is reached locally, on a scale of ~100 µm.This study calls for integrating reactions, dissolution-precipitation processes, fluids and polymineralic assemblages into rheological laws for a reliable assessment of the mechanical evolution of metamorphic rocks.</p
Reconstruction of 137Cs and 239+240Pu baseline inventories in the Southern Hemisphere and Equatorial Soils
No full textInternational audienceArtificial fallout radionuclides (FRNs), such as 137Cs and 239+240Pu, released during nuclear weapontesting from the 1950s to 1980, have been widely used over the past three decades to quantifyland degradation processes. The spatial distribution of global fallout generally aligns withlatitudinal bands in areas with similar precipitation regimes. Despite nearly 80 years since thesetests, no comprehensive reference map exists for FRN inventories across the SouthernHemisphere.Therefore, this study aims to create the first complete reference maps for 137Cs and 239+240Pu alongwith their spatial uncertainties over the entire Southern Hemisphere and Equatorial band. Toaccomplish this objective, we employ the random forest algorithm to predict the concentrations ofFRNs in soils of this part of the world. This is achieved by utilizing a compiled data set of soil 137Cs(n=429) and 239+240Pu (n=102) inventories (Bq/m2) (Dicen et al., 2024; under review) under theAVATAR Project (“A reVised dATing framework for quantifying geomorphological processes duringthe Anthropocene”). The training phase of modeling relied on environmental covariates, includingmonthly mean precipitation (following test months), elevation (m.), euclidean distance to test sites(km.), terrain wetness index, flow accumulation, and soil texture.Preliminary results indicate that precipitation distribution strongly influences FRN inventories, withthe highest values observed between 20°S to 30°S due to atmospheric circulation patterns drivingfallout dispersion. Consistent with previous studies, southern America emerges as a majordepositional region, while Australia exhibits the lowest inventories. These differences primarilyreflect the proximity to nuclear test sites, such as French Polynesia, a significant source of falloutradionuclides. The euclidean distance and westerly wind patterns are key factors shaping FRNinventories. In equatorial regions, recent land disturbances highlight the need for additional sampling,particularly for 239+240Pu, to enhance prediction accuracy and reduce spatial uncertainties. Thisstudy addresses critical gaps in the spatial distribution of FRN inventories, providing a robustfoundation for geomorphological reconstructions in the Southern Hemisphere andEquatorial regions
Surveillance Électrique de la Propagation de la Mousse dans un Milieu Poreux : Mesures de Polarisation Induite Spectrale (SIP) et de Réflectométrie dans le Domaine Temporel (TDR) dans un Réservoir 2D
No full textInternational audienceMonitoring subsurface processes during soil remediation is crucial for optimizing environmental restoration techniques. Geophysical tools, such as Spectral Induced Polarization (SIP) and Time Domain Reflectometry (TDR), offer non-invasive methods for tracking these processes. This study focuses on the electrical monitoring of foam propagation in saturated porous media to enhance remediation strategies for hydrocarbonpolluted aquifers. Aqueous foam, consisting of gas bubbles dispersed in a liquid phase containing surfactants, is widely used in soil remediation due to its high viscosity and its ability to act as a blocking, mobilizing, or vectorizing agent. Understanding the electrical properties of foam propagation is essential for evaluating the effectiveness of the use of electrical methods for monitoring foam flow in remediation processes. Our experiments were conducted in a 2D tank packed with 1 mm glass beads and saturated with tap water (400 µS/cm) Figure 1. The foam was generated using an anionic surfactant (SDS) and injected into the tank at a gas fraction (foam quality) of 85% and a constant flow rate of 8 mL/min. The SIP method was employed to measure complex electrical resistivity across frequencies ranging from 1.46 Hz to 187 Hz, while the TDR method was used to assess relative permittivity and electrical conductivity at the frequency of 70MHz. Additionally, image monitoring was utilized to convert optical densities into foam saturation values (Sf), providing a means to validate the geophysical measurements. The results, (Figure 1, Figure 2), show that foam propagation causes significant changes in dielectric permittivity and resistivity in regions affected by foam injection. For the central zone, Probe 13, the dielectric permittivity decreases by 63% (from ~19 to ~7), while resistivity increases up to 6000% (~85 Ω.m to ~5100 Ω.m). In contrast, Near-Center zones, e.g. probe 12, show moderate changes (~33% permittivity decrease, ~120% resistivity increase). Probes in the edge zones, such as Probe 11, show no significant changes in permittivity or resistivity, as the foam propagation did not reach these areas. This lack of variation validates that foam impact is confined to the central and intermediate zones. The observed foam saturation from image analysis validates the geophysical measurements, with higher foam saturation (up to 90%) in the central zone correlating with greater electrical property changes. Additionally, we observe higher phase shifts in Probe 13, Figure 3. We are further analyzing the phase-frequency variation (1.46 Hz to 20 kHz) to better understand the polarization effects induced by foam. These findings highlight the potential of SIP and TDR methods for monitoring foam flow in porous media and provide valuable insights into the complex interactions between foam and electrical properties. This study underscores the importance of integrating geophysical techniques with image-based analysis to improve the understanding and effectiveness of soil remediation processes.Surveillance Électrique de la Propagation de la Mousse dans un Milieu Poreux : Mesures de Polarisation Induite Spectrale (SIP) et de Réflectométrie dans le Domaine Temporel (TDR) dans un Réservoir 2DLa surveillance des processus souterrains lors de la réhabilitation des sols est essentielle pour optimiser les techniques de restauration environnementale. Les outils géophysiques, tels que la Polarisation Induite Spectrale (SIP) et la Réflectométrie dans le Domaine Temporel (TDR), offrent des méthodes non invasives pour suivre ces processus. Cette étude porte sur la surveillance électrique de la propagation de la mousse dans un milieu poreux saturé afin d’améliorer les stratégies de réhabilitation des aquifères pollués par des hydrocarbures. La mousse aqueuse, composée de bulles de gaz dispersées dans une phase liquide contenant des surfactants, est largement utilisée pour la réhabilitation des sols en raison de sa viscosité élevée et de sa capacité à agir comme un agent de blocage, de mobilisation ou de vectorisation. La compréhension des propriétés électriques de la propagation de la mousse est essentielle pour évaluer l’efficacité des méthodes électriques dans le suivi de son écoulement lors des processus de dépollution. Nos expériences ont été réalisées dans un réservoir 2D rempli de billes de verre de 1 mm et saturé avec de l’eau du robinet (400 µS/cm) (Figure 1). La mousse a été générée à l’aide d’un tensioactif anionique (SDS) et injectée dans le réservoir avec une fraction gazeuse (qualité de la mousse) de 85 % et un débit constant de 8 mL/min. La méthode SIP a été utilisée pour mesurer la résistivité électrique complexe sur une gamme de fréquences allant de 1,46 Hz à 187 Hz, tandis que la méthode TDR a permis d’évaluer la permittivité relative et la conductivité électrique à 70 MHz. De plus, un suivi par imagerie a été mis en place pour convertir les densités optiques en valeurs de saturation en mousse (Sf), permettant ainsi de valider les mesures géophysiques. Les résultats (Figures 1 et 2) montrent que la propagation de la mousse entraîne des changements significatifs dans la permittivité diélectrique et la résistivité des zones affectées par l’injection de mousse. Pour la zone centrale (sonde 13), la permittivité diélectrique diminue de 63 %(de ~19 à ~7), tandis que la résistivité augmente jusqu’à 6000 % (de ~85 Ω.m à ~5100 Ω.m). En revanche, dans les zones proches du centre (sonde 12), les variations sont plus modérées (~33 % de diminution de la permittivité, ~120 % d’augmentation de la résistivité). Les sondes situées en bordure du réservoir, comme la sonde 11, ne montrent aucune variation significative, confirmant que la mousse ne s’est pas propagée dans ces zones. Cette absence de variation valide que l’impact de la mousse est confiné aux zones centrale et intermédiaire. L’analyse des images confirme les mesures géophysiques, avec une saturation en mousse élevée (jusqu’à 90 %)dans la zone centrale, corrélant avec les changements les plus marqués des propriétés électriques. De plus, des décalages de phase plus élevés ont été observés pour la sonde 13 (Figure 3). Nous analysons actuellement la variation fréquentielle de la phase (1,46 Hz à 20 kHz) afin de mieux comprendre les effets de polarisation induits par la mousse. Ces résultats mettent en évidence le potentiel des méthodes SIP et TDR pour le suivi de l’écoulement de la mousse dans les milieux poreux et fournissent des informations précieuses sur les interactions complexes entre la mousse et les propriétés électriques. Cette étude souligne l'importance d’intégrer les techniques géophysiques et l’analyse par imagerie pour améliorer la compréhension et l’efficacité des processus de réhabilitation des sols
The multicomponent exchange of metals between magmatic fluids and silicate melts
No full textInternational audienceMagmatic fluids are an integral part of volcanic eruptions and the transport of metals through the crust. In order to understand this transport and the evolution of magmatic fluids, we performed experiments on rhyolitic melts saturated with an aqueous fluid at 800 °C and 200 MPa and measured the major and trace element composition, as well as the chlorine and fluorine content in coexisting fluids and melts. We find that most trace elements are largely fluid immobile, i.e. partition coefficients of < 1, with the exception of some transition metals, such as Cr, Ni, Cu, and Zn. Fluid mobility is primarily affected by the chlorine concentration of the fluid where increasing chlorine concentration in the fluid increases metal mobility. Such experimental observations have been previously parameterized using empirical relationships between partition coefficients and fluid salinity; however, such relationships do not consider metal speciation or fully capture the fluid-melt exchanges in which cations (major and trace elements) compete for available ligands (Cl, F, OH, etc.). In order to better characterize the behavior of metal in magmatic fluids we utilize existing thermodynamic databases and experimental fluid compositions to calculate the equilibrium concentration of aqueous hydroxide, chloride, and fluoride species in the fluid phase. The equilibrium concentrations of each species were then used to calculate apparent equilibrium constants and characterize the exchange of 42 cations between the fluid and silicate melts for 129 aqueous species. We find that these apparent equilibrium constants vary as a function of the HCl and HF content of the experimental fluid. We further present a model based on these experimentally determined apparent equilibrium constants that is capable of calculating fluid-melt equilibria. This model can subsequently be used to predict fluid-melt partition coefficients for metals, as well as chlorine and fluorine, over a wide range of P-T-X conditions
Transition écologique territoriale : Faire dialoguer expertise scientifique et concertation citoyenne
No full textNational audienc
Améliorer l'interopérabilité des entrepôts de données avec l'utilisation de catalogues d'artefacts sémantiques
No full textInternational audienceL'étude du système Terre regroupe plusieurs disciplines dont les collaborations se multiplient pour répondre à des problématiques de plus en plus complexes, comme celles relatives au changement climatique. Data Terra, l'infrastructure de recherche nationale en charge de la gestion des données du Système Terre offre des services de découverte, d'accès et de diffusion des données, permettant aux chercheurs de mener à bien leurs travaux scientifiques. Parmi ces services, l'entrepôt de données national EaSy Data, facilite le partage et la valorisation des données de la recherche, et l'EarthPortal, un catalogue FAIR d'artefacts sémantiques, encourage l'utilisation et la diffusion de vocabulaires contrôlés et d'ontologies. Malgré le fait que les gestionnaires de données sont convaincus du bien fondé des principes FAIR et des apports de leur application, leurs mises en oeuvre restent difficiles à atteindre. C'est le cas en particulier pour le critère d'interopérabilité alors qu'il est un enjeu majeur, essentiel pour garantir que les données puissent être efficacement combinées, interprétées et utilisées à la fois par les humains et les machines. Pour satisfaire aux critères d'interopérabilité des principes FAIR, il est impératif que les données et les métadonnées utilisent des vocabulaires contrôlés et des modèles de représentation structurés. Dans cet article, nous montrons comment l'utilisation d'un catalogue d'artefacts sémantiques peut considérablement renforcer l'interopérabilité d'un entrepôt de données. Nous illustrons cette démarche par l'intégration de l'entrepôt de données EaSy Data avec le catalogue sémantique EarthPortal, ce qui permet d'enrichir les métadonnées par des annotations sémantiques tout en améliorant l'expérience utilisateur
Effect of high voltage and electrode configuration on the trajectories of metallic particles in roll-type electrostatic separators for granular mixtures
No full textInternational audienceElectrostatic separation is a technique that uses electric field forces exerted on charged or polarized bodies for sorting the constituents of granular mixtures in various domains: minerals beneficiation, food processing, waste recycling, etc. In the case of the specific electrostatic separator that is the subject of this study, the electric field is generated between a rotating-roll electrode, connected to the ground, and a static electrode with inverted S profile connected to a high voltage (HV) supply. This paper is aimed at evaluating the effect of two factors: the high voltage applied between the two electrodes and the distance between them. A high-speed video camera was used to record the trajectories of mm-sized aluminum and copper particles. The visualization of these trajectories provided a better understanding of the dynamics of particles movement in the electric field of the separator. It enabled to adjust the applied high voltage and the inter-electrode distance to avoid the impacts between the fine aluminum particles and the static electrode, while driving the two types of metallic particles into different collecting compartments. The conclusions of the study will be implemented on a pilot-plant roll-type electrostatic separator integrated to the production line of an industrial recycler