Imager les archives sédimentaires en 3D : tomographie X quantitative pour la recherche paléoclimatique

Margherita Martini

Jeudi 26 mars à 13 heures en salle 303

Résumé

La tomographie X quantitative offre de nouvelles possibilités pour étudier en trois dimensions la structure interne et la composition des objets. Dans ce contexte, la tomographie X à double énergie (DECT), initialement développée pour l’imagerie médicale, a été adaptée aux matériaux géologiques grâce à une calibration stoechiométrique permettant d’estimer quantitativement la composition chimique (exprimée par le numéro atomique effectif, Z_eff) et la densité (plus précisément la densité électronique, ρ_e).

Ce développement méthodologique a d’abord été appliqué à l’identification de minéraux courants, puis étendu à la caractérisation non destructive d’archives sédimentaires complexes. L’approche a notamment été appliquée à une carotte sédimentaire varvée prélevée dans le lac South Sawtooth, dans l’Extrême-Arctique canadien oriental, une archive lacustre bien préservée fournissant un enregistrement paléoclimatique continu couvrant environ 2900 ans. En combinant le numéro atomique effectif et la densité électronique obtenus par DECT, différents faciès sédimentaires ont pu être discriminés quantitativement au sein de la séquence. Comme l’illustre la figure, ces informations permettent de reconstruire l’organisation spatiale tridimensionnelle des faciès sédimentaires le long de l’ensemble de la carotte, révélant l’architecture interne de l’archive et permettant de discriminer quantitativement des faciès de dépôt contrastés au sein de la séquence.

Cependant, le potentiel de la tomographie X quantitative à double énergie reste encore largement inexploré. Cette approche pourrait notamment offrir de nouvelles perspectives pour l’étude des processus diagénétiques en permettant d’identifier les hétérogénéités au sein des matériaux sédimentaires en trois dimensions avant les analyses géochimiques. De tels développements pourraient contribuer à améliorer l’interprétation des proxies paléoclimatiques et à mieux contraindre le rôle de la diagenèse dans les archives géologiques.

extrait:

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titre:

Imager les archives sédimentaires en 3D : tomographie X quantitative pour la recherche paléoclimatique

intervenant:

Margherita Martini

date:

jeudi 26 mars 2026

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Imager les archives sédimentaires en 3D : tomographie X quantitative pour la recherche paléoclimatique

Margherita Martini

Jeudi 26 mars à 13 heures en salle 303

 

Résumé

La tomographie X quantitative offre de nouvelles possibilités pour étudier en trois dimensions la structure interne et la composition des objets. Dans ce contexte, la tomographie X à double énergie (DECT), initialement développée pour l’imagerie médicale, a été adaptée aux matériaux géologiques grâce à une calibration stoechiométrique permettant d’estimer quantitativement la composition chimique (exprimée par le numéro atomique effectif, Z_eff) et la densité (plus précisément la densité électronique, ρ_e).

Ce développement méthodologique a d’abord été appliqué à l’identification de minéraux courants, puis étendu à la caractérisation non destructive d’archives sédimentaires complexes. L’approche a notamment été appliquée à une carotte sédimentaire varvée prélevée dans le lac South Sawtooth, dans l’Extrême-Arctique canadien oriental, une archive lacustre bien préservée fournissant un enregistrement paléoclimatique continu couvrant environ 2900 ans. En combinant le numéro atomique effectif et la densité électronique obtenus par DECT, différents faciès sédimentaires ont pu être discriminés quantitativement au sein de la séquence. Comme l’illustre la figure, ces informations permettent de reconstruire l’organisation spatiale tridimensionnelle des faciès sédimentaires le long de l’ensemble de la carotte, révélant l’architecture interne de l’archive et permettant de discriminer quantitativement des faciès de dépôt contrastés au sein de la séquence.

Cependant, le potentiel de la tomographie X quantitative à double énergie reste encore largement inexploré. Cette approche pourrait notamment offrir de nouvelles perspectives pour l’étude des processus diagénétiques en permettant d’identifier les hétérogénéités au sein des matériaux sédimentaires en trois dimensions avant les analyses géochimiques. De tels développements pourraient contribuer à améliorer l’interprétation des proxies paléoclimatiques et à mieux contraindre le rôle de la diagenèse dans les archives géologiques.