L’ISTO est un institut de recherche couvrant un spectre thématique étendu avec des échelles d’espace (de la chaîne de montagne aux interfaces nanométriques), de temps (minute au million d’années), de gammes de pression-température (-2 à +40 kbars ; -40°C à 2000°C) particulièrement larges. Les thèmes d’étude privilégiés concernent la biogéochimie de la zone critique et du continuum eau-sol-plante-atmosphère, le transport-réactif en milieux poreux saturés et non-saturés, les couplages chimio-mécaniques, la métallogénie et les processus d’enrichissement, la thermodynamique et la physique des liquides silicatés et des processus de dégazage, la rhéologie de la croûte et la localisation de la déformation à l’échelle géodynamique.

Trois groupes de recherche structurent nos champs scientifiques : Magma & Déformation, Systèmes métallogéniques et Géo-énergies & Environnement. Ces champs scientifiques relèvent des sections 18 et 30 du CNRS. Systèmes métallogéniques et Géo-énergies & Environnement sont au cœur de la stratégie de collaboration avec le BRGM et sont fortement adossés aux priorités scientifiques de la Région Centre-Val de Loire.

Sur tous ces sujets, l’ISTO développe des observations et mesures in situ, au laboratoire ou sur le terrain. Au laboratoire, le caractère in situ signifie de reproduire des conditions Température-Pression-Composition du milieu naturel sur des échantillons contraints (géométrie, composition, etc.), et/ou d’acquérir des mesures très localisées, de composition typiquement, pour remonter à des processus et mécanismes physiques ou chimiques. Sur le terrain, le caractère in situ se traduit par des mesures à haute résolution et haut débit, associées à des techniques de spatialisation avancée, pour promouvoir une meilleure représentativité des données servant de base aux modèles conceptuels. Le caractère instrumental ne cesse de se renforcer au fil des investissements majeurs (Labex VOLTAIRE, Equipex PLANEX, projet CPER-FEDER PIVOTS : métrologie, capteurs ; PLAT’INN : écotechnologies ; MIMAROC : thermomécanique des roches ; PROMESTOCK ; RADIOCENTRE).

L’unité scientifique est assurée par les convergences permises par les méthodologies expérimentales mais aussi par la modélisation numérique, mécaniste-diagnostique et géostatistique-prédictive. Des activités conjointes de modélisation et de simulation multi-échelle/multi-physique devraient combler l’écart entre les différentes échelles spatiales et temporelles et aussi coupler les différentes classes de mécanismes impliquées dans les phénomènes étudiés. Cette composante est déterminante pour développer des applications et des services tout particulièrement en ingénierie de l’environnement et plusieurs partenaires publics régionaux (BRGM, IRSTEA, INRAE) ou privés (ANTEA) y contribuent.

Cette identité basée sur l’expérimentation, de laboratoire et de terrain, en géologie profonde et de surface, est le socle de l’unité.

L'ISTO en quelques chiffres

10 M € d’équipements :

  • une plateforme nationale HP-HT (autoclaves transparents avec spectrométries optiques et imagerie/diffractométrie X) et déformation (presses de Griggs, presse Paterson)
  • la plus grande plateforme européenne en analyses des gaz rares (Ar-Ar, K-Ar, isotopie)
  • un centre de référence en analyse organique multi-échantillons
  • une plateforme micro/nano-fluidique couplée en spectrométries et microscopie optiques

~100 projets sur 2021-2024 :

5 ERC, 5 projets Europe, 3 FEDER, 2 CPER, 1 IRP

12 ANR, 48 projets CNRS, 25 Région Centre

2 projets industriels

5 investissements d’avenir :

1 Labex, 2 Equipex, 1 Equipex+, 1 ExcellenceS

30 ingénieurs, techniciens, administratifs
60 doctorants et post-doctorants
30 chercheurs et enseignants-chercheurs
10 thèses soutenues/an sur 2021-2024
110 articles/an sur 2021-2024
25 années d'expérience

L'équipe de direction

Directrice : Caroline Martel

Bâtiment universitaire, bureau R001

02 38 25 52 52

DR CNRS

Directeur-adjoint : Mohamed Azaroual

Bâtiment universitaire, bureau R005

02 38 64 32 54

Ch. BRGM

RA : Marie-France Rouillier

Bâtiment universitaire, bureau R002

02 38 49 25 34

IE CNRS

Histoire

L’Institut des Sciences de la Terre d’Orléans est une unité mixte de recherche (UMR), avec trois tutelles à ce jour : l’Université d’Orléans (UO), le CNRS et le BRGM. L’ISTO est rattaché à l’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre (OSUC), structure fédérative regroupant 3 unités de recherches.

© Didier Depoorter
© Didier Depoorter

L’ISTO est né en janvier 2000 du regroupement d’une unité propre du campus CNRS (UPR 4201, Centre de Recherche sur la Synthèse et la Chimie des Minéraux), centrée sur la pétrologie expérimentale, et deux UMR localisées sur le campus Universitaire travaillant, l’une sur la géodynamique (UMR 6530, Géotectonique, Géophysique et Métallogénie), l’autre sur la matière organique (UMR 6531, Sédimentation et Diagenèse de la Matière Organique). Laboratoire mixte entre l’UO et le CNRS (UMR 6113), trans-disciplinaire, l’ISTO associe depuis l’origine des objets et approches de Terre Interne et Terre Externe.

En 2008, le département du Loiret et la région Centre ont achevé la construction d’un bâtiment universitaire (2225 m²) jouxtant le bâtiment historique CNRS (1808 m²). Cette opération immobilière a permis la réunion, très structurante, des personnels orléanais et des étudiants géologues, sur le même site. L’unité de lieu est un levier discret mais puissant du continuum formation-recherche, à la base de l’enseignement universitaire.

Au contrat suivant (2012-2017), les efforts ont porté sur une logique de proximité, avec l’arrivée du BRGM en tutelle secondaire (UMR 7327). L’année 2012 a vu également la création de l’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre (OSUC), associant l’ISTO avec le LPC2E (UMR 7328, UO-CNRS) et la Station Radioastronomique de Nançay (UMS Observatoire de Paris-CNRS-UO). L’OSUC a rang de composante de plein exercice de l’UO, et a donc la responsabilité des enseignements (Licence-Master) de Sciences de la Terre, où enseignent la grande majorité des enseignants-chercheurs et chercheurs de l’ISTO.

D’excellentes synergies se sont nouées au cours de ces années, qui ont permis à l’ISTO de piloter deux projets majeurs aux Investissements d’Avenir : le LabEx VOLTAIRE (2011-2024), portant sur le transfert et la réactivité des fluides et volatils depuis la croûte profonde jusqu’à l’atmosphère, et l’EquipEx PLANEX (2012-2019), plateforme de spectroscopie in situ en pression et température. L’institut a également participé au montage à succès du projet d’IEED, devenu depuis un GIS, GEODENERGIES (2015-2020), piloté par le BRGM, sur l’utilisation du sous-sol pour la transition énergétique, et de l’IDEFI EDIFICE (2012-2019), piloté par l’UO, pour financer des approches pédagogiques innovantes sur le continuum lycée-université. Le PIA3 a vu l’ISTO participer au projet Equipex+ IMAGINE2, lauréat en 2021 (2021-2029). L’ISTO a également activement participé au montage du programme PIVOTS, piloté par le BRGM, qui a été financé par la Région Centre dans le cadre de son Ambition Recherche Développement 2020. Ce projet (2015-2021) est dévolu au monitoring environnemental et l’ISTO y arme deux plateformes particulières, l’une qui traite de la zone non saturée profonde (O-ZNS) et l’autre sur l’interface sol-atmosphère (PESAt). Il se poursuit avec le projet JUNON (2021-2025). Le PIA4 ExcellenceS MINERVE (2022-2032), impliquant l’OSUC et l’ISTO, renforce la démarche intégrative de recherche et de formation visant à répondre aux enjeux sociétaux et économiques internationaux.

Le contrat d’objectif actuel 2024-2028 s’appuie sur une stratégie scientifique commune et renforcée entre les trois tutelles de l’Institut. Les 5 récents succès aux ERCs et plusieurs projets nationaux et internationaux d’envergure montrent que l’ISTO est actuellement structuré pour accueillir de la recherche scientifique au plus haut niveau et tenir un rang de tout premier plan au niveau européen et international.

© Emma Raffard
© Emma Raffard