Gilbert Féraud

Gilbert Féraud est Directeur de Recherche au CNRS dans le laboratoire Géosciences Azur, à l'Université de Nice - Sophia Antipolis.

Son parcours d'étudiant en géologie puis en géochimie, l'a mené successivement à Marseille, Nice, Grenoble et Paris où il y a découvert la géochimie. Alors étudiant, il a signé sa première publication scientifique en 1971 avec son ami Maurice Krafft, sur la réalisation d'une carte des températures du sol dans le cratère de Vulcano en Italie du Sud.

Il a commencé sa carrière scientifique statutaire en 1974 au laboratoire de Géochimie et Cosmochimie de Claude Allègre à Paris, où il a soutenu sa thèse de 3ème cycle sur la datation du volcanisme de l'archipel des Açores, d'âge alors largement inconnu.
Il a ensuite crée le laboratoire de datation de Nice, où il a soutenu sa thèse d'Etat en 1981, sur l'utilisation de réseaux de filons magmatiques comme marqueurs de contraintes dans la croûte terrestre. Alors enseignant en géologie et géochimie à l'Université de Nice - Sophia Antipolis, il a été recruté au CNRS en 1981, en tant que Chargé de Recherche et est devenu Directeur de Recherche en 1989.

A la suite d'un séjour de 9 mois dans le laboratoire du Professeur Derek York, au Département de Physique de Toronto au Canada en 1982, il a importé, pour la première fois en France, la technique de datation par la méthode potassium-argon sur monocristal, en utilisant un laser continu. Cette technique est maintenant utilisée dans la plupart des laboratoires de géochronologie potassium-argon dans le monde.

Il a toujours visé à pousser le plus loin possible les possibilités de cette technique de datation, soit en datant des roches de plus en plus jeunes, en particulier dans le domaine de l'archéologie, soit en améliorant la précision des mesures d'âge, soit encore en s'intéressant à des minéraux inhabituellement utilisés pour la datation.

Quelques-uns des résultats obtenus.

En 1988, il a daté avec son collègue Henri Maluski, de Montpellier, le puissant volcanisme des trapps du Deccan, en Inde, à 65 millions d'années, montrant ainsi que ce volcanisme était un candidat sérieux pour expliquer le bouleversement biologique de la limite Crétacé/ Tertiaire, qui a vu la disparition des dinosaures, ammonites et nombreuses autres espèces animales et végétales.

Vers 1993, il a montré que l'on pouvait dater de manière précise les gîtes minéraux, et en collaboration avec Alain Cheilletz, de Nancy, il a daté, par exemple, des émeraudes de Colombie et du Brésil,

En 1999, dans le cadre d'un programme de coopération avec le Chili, il a montré, grâce à une méthodologie nouvelle, que l'on pouvait dater avec précision sur les mêmes roches volcaniques, à la fois la mise en place de ces coulées et des phénomènes d'altération ultérieure qui ont fortement affecté ces roches, ceci grâce à l'utilisation du laser.

En archéologie, il a directement daté en 2002 le site de Dmanisi, en Géorgie, à 1,8 millions d'années, ce qui en fait le gisement préhistorique le plus ancien d'Europe, et qui témoigne de l'arrivée de l'Homme en Europe dès cette époque.

Mais une grande partie de ses recherches a été consacrée à la datation précise des grandes provinces magmatiques du monde, comme le Parana au Brésil, le Karoo en Afrique du Sud, l'Ethiopie, l'Atlantique Central sur le bord occidental de l'Afrique, et l'Atlantique nord au Groënland.

Ses recherches sont maintenant tournées vers l'environnement.

Quelques références bibliographiques

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La datation d'une roche est une longue histoire de plusieurs mois, elle commence sur le terrain. Les campagnes de terrain nous emmènent parfois dans des sites loin des sentiers battus, guidés seulement par la nature géologique des terrains et non par leur accessibilité : à pied dans les Alpes, à cheval dans la cordillère des Andes,

Cordillère des Andes  

en 4x4 dans le désert chilien

Désert chilien  

en bâteau au Gröenland :

Groënland  

Parfois de longues marches sont nécessaires, avec un retour lourdement chargé de roches dans le sac à dos, mais on peut avoir la chance de découvrir des paysages fantastiques dans des lieux où on n'aurait jamais eu l'idée de mettre les pieds, comme ici sur la côte Est du Groenland.

Groënland  

Le retour des roches peut se faire avec nous, en avion, avec 25 kg dans nos sacs à dos de cabine, en jouant les décontractés lorsque l'on doit les poser dans les compartiments à bagages. Cela permet l'économie d'un transport coûteux, mais c'est de plus en plus difficile, à cause du mal aux reins qui me guette en prenant de l'âge et des restrictions sécuritaires. « Une roche peut être utilisée comme une arme pour détourner un avion », m'a-t-on répondu au retour de ma dernière mission.

Une fois les roches au laboratoire, la première phase consiste à tailler ce que nous appelons des lames minces, c'est-à-dire des sections très fines, de roches collées sur des lames de verre. Celles-ci nous permettent d'effectuer sous microscope un examen approfondi de la structure des roches, et de sélectionner celles d'entre elles qui contiennent les minéraux les plus favorables à la datation.

Vient ensuite une phase majeure du travail de géochronologiste, car le résultat de la datation dépend de la réussite de cette opération : la séparation des minéraux. Il s'agit de broyer la roche en petits grains le plus souvent de 0,1 à 0,2 mm, à l'aide d'un moulin à...roche. Bien lavés, ces grains seront triés pour ne garder que l'espèce de minéraux visés. Ils sont triés de deux manières. En utilisant leur « magnétisme », ils sont alors plus ou moins attirés par un électro-aimant, car chaque espèce minérale a des caractéristiques magnétiques spécifiques. On peut aussi utiliser leur densité, en les faisant flotter dans des « liqueurs denses », dans lesquelles les minéraux, selon leur nature, vont soit flotter, soit tomber au fond de l'éprouvette. Un fois ce travail terminé, on a obtenu une population de minéraux d'une espèce donnée, soit des micas, soit des feldspaths, soit des amphiboles. Mais on est en général encore loin du compte et le plus gros reste à faire. Il va falloir, extraire sous microscope les minéraux les plus purs, les plus parfaits, et cela grain par grain. Cela va prendre des heures ou des jours entiers, une aiguille d'acupuncture à la main, en écoutant de la musique dans une salle dédiée à ce travail, de préférence sans avoir préalablement abusé de café, car n'oublions pas, les grains ont une taille de l'ordre d'un dixième de millimètre.

Nous allons maintenant pouvoir envoyer ces minéraux au réacteur nucléaire de l'Université d'Hamilton au Canada pour y être irradiés. Cet aller-retour va prendre environ un mois, car il va falloir attendre que ces échantillons « refroidissent », c'est-à-dire perdent une partie de leur radioactivité avant de nous les renvoyer.

Vient enfin la phase la plus excitante, celle de la mesure. On charge les petits minéraux sur une plaque de cuivre creusée de trous recevant chaque échantillon : nerveux s'abstenir ! On les place dans ce qu'on appelle la ligne d'extraction et de purification, sous vide très poussé, et on porte le tout à 250 degrés pendant une nuit, afin de se débarrasser des molécules d'air fixées sur les parois internes de la ligne.

Le lendemain vient la mesure proprement dite, avec à la clef l'âge de la roche...si tout va bien ! C'est une longue journée dans le ronron des pompes à vide, de 8 à 18-20h, juste le temps d'aller acheter un sandwich pour le manger devant les machines.

Après vérification de l'état de l'appareillage, chacun met ses lunettes de protection du faisceau laser, invisible car il émet dans l'infrarouge, qui permet le chauffage des minéraux, et donc la libération de l'argon à analyser dans la ligne. Le chauffage dure 1 minute, le ou les grains sont observés à l'écran, ils deviendront rouges vers 600 degré. On laisse purifier le gaz pendant 2 minutes, puis on l'introduit dans le spectromètre de masse qui va faire la mesure, tout seul comme en grand. Les résultats sortent sur l'imprimante, ce sont des colonnes de chiffres qui représentent les différents isotopes d'argon (argon de différentes masses atomiques). Après 10 minutes de mesure, on peut calculer l'âge grâce à un programme magique, que nous avons écrit nous même. La récompense est là, 15 mn après le début de la « manip », et 3 à 4 mois après l'échantillonnage de la roche sur le terrain.

En réalité, cette opération va se répéter 15 à 20 fois dans la journée, car nous allons procéder par étapes successives de température, jusqu'à fusion complète de l'échantillon.