1.  comprendre la mise en place et le fonctionnement passé de systèmes géologiques impliquant le plus souvent des interactions fluides/roches/vivant (organismes ou microorganismes)
2. préciser la réponse de ces environnements à une activité anthropique.

L’objectif des recherches est d’intégrer de nombreuses données et observables d’origines diverses (affleurements ou fosses pédologiques, données pétrographiques, pétrophysiques et minéralogiques, données de forages/pompages etc.) dans l’objectif de décrire et/ou prédire les transformations des roches étudiées et plus largement le fonctionnement du géosystème dans lequel elles se situent.

Objectif : Comprendre des interactions aux petites échelles entre les minéraux naturels notamment argileux et leur environnement.

Méthodes :

• modélisation (e.g. modélisation de dynamiques moléculaire et brownienne, modèles thermochimiques),
• synthèse de minéraux argileux,
• utilisation de systèmes modèles (naturels ou non)

en s’appuyant sur des compétences locales pour l’interprétation des signaux spectrométriques (notamment dans l’infrarouge) et diffractométriques, obtenus en laboratoire et sur grands instruments tels que SOLEIL, ILL et ESRF.

Les études de distribution et d’identification des phases réactives (axe 1) et de leurs propriétés réactionnelles (axe 2) doivent être complétées par une analyse fine de l’organisation des milieux poreux (grains et pores) ; l’ensemble de ces données constituant des informations indispensables pour le transfert d’échelle.

Les recherches de cet axe visent à développer :

• des outils de cartographies minérale et porale des systèmes naturels à l’échelle de la lame mince (échelle mésoscopique)
• des outils de modélisation numériques (e.g., modèles d’homogénéisation, modèles de volumes finis, modèles par approche inverse)

permettant le changement d’échelle des processus élémentaires qui s’opère aux interfaces solutions/minéraux vers les échelles d’espace d’intérêt (profil de sol, aquifère, roche altérée).