Fiche de valorisation de la campagne IGUANES

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”
(à envoyer par courriel à [email protected] )
Nom de la campagne : IGUANES
Projet / Programme de rattachement : Action Marges, Extraplac.
Navire : Atalante
Engins lourds : Sismique
Dates de la campagne : 28 avril – 21 mai 2013
Zone(s) : Guyane Française et Surinam
Nombre de jours sur zone/en transit : 23 jours sur zone
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : Loncke Lies, UMR 5110, Université de Perpignan
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 12 mer + 6 terre
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 3 mer + 1CDD 6 mois à terre
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 3 mer + 10 à terre
Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : 25/04/2014
Fiche remplie par : Lies Loncke
Adresse : CEFREM, UMR 5110, Université de Perpignan, Bat U, 2° ét, 52 avenue Paul Alduy, 66860 Perpignan
Email : [email protected]
Tel : 0468662065
Fax :
Résultats majeurs obtenus
1 à 3 pages destinées à informer un large public sur les résultats obtenus
1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne
La campagne IGUANES est le fruit d’une collaboration entre le CEFREM (université de Perpignan) et l’Ifremer qui
visait à valoriser les données de la campagne GUYAPLAC acquises dans le cadre du programme d’extension
raisonnée de la ZEE. La valorisation scientifique de ces données a permis de mettre en valeur plusieurs éléments
qui ont fondé les bases de la campagne d’exploration et d’analyse haute résolution IGUANES : (1) Tout d’abord, le
fait que la marge transformante Guyane-Surinam est atypique et montre une variabilité latérale non comprise, (2)
autre découverte : les processus sédimentaires prédominants sur cette marge sont les glissements gravitaires bien
que les taux de sédimentation y soient relativement faibles, (3) enfin, de très nombreuses dépressions ont été
découvertes à la surface de ces masses glissées et interprétées comme des pockmarks c’est-à-dire des sorties de
fluides en fond de mer (eau ou gaz). L’ensemble de ces objets et observations n’avait pas encore été répertoriés
ensemble sur une marge transformante et cela a cristallisé le projet d’exploration et d’acquisition haute-résolution
IGUANES. Ce projet a été soutenu par le programme scientifique national Action Marges et en particulier le thème
« Genèse et Evolution des marges ». Le prélèvement de carottes sur zone (4 jours de mer) a été soutenu par
l’entreprise Shell.
2 – Rappel des objectifs
La campagne IGUANES (Instabilités et sorties de fluides de la marge transformante Guyane-Surinam) concerne
l’investigation des relations entre structure, instabilités gravitaires et sorties de fluides froids le long de la marge
transformante Guyane-Surinam. Cette marge montre une variabilité structurale très intéressante avec notamment
une partie basculée vers le large qui ne comporte pas de ride marginale. Ce dispositif paraît influencer la
localisation et la géométrie de nombreuses masses glissées et de très intenses sorties de fluides. Un champ de
pockmarks géants semble en effet se mettre en place en relation avec les séries basculées post-rift.
Pour contraindre la nature atypique de cette marge et les couplages entre structure, sorties de fluides et
glissements en surface, une acquisition multi-échelle a été menée de façon à intégrer ces différents objets :
sismique rapide 24TR pour la structure d’ensemble, sismique HR 72TR pour les relations socle-pockmarksglissements, sondeur MF EM122 (avec analyse panaches de gaz dans la colonne d’eau), carottages, géochimie
et flux de chaleur pour l’origine des fluides et le calcul de modèle de stabilité des hydrates, courantologie pour
l’étude des interactions entre sorties de fluides et courants profonds.
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3 – Principaux résultats obtenus
La zone de travail se situait au large de la Guyane Française et du Surinam le long d’une marge transformante
passive (Figure 1).
Figure 1 : Plan de position des acquisitions IGUANES.
Figure 2 : Plan de position des acquisitions de sismique Haute Résolution (lignes noires)
Le programme d’acquisition s’est articulé en 3 grandes phases (Fig1) :
‐ Cartographie EM122 de la partie Sud du plateau de Demerara,
‐ Cartographie haute résolution EM122/ SIS HR/chirp des systèmes de glissements et sorties de fluides le
long du plateau de Demerara,
‐ Carottage et flux de chaleur le long des sorties de fluides pour déterminer l’origine des fluides (eau ?
Gaz ?) ; dépôt d’un mouillage de courantologie (prévu 1 an en fond de mer),
‐ Exploration de la structure générale de la marge au large de Surinam et Guyane (SIS RAP).
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Une marge transformante segmentée
A l’échelle de la marge transformante Guyane-Surinam, l’acquisition de nouveaux profils de sismique a permis de
mettre en évidence la variabilité latérale de la marge. Trois domaines ont notamment été identifiés : les domaines
A et C purement transformants marqués par des plis et une transition continent-océan très étroite. Un domaine B,
montrant des blocs basculés et une transition continent-océan plus large. Ce domaine est interprété comme une
zone de relai (sorte de bassin en pull-apart) et l’origine des blocs basculés est encore discutée : blocs basculés
associés à de l’amincissement crustal ou blocas basculés gravitaires éventuellement postérieurs à l’océanisation ?
Figure 3: Carte structurale déduite des observations IGUANES et GUYAPLAC. Le fond de carte est une carte
gravimétrique corrigée de l’effet de la colonne d’eau (tiré de Loncke et al., soumis).
Analyse Haute résolution : un gain de résolution majeur
Pendant la campagne, la majeure partie du plateau sous-marin Guyanais a été cartée avec une résolution jamais
égalée (25m au sol). Cette nouvelle cartographie permet de caractériser avec une grande précision 3 grands types
de structures sous-marines déjà reconnues sur les données GUYAPLAC :
‐ des cicatrices d’arrachement associées à des glissements sous-marins ;
‐ des dépressions (sorties de fluides ?) allongées par des courants de fond vers le SE ;
‐ des rides sous-marines associées à des courants ou des glissements sous-marins.
Ce gain de résolution permet d’aborder ces objets avec une nouvelle vision. Les dépressions géantes identifiées
sur GUYAPLAC ont une structure modelée par de forts courants de fond. De plus petites dépressions sont
systématiquement associées aux structures géantes. Les dépressions s’organisent presque toutes le long
d’alignements parallèles à la direction de plus grande pente (Figure 4). Pour ce qui est de la cicatrice
d’arrachement principale du complexe glissé identifié sur les données GUYAPLAC, celle-ci n’est pas continue en
surface et elle est parfois associée à d’importantes dépressions allongées de 500*200m. La nature discontinue de
cette cicatrice révèle probablement que certaines parties du complexe glissé ont été réactivées récemment.
Un complexe glissé géant
En profondeur, un empilement de plusieurs masses glissées superposées a érodé le plateau sous-marin de
Demerara sur 500 m de haut et au moins 7000 km². Ce complexe glissé particulièrement imposant s’enracine sur
des niveaux potentiellement soumis à des surpressions de Fluide (base du Paléocène). Les lignes régionales
Guyane-Surinam montrent que le même phénomène a lieu latéralement le long de tout le plateau de Demerara. Le
plan de décollement basal semble être toujours le même : base du paléocène, décrit comme un niveau de faible
perméabilité permettant de concentrer du méthane en profondeur (leg ODP 207). Les glissements observés sont
donc régionaux. Ils sont comparables en ampleur aux glissements habituellement observés le long de marges
grasses. L’étude de ce type d’objets permettra de mieux comprendre les mécanismes de déclenchement et
d’évolution des glissements en contexte de marge transformante – et les risques naturels associés (glissements
sous-marins, tsunamis, etc. ).
Analyse des pockmarks
Il existe d’autre part des corrélations systématiques entre la localisation des pock-marks et des masses glissées :
tous les champs de pockmarks se mettent en place au-dessus de masses glissées dans des domaines où les
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débrites les plus récentes sont quasiment à l’affleurement. Les carottes prélevées au droit des pock-marks sont
pour majorité constituées de matériel sédimentaire extrêmement compacté suggérant des processus de dégazage
ou dewatering. Les anomalies d’alcalinité sont cependant faibles hormis le long du champ Matoutou et il n’y a eu
aucun enregistrement de panache actif dans la colonne d’eau au droit des pock-marks investigués. Les carottes
n’ont montré aucune trace pouvant témoigner de sorties de gaz récentes. Il est donc proposé que ces dépressions
correspondent à des pockmarks « à eau » ou encore des pockmarks fossiles retravaillés par les courants profonds.
Figure 4 : Bathymétrie EM122 Iguanes permettant d’identifier plusieurs alignements ou champs de pock-marks.
Sont aussi visibles la cicatrice d’arrachement du complexe glissé et des rides sédimentaires probablement
associées à des courants de contour.
Mise en évidence de contourites
Un dernier résultat de cette campagne est que des courants de contour semblent affecter de façon très importante
la sédimentation du plateau, au moins depuis le Miocène. Les données haute résolution montrent en effet que la
cicatrice d’arrachement principale du complexe glissé guide un chenal de contour et permet la mise en place d’un
grand corps contouritique en aval de la ciccatrice. Le mouillage installé en fond de mer a permis de mettre en
évidence un courant vers le SE dont les vitesses peuvent atteindre 30cm/s. Toutes les dépressions sont allongées
parallèlement à cette direction. Des rides longitudinales sont également observées parallèlement (Figure 4). Les
carottes montrent aussi un certain nombre d’indices en faveur d’une sédimentation contrôlée par des courants de
contours (alternance de niveaux fortement oxygénés et plus sédimentés, glauconie, forte bioturbation, voir Tallobre
et al., 2014). Les interactions entre structure de la marge, glissements et contourites sont à investiguer plus en
détails.
Références :
Loncke L. and the IGUANES scientific party, submitted the 5 june 2014. “Structure of the Demerara passive
transform margin and associated sedimentary processes. Preliminary results from the IGUANES cruise ». Special
Publication on Transform Margins : Development, Controls and Petroleum Systems, ed. Michal Nemcok,
Geological Society of London.
Tallobre C., Giresse P., Loncke L., Bayon G., Bassetti MA, Randla M., Buscail R., Durrieu de Madron X., Bourrin
F., Kunesch F., Sotin C., Berné S., Vanhaesebroucke M., 2014. New findings of contourite-related structuresand
their implications on oceanographic and sedimentary conditions on the Demerara Plateau (French Guiana and
Surinam). 2nd Deep water circulation congress: the contourite log-book du 10-12 septembre 2014, ghent, belgique
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Tableau récapitulatif
Nombre
1
Publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées
dans JCR (Journal Citation Reports )
2
3
Publications dans d’autres revues ou ouvrages scientifiques faisant référence dans le
domaine
Publications électroniques sur le réseau Internet
4
Publications sous forme de rapports techniques
5
Articles dans des revues ou journaux « grand public »
2
6
Communications dans des colloques internationaux
4
7
Communications dans des colloques nationaux
8
8
Nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites
9
Rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …)
10
Applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …)
11
Brevets
12
Publications d’atlas (cartes, photos)
13
Documents vidéo-films
14
DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne
6 Master 1
1 Master 2
15
Thèses ayant utilisé les données de la campagne
3
16
Traitement des échantillons et des données
Si en cours, préciser et donner les échéances
Transmission au SISMER des données acquises avec les moyens communs du navire
Terminé. En cours
d’analyse.
Oui
17
Année n :
Année n+1 :2
Année n+2 :
Année n+3 :
Année n+4 :
Année n+5 :
Année n+6 :
Année n+7 :
…
(NB : cette transmission est systématique dans le cadre des navires gérés par Genavir)
18
Transmission au SISMER de données autres que celles acquises avec les moyens
communs du navire
Transmission à d’autres banques de données
Non
19
Transmission à d’autres équipes de données ou d’échantillons
Oui
20
Considérez-vous la publication des résultats terminée
Si en cours préciser et donner les échéances
Non
en cours
Fournir pour chacune des rubriques en classant année par année :
Rubriques 1 à 7 incluses : liste des publications et colloques avec les noms d’auteurs suivant la présentation en vigueur pour
les revues scientifiques.
Rubriques 8 à 13 : Liste des références des rapports, des applications, des brevets, atlas ou documents vidéo
Rubriques 14 et 15 : Nom et Prénom des étudiants, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER 2 ou de la thèse, Date de
soutenance
Rubriques 17 à 19 incluses : données transmises à des banques de données ou à des équipes auxquelles.
Rubrique 20 : Si la publication des résultats n’est pas terminée, pouvez-vous donner un échéancier ?
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Références
R1 - Références des publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées
dans JCR (vérifier dans la base « Journal Citation Reports » via « ISI Web of Knowledge » si les revues sont
bien référencées) et résumés des principales publications. (Les classer par année).
Loncke L. and the IGUANES scientific party, submitted the 5 june 2014. “Structure of the Demerara passive
transform margin and associated sedimentary processes. Preliminary results from the IGUANES cruise ». Special
Publication on Transform Margins : Development, Controls and Petroleum Systems, ed. Michal Nemcok,
Geological Society of London.
Pattier F., L. Loncke, P. Imbert, V. Gaullier, C. Basile, A. Maillard, W.R. Roest, M. Patriat, B.C. Vendeville and
IGUANES scientific party, submitted to Marine Geology in july 2014. Slides and associated fossil giant
depressions as possible fossil hydrate pockmarks along the Demerara plateau.
R2 – Références des publications parues dans d’autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant
référence dans la discipline. (Les classer par année).
R3 – Références des publications électroniques sur le réseau Internet. (Les classer par année).
R4 – Références des rapports techniques. (Les classer par année).
R5 – Références des articles parus dans des revues ou des journaux « grand public ». (Les classer par
année).
Presse écrite :
- Article dans France Guyane “L’Atalante fait escale les cales chargées de carottes”, juin 2013.
- Article dans la Semaine Cayennaise “Campagnes scientifiques au large de la Guyane” 29 mai 2013.
Sites internets et presse universitaire
- http://www-sdt.univ-brest.fr/actualites%202012-2013/campagne-iguanes-sur-la-marge-guyanaise
- Le Mag de l’UPVD n°11, Juin 2013, p16-17, « Le *CEFREM a dirigé la campagne scientifique IGUANES au large
de la Guyane et du Surinam”
.
R6 – Références des communications dans des colloques internationaux. (Les classer par année).
Grall C., B. Marcaillou, L. Loncke, Mercier de Lépinay, C. Basile, W.R. Roest, J. Diederik, A.M., Van Wees, S.
A.P.L. Cloething, 2014. Thermal modelling of a transform-divergent interaction zone, the Demerara Plateau,
French Guiana margin: architecture of oceanic and continental crusts. EGU2014-14207, Vienna, 27 april-02 may
2014.
Roest, W. R.; Loncke, L.; Loubrieu, B., 2013. Combining ECS Exploration and Scientific Interest: The Case of the
Demarara Plateau Offshore French Guiana (Invited). American Geophysical Union, Fall Meeting 2013, abstract
#OS12B-01.
Mercier de Lépinay, M. Le Pourhiet, L., Loncke, L., Vendeville, B., Basile, C., Maillard, A., Roest, W. R., Gaullier,
V., May, D., de Clarens, P., 2013. 3D Thermo-mechanical models of Equatorial Atlantic rifting and opening, and
the oblique/transform continental margins formation and evolution - Preliminary results, American Geophysical
Union, Fall Meeting 2013, abstract #T21A-2534.
Tallobre C., Giresse P., Loncke L., Bayon G., Bassetti MA, Randla M., Buscail R., Durrieu de Madron X., Bourrin
F., Kunesch F., Sotin C., Berné S., Vanhaesebroucke M., 2014. New findings of contourite-related structuresand
their implications on oceanographic and sedimentary conditions on the Demerara Plateau (French Guiana and
Surinam). 2nd Deep water circulation congress: the contourite log-book du 10-12 septembre 2014, ghent, belgique
R7 – Références des communications dans des colloques nationaux. (Les classer par année).
Bermell S., W.R. Roest et l’équipe scientifique IGUANES, 2013. Premiers résultats de la campagne IGUANES :
modèles numériques de terrain basés sur les données bathymétriques multifaisceaux. 14ème congrès français de
sédimentologie, ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
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Loncke L. et l’équipe scientifique IGUANES, 2013. Premiers résultats de la campagne IGUANES : instébilités et
fluides au large de la marge transformante Guyane Surinam. 14ème congrès français de sédimentologie, ASF Paris,
4-8 novembre 2013.
Maillard A., C. Basile, L. Loncke, M. Mercier de Lépinay, D. Graindorge, A. Heuret et l’équipe scientifique
IGUANES, 2013. Premiers résultats de la campagne IGUANES : la marge transformante du Nord du plateau de
Demerara (Guyane-Surinam). 14ème congrès français de sédimentologie, ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
Mercier de Lépinay M., C. Basile, A. Maillard, L. Loncke, F. Pattier, W.R. Roest, V. Gaullier, P. De Clarens, 2013.
Structure et évolution du plateau de Demerara (Guyane Française). 14ème congrès français de sédimentologie,
ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
Mercier de Lépinay M., C. A. Boukandou Sidi, L. Loncke, W.R. Roest, C. Basile, 2013. Analyse systématique des
profils bathymétriques le long des marges continentales transformantes. 14ème congrès français de sédimentologie,
ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
Pattier F., P. Imbert, L. Loncke, V. Gaullier, W.R. Roest, C. Basile, A. Maillard et l’équipe scientifique IGUANES,
2013. Les dépressions fossiles du plateau de Demerara : des paléo-pockmarks à hydrates ? 14ème congrès
français de sédimentologie, ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
Pattier F., B.C. Vendeville, L. Loncke, A. Lacoste, V. Gaullier, W.R. Roest, C. Basile, A. Maillard, M. Patriat, G.
Blondiau, 2013. Influence des surpressions de fluide sur les glissements le long d’une marge transformante :
modélisation analogique et application au plateau de Demerara (Guyane Française). 14ème congrès français de
sédimentologie, ASF Paris, 4-8 novembre 2013.
Pattier F., L. Loncke, V. Gaullier, C. Basile, A. Maillard, P. Imbert, W.R. Roest, B.C. Vendeville, M. Patriat, B.
Loubrieu et l’équipe scientifique IGUANES, 2013. Glissements et sorties de fluides dans une marge transformante,
le plateau de Demerara Est (Guyane Française). 14ème congrès français de sédimentologie, ASF Paris, 4-8
novembre 2013. R8 – Références des nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites, lieux où sont
déposés les holotypes. (Les classer par année).
R9 – Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …). (Les
classer par année).
R10 – Liste des applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …). (Les classer par année).
R11 – Références des brevets. (Les classer par année).
R12 – Références des atlas (cartes, photos). (Les classer par année).
R13 – Liste des documents vidéo-films. (Les classer par année).
R14 – DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l’étudiant, Laboratoire
d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER ou de la thèse, Date de soutenance)
Sylvain Bermell,Géosciences Brest-Ifremer, Stage de Master 1 « Caractérisation haute-résolution des champs de
pockmarks du plateau de Demerara, rapport 39p, juin 2013.
Mirjam Randla, CEFREM – UMR 5110, Université de Perpignan. Mémoire de Master 1, Faciès et processus
sédimentaires sur la marge de la Guyane française et leurs relations avec les instabilités gravitaires et sorties de
fluides, rapport 31p, juin 2014.
Simon Waly Faye, CEFREM – UMR 5110, Université de Perpignan. Mémoire de Master 1, Etude des séquences
de contourites sur la marge de la Guyane, rapport 27p, juin 2014.
Manon Gourdon, CEFREM – UMR 5110, Université de Perpignan. Mémoire de Master 1, Assemblages des
microfaunes benthiques (foraminiferes et ostracodes) comme bio-indicateurs de la nature et de l'origine des fluides
dans les pockmarks de la Guyane francaise.Rapport 29p, juin 2014.
Tiphaine Riou, CEFREM – UMR 5110, université de Paris Orsay. Mémoire de Master 2. CEFREM – Mise en
évidence de dépôts de contourite et glissements le long de la marge guyanaise par analyse sismique haute
résolution, Rapport 42p, juin 2014.
Quingyu Wang et Adrien Le Chenadec, Universite de Grenoble. Stage de Master 1 : Structure profonde du
plateau de Demarara : interprétation et cartographie à partir de profils sismiques. Juin 2014.
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R15 – Thèses ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l‘étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet du
DEA ou MASTER ou de la thèse, Date de soutenance)
France Pattier, CEFREM UMR 5110 - Ifremer. Analyse et fonctionnement des sorties de Fluide et glissements de
la marge transformante Guyane-Surinam (plateau de Demerara). Couplage avec la structure. Soutenue le 4
décembre 2013.
Marion Mercier de Lépinay, CEFREM UMR 5110 – TOTAL - Ifremer. Structure et évolution des marges
transformantes conjuguées des plateaux de Demerara (Guyanes) et de Guinée. Comparaisons avec les marges
transformantes de l'Atlantique Equatorial. Soutenance prévue en Novembre 2014.
Cédric Tallobre, CEFREM UMR 5110 – Ifremer. Interactions fluides/sedimentation et genèse des pockmarks le
long du plateau de Demerara (Guyane Française). Début : 01/11/2014. Fin prévue : 01/11/2017.
R16 – Traitements des échantillons et des données en cours (types et échéances)
‐ Données sismiques traitées et intégrées dans KingDom Suite depuis juin 2013.
‐ Récupération du mouillage installé en fond de mer en avril 2014.
‐ Données colonne d’eau traitées depuis juin 2014.
‐ Données chirp traitées et intégrées dans KingDom Suite depuis juin 2014.
‐ Données multifaisceaux traitées et intégrées dans un SIG depuis juin 2014.
‐ Carottes ouvertes en Novembre 2013 et Février 2014. Description + banc XRF + Banc MSCL.
R1, R18 et R19 – Liste des données et échantillons transmis (Préciser les destinataires, SISMER, autres
banques, équipes scientifique …)
‐ Données géophysiques brutes transmises au SISMER et au gouvernement du Surinam.
‐ Carottes transmises à Ifremer.
‐ Logs et analyses des carottes transmises à Shell (dans le cadre d’un contrat Ifremer/CEFREM/Shell)
‐ Les SIG et projets Kingdom Suite ont été transmis à l’ensemble de l’équipe scientifique.
R20 – Liste des résultats restant à publier – échéance
‐
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‐
‐
‐
Loncke Pattier, et al.. Discovery of an atypical giant slide complex long the Demerara transform margin. In
prep pour Geology, soumission prevue fin 2014.
Tallobre, Giresse, Bassetti et al. Sedimentary characterization of the Demerara plateau : predominance of
contourite processes. Publication prévue en 2015.
Loncke, Tallobre, Riou, Pattier et al. Interaction between contourites, landslides and fluid releases off
French Guiana. Publication prevue en 2015.
Marcaillou, Grall et al. Heat flow analysis off French Guiana. Consequences for the margin structure and
recent gravitational evolution. Publication prevue en 2015.
Basile, Maillard et al. The lateral variety of the Demerara transform border. Publication prévue en 2015.