Informations générales

Référence

2026-4032  

Description du poste

Métier

F08 Géochimie - Ingénieur·e / Chercheur·e

Intitulé du poste

Thèse sur la valorisation du CO₂ par des micro-organismes dans des systèmes géothermiques

Contrat

Thèse

Temps de travail

Temps complet

Durée du contrat

36 mois

Contexte

Rejoindre le BRGM, c'est intégrer le premier établissement public français en sciences de la Terre, où 1 000 experts œuvrent sur 25 sites pour relever les défis environnementaux et énergétiques. Au sein de sa Direction Énergie et Décarbonation (DED), le BRGM développe des solutions innovantes pour une exploitation durable du sous-sol : géothermie, stockage de carbone, hydrogène naturel ou gestion des déchets radioactifs. Le projet européen MiningBrines, auquel le BRGM contribue, forme 19 doctorants à la valorisation des saumures géothermales pour extraire des matières premières critiques et des gaz énergétiques, tout en minimisant l'impact environnemental. Grâce à une approche interdisciplinaire (géosciences, biogéochimie, IA, socio-économie…), les doctorants développent des outils d'expérimentation et de modélisation alignés sur les objectifs du Pacte vert européen. Ensemble, BRGM et MiningBrines renforcent l'autonomie stratégique de l'Europe en ressources durables, tout en formant les experts de la transition verte.

Description de la mission

Cette thèse porte sur l'optimisation de l'efficacité énergétique d'un système géothermique à Draškovec, dont les fluides contiennent principalement du méthane (CH₄) et du dioxyde de carbone (CO₂). L'objectif principal est de contrôler et favoriser la conversion biologique du CO₂ dissous en CH₄ grâce à des micro-organismes, au sein d'un bioréacteur en surface. Ces micro-organismes pourront être présent naturellement (issus du fluide géothermique) ou sélectionnés en laboratoire. Les conditions extrêmes du réservoir (jusqu'à 250 bar et 100 °C), ainsi que celles liées à l'exploitation géothermique, influencent fortement ces processus biologiques. Une compréhension fine des besoins de ces micro-organismes (température, pression, nutriments) est donc essentielle pour optimiser la méthanogenèse.
Un second objectif : l'impact de la réinjection du CO₂, issu de la combustion du CH₄, sur les communautés microbiennes profondes et les équilibres géochimiques. Il s'agit également d'étudier le devenir de ce CO₂, notamment sa minéralisation via des processus biogéochimiques.
La thèse s'articule autour de plusieurs questions scientifiques : identification des communautés microbiennes en conditions extrêmes, compréhension des mécanismes de production de méthane à partir du CO₂, effets de la réinjection de CO₂ sur les écosystèmes profonds et sa minéralisation, et intégration de ces processus biologiques dans un système géothermique.
Le travail débute par la caractérisation géochimique et microbiologique du réservoir, à travers des campagnes d'échantillonnage d'eau et de roches. Ces analyses permettront d'identifier les micro-organismes présents et de collecter des échantillons pour des expérimentations en laboratoire, en collaboration avec des partenaires industriels et académiques. Parallèlement, une sélection de micro-organismes méthanogènes adaptés aux conditions du site sera réalisée.
La deuxième phase consistera à tester en laboratoire la capacité de ces micro-organismes à produire du méthane dans différentes conditions (température, pH, salinité). Les souches les plus prometteuses seront étudiées en détail afin de déterminer leurs besoins nutritionnels et les facteurs influençant leur performance. Des voies de minéralisation du CO₂ seront également explorées.
Enfin, la dernière étape visera à intégrer ces résultats, notamment via des essais pilotes et des simulations géochimiques, afin d'évaluer la faisabilité du couplage entre production de méthane et réinjection de CO₂ en conditions réelles.
Les résultats attendus incluent une meilleure connaissance des écosystèmes microbiens profonds, l'identification des conditions optimales de conversion du CO₂ en CH₄, et la mise en évidence de mécanismes de minéralisation du CO₂. Ce projet ouvre des perspectives innovantes pour associer énergie géothermique, production de gaz renouvelable et stockage du carbone, tout en offrant des débouchés dans les domaines de l'énergie, de l'environnement et de la recherche

Profil

Date de début souhaitée : 01/09/2026
Formation : BAC + 5

Vous mobiliserez les compétences et qualités suivantes :
- Capacité à concevoir et à réaliser des tests expérimentaux en laboratoire et à mener des travaux sur le terrain
- Solides connaissances en microbiologie et en géochimie
- Capacité à travailler efficacement en équipe sur des sujets multidisciplinaires
- Solides compétences en communication pour présenter et promouvoir les résultats de recherche
- Esprit d'initiative
- Capacité à être autonome dans l'organisation de son travail quotidien mais également à s'intégrer dans un travail d'équipe pluridisciplinaire
- Aptitude de communication, bon relationnel quel que soit la taille du groupe (en interne ou en clientèle)
- Maîtrise de l'anglais (lu, écrit, parlé).
Bien que non obligatoires, les compétences suivantes seraient un atout : Expérience dans la conduite d'expériences dans des conditions anoxiques et/ou dans des conditions de pression et de température contrôlées, Techniques de caractérisation des micro-organismes, en particulier les méthodes basées sur l'ADN (PCR, séquençage), Analyse bioinformatique et statistique des données ADN communautaires et des ensembles de données liés au terrain, Connaissance des techniques d'analyse de l'eau et des gaz.

Spécificité du poste

La thèse sera principalement réalisée au BRGM (Orléans, France), avec plusieurs mobilités internationales pour développer des compétences complémentaires et collaborer avec des partenaires académiques et industriels. Trois détachements sont prévus : au HGI-CGS (Croatie, janv.–mai 2028) pour des campagnes d'échantillonnage biogéochimique sur le site AATG ; au GFZ (Allemagne, août–nov. 2028) pour des expériences de biominéralisation du CO₂ en conditions de réservoir ; et chez AATG (Croatie, mars–mai 2028) afin de tester et valider le procédé de conversion du CO₂ en conditions opérationnelles ou préparer son déploiement à plus grande échelle.
Le doctorant intégrera le réseau doctoral européen MiningBrines (programme Marie Skłodowska-Curie), offrant un environnement interdisciplinaire et international, avec formations, ateliers, accès à des infrastructures de pointe et mobilités. Le financement inclut un salaire attractif, une couverture sociale et la prise en charge des frais de recherche et de déplacement.
Le poste implique donc des déplacements réguliers en France et à l'étranger. Le BRGM propose un cadre de travail favorisant l'équilibre vie professionnelle/vie privée (télétravail, accompagnement de carrière, évolutions possibles) ainsi que divers avantages (JRTT, restauration, loisirs). Engagé pour la diversité et labellisé HRS4R, il garantit un recrutement transparent. Candidatures attendues avant le 30/04/2026, avec entretiens menés par un comité scientifique et RH.

Localisation du poste

Localisation du poste

France, Centre-Val de Loire, Loiret (45)

Ville