Modélisation prédictive de la migration des anions par description de la microstructure de la roche : application à l'argilite du Callovo-Oxfordien

par Nathalie Diaz

Thèse de doctorat en Matière condensée

Sous la direction de Pierre Turq.

Soutenue en 2009

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Modelling the effective diffusion coefficient of anions in Callovo-Oxfordian argilite knowing the microstructure of the rock


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  • Résumé

    Dans le cadre du stockage des déchets radioactifs dans une formation géologique profonde, la compréhension des phénomènes de transport dans l'argilite est nécessaire. A l'échelle macroscopique, la diffusion des espèces est décrite par un coefficient de diffusion effectif. Les mesures en laboratoire et in situ de ce coefficient de diffusion effectif dans l'argilite suggèrent un comportement spécifique des ions lié à la fraction argileuse de la roche. Cette étude développe une démarche multi-échelle pour prédire le coefficient de diffusion effectif des anions dans l'argilite du Callovo-Oxfordien. Les propriétés de transport et la microstructure (organisation spatiale des minéraux) de la roche sont caractérisées par des cartes minérales (2x2 mm²) résultant de la combinaison des cartes élémentaires obtenues par microsonde LIBS. Les coefficients de diffusion effectifs sont mesurés par la technique de through-diffusion. Deux modèles de diffusion ont été développés à deux échelles différentes. A l'échelle du nm-µm, un modèle de solvant continu considérant les effets de l'hydratation, de la taille finie des ions et l'influence des surfaces chargées des argiles permet de quantifier en accord avec les valeurs expérimentales la rétention des cations faiblement hydratés et la diffusion des anions en fonction de la nature de l'électrolyte en équilibre avec l'illite et d'une taille de pore moyenne. A l’échelle du µm-mm, un modèle de diffusion permet de permet de calculer le coefficient de diffusion de l'eau relatif à une microstructure 2-D de la roche comparable à la valeur expérimentale. Le couplage des deux modèles permet de décrire la diffusion des anions dans l’argilite.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( [IX]- 212 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 193-203. 106 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2009 35
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