Influence des processus osmotiques sur l'excès de charge hydraulique mesuré dans la formation argileuse du Toarcien/Domérien de Tournemire

Influence of osmotic processes on the excess-hydraulic head measured in the Toarcian/Domerian argillaceous formation of Tournemire

• Auteur / Autrice : Joachim Trémosa
• Direction : Julio Gonçalvès, Sophie Violette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrologie et hydrogéologie quantitative
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Chimie

Hydrogéologie

Domérien

Tournemire (Aveyron)

Toarcien

Mots clés libres

Osmose chimique

Domérien

Résumé

Un excès de charge hydraulique, ou surpression, est fréquemment observé dans les formations argileuses de très faible perméabilité et l’origine de cet excès de charge est une question importante pour comprendre les mouvements d’eau et de solutés. Le but de la thèse a consisté à étudier et quantifier l’importance de chacun des processus responsables de l’excès de charge de 30 +/- 10 m observé dans la formation argileuse du Toarcien/Domérien de Tournemire (Aveyron). Le cœur de la thèse consiste en la caractérisation des processus d’osmose chimique et thermique, un flux d’eau sous un gradient de concentration et de température, respectivement. Cette caractérisation s’est faite expérimentalement et par le biais de modèles théoriques reproduisant les interactions entre la surface chargée des argiles et la solution de pore: l’exclusion anionique pour l’osmose chimique et la modification des propriétés de l’eau à proximité de la surface pour la thermo-osmose. Les expériences ont été réalisées sur échantillons d’argilite et dans un forage équipé d’une chambre de test à Tournemire en induisant un gradient de concentration ou de température à travers un échantillon ou entre le forage et la formation. L’efficacité d’osmose chimique la perméabilité thermo-osmotique sont ensuite obtenus par la simulation de l’évolution des pressions. En parallèle, le profil de composition de l’eau porale a été établi de manière indirecte avec un modèle géochimique. Le calcul du profil de charge hydraulique dans la formation, qui considère aussi le comportement hydromécanique de l’argilite, montre que seuls les processus osmotiques et hydrauliques sont à l’origine de l’excès de charge hydraulique.