Rôle du transport particulaire lié à la déstructuration de gypses poreux dans le développement de cavités de dissolution

par Imen Zaier

Projet de thèse en Géosciences et géoingénierie

Sous la direction de Joël Billiote et de Farid Laouafa.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris) , en partenariat avec Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne) (laboratoire) , Géosciences - Fontainebleau (equipe de recherche) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    Le projet de thèse a pour objectif d'étudier, expérimentalement, les mécanismes de pertes de masse d'un gypse poreux immergé dans un fluide en circulation. Si le mécanisme principal est la dissolution de la phase minérale au contact du fluide sous‐saturé, la localisation des écoulements et/ou la déstructuration de la roche induites par la dissolution sont à l'origine de mécanismes secondaires, non négligeables, qui doivent être pris en compte pour évaluer correctement le développement d'une cavité de dissolution naturelle ou au droit d'une perte d'eau liée à ouvrage souterrain. En particulier, pour des gypses poreux, le détachement de grains et leur entrainement par l'écoulement, phénomène de suffusion, peut très fortement augmenter la croissance de la cavité par rapport à la seule prise en compte de la solubilisation. Ce projet répond à un double objectif. Le premier, cognitif, permettra, à partir d'expériences en laboratoire, d'identifier et de caractériser et de quantifier le mécanisme de perte de masse en fonction des caractéristiques pétrographiques du gypse poreux et de celle de l'écoulement du fluide sous‐saturé. Le second, technique et opérationnel, vise à définir une relation globale du taux de perte de masse prenant en compte l'ensemble des mécanismes identifiés et caractérisés.

  • Titre traduit

    Quantification of particles transport processes in growth of dissolution gypsum cavities


  • Résumé

    The objective of this PhD project is to study, mainly experimentally, the mechanisms of mass transfer of porous gypsum subjected to porous water flow. If the main mechanism of cavity growth is the dissolution of the mineral phase in contact with the under-saturated fluid, the nature of the water flow and/or the restructuration of the rock induced by the dissolution are at the origin of a non-negligible part of the cavity growth. These mechanisms are not well known and have to be evaluated accurately in order to quantify their contribution in the rate of growing of gypsum cavity form onset to collapse. In particular, in the case of grainstone gypsum, the dissolution of the inter-grains cement and their advection by flow can significantly increase the rate of growth of the cavity. The understanding of these chemico-physical processes will enhance the management of risks linked to these kind of geological processes which are common but not well known.