Interactions eau-fer-argilite : rôle des paramètres liquide/roche, fer/argilite, température sur la nature des phases minérales
Auteur / Autrice : | Olivier Pierron |
Direction : | Michel Cathelineau |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Géosciences |
Date : | Soutenance le 14/11/2011 |
Etablissement(s) : | Nancy 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques (Vandoeuvre-lès-Nancy, France) |
Jury : | Président / Présidente : Luis Martinez |
Examinateurs / Examinatrices : Damien Guillaume, Nicolas Michau | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Martine Buatier, Bertrand Fritz |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les interactions entre le fer métal et l'argilite du Callovo-Oxfordien choisie comme roche hôte pour le stockage des déchets radioactifs, a été étudiée expérimentalement. Le rôle des paramètres clés des transformations (rapports fer/argile, et liquide/roche) ont été étudiés à 90°C, et afin d'accélérer la cinétique des réactions à 150°C et 300°C. Les interstratifiés illite-smectite et les illites sont dissous et remplacés par de nouvelles phases argileuses. Les analyses au MET ont permis de déterminer des Fe-serpentines (phases à 7 Å, groupe de la berthiérine) à 90°C, des phases gonflantes de type smectite tri-octaédrique à 150°C, et des chlorites et des interstratifiés chlorite/smectite à 300°C. Quelle que soit la température, la transformation des feuillets illitiques (I et I/S) n'est pas complète et il reste toujours des feuillets à garniture interfoliaire sodi-calcique, interprétés comme des smectites résiduelles ou néoformées. En comparaison avec le système fer-smectite (bentonite), les différences portent sur la cinétique de réaction, beaucoup plus rapide dans le cas de l'argilite, et l'instabilité du quartz qui comme l'illite contribue à libérer le silicium nécessaire à la formation des silicates de fer. Les transformations observées trouvent des analogies avec les altérations hydrothermales et métasomatoses Fe-Mg des systèmes naturels