Contrôles sédimentologiques, minéralogiques et diagénétiques du transport de particules dans l’aquifère des sables de l’Albien du bassin de Paris

L’aquifère de l’Albien constitue un réservoir profond situé sous la craie du bassin parisien composé de dépôts argilo-gréseux non-consolidés, et est considéré comme une ressource stratégique primordiale pour l’Ile de France en cas d’indisponibilité durable des ressources classiques. Les dépôts associés aux dépôts de l’Albien présentent une architecture sédimentaire complexe à l'échelle du système sédimentaire, et en termes de distribution des hétérogénéités argileuses à l’échelle du réservoir, perturbant l’écoulement des fluides au sein de l’aquifère. A petite échelle, la composition minéralogique des dépôts constitue une hétérogénéité ayant des conséquences sur la mobilité des particules au sein du réservoir, et sur les transformations chimiques qui résultent d’interactions entre fluides et encaissants. Il est donc crucial de caractériser la composition minéralogique qui composent l'aquifère gréseux. La variabilité spatiale et temporelle des éléments entrant dans la composition initiale d’un sédiment doit aussi être précisée car cela induit des hétérogénéités minéralogiques préexistantes à la diagenèse, à l'origine d'hétérogénéités pétrophysiques dans le réservoir.
L’objectif de cette thèse est d’identifier et hiérarchiser les paramètres clés sédimentaires, minéralogiques et/ou diagénétiques qui ont une influence sur le comportement de l’aquifère face aux contraintes liées à une exploitation accrue, et à quelles échelles cela influe sur le comportement du système. Une compréhension du système sédimentaire à l’échelle du bassin par corrélation des unités sédimentaires sera nécessaire pour contraindre l’architecture du système, et ainsi déterminer la nature et la localisation des principaux types de réservoirs et leurs caractéristiques. Cette phase de compréhension et de hiérarchisation sera menée de l’échelle du système et à l’échelle du réservoir. Une dernière phase consiste à intégrer ces paramètres clés dans une approche de modélisation prenant en compte les proxis identifiés aux différentes échelles. La modélisation stratigraphique permettra d'abord de tester les différents scenarios et de propager en 3D les géométries sédimentaires et leur propriétés (contenu minéralogique, proportion en argile…). La nature des réservoirs Albien sera ensuite reconstituée en établissant des « rock-types » intégrant les différents proxis, et permettra enfin de considérer le passage à l’échelle réservoir en vue de prendre en compte la distribution des vitesses d’écoulement à l’échelle microscopique (vitesses contrôlant le transport et capture des particules fines à travers le réseau poreux par filtration mécanique et donc induisant des modifications de perméabilité).

Mots clefs : Albien, sables, aquifère, sédimentologie, minéralogie, modélisation stratigraphique

• Directeur de thèse    Professeur PATRIER Patricia, IC2MP, université de Poitiers
• Ecole doctorale    École Doctorale n° 614 : Chimie, Ecologie, Géosciences, Agrosciences (Théodore Monod), https://www.u-ldevinci.fr/cega/
• Encadrant IFPEN    Docteur, DESCHAMPS Rémy, ingénieur de recherche en géosciences, département Sciences des sols et du sous-sol, remy.deschamps@ifpen.fr
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil Malmaison, France, Université de Poitier, Poitier, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
• Employeur    IFPEN, Rueil Malmaison, France
• Qualifications    Master en géosciences
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français indispensable, anglais souhaitable