Etude expérimentale intégrée de l’impact de l’altération des roches sur leurs propriétés hydromécaniques

Les interactions fluides-roches jouent un rôle fondamental dans l'évolution de notre environnement. Elles vont notamment influer sur le développement des systèmes karstiques, sur l'altération météorique des roches et donc les taux d'érosion continentale, ainsi que sur le recul des falaises sous l'action de l'infiltration des eaux météoriques… L'ensemble de ces processus va dépendre des conditions climatiques et les couplages thermo-hydromécaniques et chimiques associés devront donc être pris en compte pour prévoir l'impact du changement climatique sur les zones vulnérables concernées.
Les modèles de transport réactif ont connu d'importants développements ces deux dernières décennies. Néanmoins, la compréhension du couplage avec les déformations du milieu poreux et de l'impact sur ses propriétés hydromécaniques reste insuffisante. L'intégration des interactions fluides-roches dans des modèles prédictifs à grande échelle requiert donc une meilleure connaissance des effets du transport réactif à l'échelle de la microstructure où les différents processus vont s'initier. La plupart des études expérimentales se focalisent sur l’évolution de la porosité et de la perméabilité et peu d'entre elles abordent l’impact des conditions d'écoulement sur les propriétés mécaniques (modules élastiques, vitesse de propagation des ondes, résistance à la rupture).
L'objectif de ce travail de thèse est de développer une approche expérimentale intégrée permettant de comprendre l'effet d'un écoulement réactif sur la structure poreuse et les propriétés hydromécaniques des roches. Différentes microstructures de roches carbonatées (par nature très réactives) seront considérées, dont des échantillons fracturés afin d'étudier les interactions entre fractures et matrice poreuse qui jouent un rôle essentiel dans les problématiques considérées. Une fois validée au cours de la thèse, l'approche ainsi définie pourra être appliquée à différentes formations rocheuses soumises à des conditions d'écoulement réactif variées et utilisée pour contraindre des modèles chemo-hydro-mécaniques.

Mots clefs: roches, propriétés hydromécaniques, altération, impact du changement climatique

• Directeur de thèse    Prof., FORTIN Jérôme, Laboratoire de Géologie de l'ENS Paris (UMR 8538)
• Ecole doctorale    Ecole Doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers, https://ed560.ed.univ-paris-diderot.fr/
• Encadrant IFPEN    Dr., BEMER Elisabeth, elisabeth.bemer@ifpen.fr
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2021
• Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Master en Sciences de la Terre ou en Sciences de l'ingénieur
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français et de l’anglais
• Autres qualifications    Goût pour la combinaison d’approches expérimentales et théoriques, notions de thermochimie...