Modélisation de l’évolution de la chimie des eaux par lixiviation hydrothermale à l’échelle bassin : application aux saumures lithinifères du fossé rhénan

La composition géochimique de l’eau peut avoir un fort impact sur la rentabilité de l’exploration de la ressource géothermique. Selon les éléments présents, elle peut engendrer des problèmes de scaling ou corrosion, ou à l’opposé, présenter des opportunités de valorisation de co-produits comme le lithium. Dans cette thèse il est proposé de caractériser la chimie des fluides en tenant compte des phénomènes de lixiviation hydrothermale au cours de l’évolution géologique du bassin. La démarche proposée pour cette thèse repose sur l’utilisation conjointe de modèles géologiques évolutifs (modèles de bassin), permettant d’améliorer les connaissances sur les facteurs physiques (température et pression) contrôlant les transferts réactifs et hydrodynamiques, et de modèles de transport réactif, permettant d’améliorer la compréhension de la mobilisation et consommation des espèces chimiques. Le cas d’application envisagé est le fossé rhénan. Ce bassin très documenté et étudié présente un fort potentiel géothermique et a la particularité d’avoir des saumures riches en Lithium. Les données nécessaires à la construction et calibration du modèle géologique sont disponibles dans la littérature, ainsi que des hypothèses concernant la paléo-circulation de fluides hydrothermaux. Pour le modèle de transport réactif, des données concernant l’altération hydrothermale des granites et le comportement des espèces chimiques principales sont disponibles, mais les données cinétiques de dissolution des minéraux lithinifères sont rares. La thèse comportera donc un volet expérimental qui sera réalisé dans les laboratoires de l’Université de Lorraine afin d’acquérir de nouvelles données cinétiques sur la dissolution du lithium.

Mots clefs: Modélisation géologique, modélisation de bassin, interaction fluide-roche, géochimie minérale

• Directeur de thèse    Prof. STERPENICH Jérôme, GeoRessources, Université de Lorraine
• Ecole doctorale    Sciences et Ingénierie des Ressources Naturelles, http://doctorat.univ-lorraine.fr/fr/les-ecoles-doctorales/sirena/presentation
• Encadrant IFPEN    Dr. LEMGRUBER-TRABY Adriana et Dr. COLLARD Nathalie, Direction Sciences de la Terre et Technologies de l'Environnement, adriana.traby@ifpen.fr 
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2023
• Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Master en Sciences de la Terre
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise de français et/ou anglais indispensable
• Autres qualifications    Fort intérêt pour la modélisation, pour la physique et la chimie (géosciences).