Minéralogie, porosité et diffusion des solutés dans l'argilite du ...

120 CHAPITRE 3
particules d’argile est le résultat d’une orientation mécanique se produisant dans les premiers
mètres de l’enfouissement (Bennet and Hulbert, 1986). A ce stade, la précipitation de phases
minérales à partir de la solution (c.-à-d. carbonates, matière organique, hydroxydes) entre les
particules d’argile empêche leur alignement (C lennel et al., 1999). La teneur en carbonates
plus élevée pour l’argilite de Bure et la présence de grains micritiques à l’intérieur de celle-ci
semblent cohérentes avec une hypothèse de précipitation des carbonates en diagenèse précoce
empêchant le réalignement des particules d’argileuses. L’Opalinus C lay qui possède une
teneur en carbonates plus faible (environ 10%, Thury et al., 2002) favoriserait un stade
diagénétique avec un plus fort degré d’alignement des particules d’argiles, conduisant à une
plus forte anisotropie de diffusion.
Comme suggéré dans la section 4.1, les résultats expérimentaux d’anisotropie doivent
également tenir compte que l’anisotropie de diffusion liée à l’arrangement des grains
minéraux décroît avec la fraction en grains non poreux.
4.3 Relation entre l’échelle macroscopique et l’échelle mésoscopique
De même que pour l’anisotropie, le facteur de géométrie macroscopique G peut être
comparé à ceux obtenus expérimentalement. Melkior et al., (2007) fournissent une série de
coefficients de diffusion effectifs pour l’argilite de Bure pour divers traceurs. En considérant
des espèces non intéragissantes, ces coefficients de diffusion effectifs peuvent être convertis
en facteur de géométrie G :
D
G =
D
a
0
De
=
φ ⋅ D
0
[3.24]
Pour l’HTO, un facteur G de 0,072 est ainsi obtenu avec De = 2,5×10 -11 m²/s, D0 = 2,33×10 -9
m²/s et Φ= 15%. En considérant, la séparation d’échelle effective, le facteur géométrique
macroscopique s’écrit :
G G ⋅
= [3.25]
m p G
Pour un facteur Gm moyen de la matrice argileuse de 0,62 obtenu numériquement au cours de
cette étude (moyenne de la diffusion perpendiculaire et parallèle en 3D), on obtient un facteur
Gp dû à la géométrie des particules d’argile de 0,12 pour l’HTO. Cette approche est donnée à
titre d’exemple et devrait s’effectuer en théorie sur un même échantillon, mais elle permet
d’illustrer les possibilités pour de futures investigations. Ce facteur de géométrie est environ 5
fois plus faible que celui lié au contournement des quartz et des carbonates. A l’échelle des