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

12 INTRODUCTION
Les études précédemment menées pour l’argilite de Bure ont montré une organisation
multi-échelle des assemblages minéralogiques et de la porosité :
• à l’échelle microscopique (∼µm), les minéraux argileux présentent une organisation
complexe à plusieurs échelles (feuillets, particules, grains). Les tailles des pores sont
comprises entre le nanomètre et le micron et sont associées aux porosités interfoliaires,
interparticulaires et intergranulaires.
• à l’échelle mésoscopique (cm - µm), les grains minéraux sont composés de quartz, issus
des apports terrigènes, de minéraux carbonatées et de sulfures qui ont une origine
diagénétique (Lavastre, 2002 ; Maes, 2002). A cette échelle, les minéraux non argileux
contrôlent la géométrie du domaine argileux (Sammartino et al., 2003).
• à l’échelle macroscopique (cm - dm) les assemblages minéralogiques sont considérés
comme homogènes. La porosité est considérée comme uniformément distribuée et est
définie de manière moyenne (Rosanne, et al., 2003,Descostes et al., 2008).
• à l’échelle de la formation (> dm) les variations minéralogiques sont quantitativement
investiguées par des mesures diagraphiques (Lefranc, 2007) et en laboratoire à l’échelle
macroscopique (Gaucher et al., 2004). A cette échelle, les variations de teneurs en
minéraux argileux et carbonates sont anti-corrélés sur toute l’épaisseur de la couche
(Fig.1). Le Callovo-Oxfordien présente également une évolution minéralogique des
minéraux argileux avec un passage d’interstratifiés de type I/S R = 1 dans la partie basale
à un type I/S R = 0 vers le partie sommitale de la couche d’origine sédimentaire. Cette
évolution est liée aux variations minéralogiques des apports terrigènes (Claret et al., 2004).
Problématique et plan de la thèse
Dans un objectif de modélisation et de prédiction des transferts des radionucléides dans la
formation du Callovo-Oxfordien, les mécanismes de diffusion doivent être définis à toutes les
échelles d’organisation structurale. Pour atteindre cet objectif, l’une des stratégies envisagées
consiste tout d’abord à définir les relations existant entre la minéralogie, la porosité et les
propriétés de diffusion. Une large partie des efforts réalisés jusqu’à présent implique l’échelle
microscopique, caractérisée par les distributions spatiales des minéraux argileux. A cette
échelle, les processus de diffusion sont définis conceptuellement par rapport à la nature de
l’espèce qui diffuse, la nature des interfaces solide-solution, la géométrie de l’espace poreux
(fonction de la taille, la morphologie, la topologie et l’arrangement des minéraux argileux), et