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

137 CHAPITRE 4
2.1.3 Quantification des hétérogénéités de porosité de l’échelle du décimètre au micromètre
La mise en œuvre d’imprégnation au 3 H-MMA d’échantillons pluri-centimétriques permet
d’investiguer la porosité connectée d’un matériau du centimètre au micromètre avec une
résolution spatiale d’une dizaine de microns (cf. Chapitre 1). Couplée à la technique
d’imagerie MEB en mode BSE, qui cartographie la distribution de minéraux aux échelles
micrométriques, les relations locales entre l’organisation de la porosité et celle de la
minéralogie sont mises en évidence. Les cartes de porosités de chaque parallélépipède sont
présentées dans la partie annexe de ce travail (Annexe 2). Les profils de porosité moyenne ont
été tracés dans la direction normale au plan de sédimentation puis comparés aux profils de
teneur en carbonates. L’étude des relations porosité, minéralogie et hétérogénéités structurales
est résumée dans le tableau 4.2. Celui-ci présente la porosité moyenne, la taille des
hétérogénéités de porosité observées sur les autoradiographies ainsi que les principales
relations entre la minéralogie et la porosité identifiées par comparaison entre la carte de
porosité et les observations MEB en mode BSE. Pour ces 4 échantillons, les variations de
porosité de l’échelle centimétrique à micrométriques sont principalement liées à la proportion
de minéraux carbonatés vis-à-vis des minéraux argileux (exemple pour l’échantillon EST
21036 Fig. 4.15). L’ensemble des hétérogénéités structurales observées en radiographie et
microscopie optiques traduisent des variations locales de la porosité. A l’échelle des grains
minéraux, les carbonates et les quartz apparaissent toujours non poreux. Les agrégats de pyrite
apparaissent quant à eux majoritairement comme non poreux (échantillon EST 26059). En
MEB en mode BSE, les zones les plus fortement calcifiées (EST 21036) montrent la présence
de macroporosité entre les grains de calcite (Fig. 4.16). Celle-ci pourrait induire une
modification des propriétés de diffusion dans ces zones (augmentation du coefficient de
diffusion effectif). D’un point de vue de l’organisation des minéraux, autour d’agrégats de
pyrite, on peut observer des orientations préférentielles des minéraux carbonatées (échantillon
EST 26059).
Les cartes de porosités des échantillons EST 26059 et EST 26095 présentent des variations de
porosité (du bord vers le centre) qui ne s’expliquent pas par des variations des assemblages
minéralogiques. Pour ces deux échantillons, plusieurs autoradiographies ont été réalisées au
cours de cette étude pour différents types de préparation de la surface des échantillons. Un
effet de la planéité des échantillons sur les valeurs de porosité a pu être mis en évidence avec
une diminution des valeurs de porosité lorsque le contact film autoradiographie-échantillon