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

13 INTRODUCTION
de la chimie de la solution porale. Ceux-ci ont également été validés expérimentalement à
l’échelle macroscopique. Cependant, cette représentation des processus de transferts n’intègre
pas les minéraux non argileux qui peuvent représenter en termes de teneur jusqu'à 80 % des
roches composant la couche du Callovo-Oxfordien. L’intégration des mécanismes de
diffusion liés à ces minéraux apparaît d’autant plus importante si l’on veut prendre en compte
les variations minéralogiques caractérisant le Callovo-Oxfordien à l’échelle de la formation
dans la modélisation des transferts à cette échelle. Afin étudier le rôle des minéraux non
argileux sur les processus de diffusion, il convient tout d’abord de les étudier à leur plus bas
niveau d’organisation, c'est-à-dire à l’échelle mésoscopique. Dans cet objectif, il apparaît
essentiel (i) d’acquérir la distribution spatiale des minéraux non argileux et du domaine argile,
(ii) de définir les relations existant entre la distribution de la porosité et celle des minéraux
argileux et non argileux et (iii) d’appréhender les mécanismes de diffusion à cette échelle en
relation avec les propriétés de porosité et de la minéralogie. Des liens vers les échelles
inférieures et supérieures devront être proposés afin d’intégrer les travaux réalisés à l’échelle
mésoscopique dans une démarche de modélisation multi-échelles de la diffusion. Les relations
entre la minéralogie et la diffusion obtenues à l’échelle mésoscopique devront également être
confrontés aux expériences réalisées à cette même échelle. Dans ce but, il conviendra de
mettre en œuvre des méthodes de caractérisation des flux diffusifs à l’échelle mésoscopique.
Ce mémoire de thèse se présente sous la forme de cinq chapitres qui tenteront de répondre
aux questions exposées ci-dessous :
• Dans le premier chapitre nous souhaitons acquérir une représentation 2D et 3D de la
microstructure de l’Argilite de Bure. Il faut pour ce faire déterminer quelles sont les
données qu’il est possible d’obtenir vis-à-vis des techniques à notre disposition
(Microscopie Electronique à Balayage, microsonde électronique, tomographie
d’absorption de rayons X). Peut-on prendre en compte tous les éléments minéraux du
matériau, qu’elle est la définition des images à laquelle prétendre ? L’acquisition directe
de la distribution des minéraux en 3D est-elle envisageable ou faut-il mettre en œuvre des
méthodes de simulation de milieux 3D (Adler et al., 1992) ?
• L’objectif du deuxième chapitre est de déterminer les relations qui peuvent exister entre la
distribution de la porosité et des minéraux à l’échelle mésoscopique. Dans ce contexte
l’application de la technique d’autoradiographie, déjà utilisée pour l’étude de l’argilite