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

163 CHAPITRE 5
a montré la faisabilité de cette genre d’approche pour différents types de matériaux par la
technique d’in- diffusion couplée à l’analyse élémentaire par micro-ablation laser
(microLIBS : micro Laser Induced Breakdown Spectroscopy). La technique de microLIBS
permet d’obtenir des cartographies élémentaires 2D en concentrations majeures et traces pour
les matériaux poreux hydratés. Le premier objectif de cette étude sera donc de réaliser des
cartographies couplées de la minéralogie et d’un cation diffusant en trace pour l’argilite du
Callovo-Oxfordien. Dans une seconde étape, nous investiguerons les relations minéralogie /
distribution spatiale du traceur afin de quantifier le comportement diffusif du cation étudié à
l’échelle mésoscopique. Ces travaux ont fait l'objet d'une collaboration avec le C EA dans le
cadre du projet FunMig (Denis Menut, Laboratoire de Réactivité des Surfaces et des
Interfaces [LRSI]), Nathalie Diaz (doctorante au Laboratoire de Mesures et Modélisation de la
Migration des Radionucléides [L3MR]) et Florence Goutelard (L3MR-Laboratoire d'Analyses
Nucléaires Isotopiques et Elémentaires [LANIE])). Dans ce cadre, le CEA a réalisé les
expériences de diffusion ainsi que les analyses élémentaires en microLIBS.
Afin de proposer une seconde approche expérimentale de la diffusion d’un cation à
l’échelle mésoscopique, des cartographies élémentaires en microsonde électronique ont été
réalisées après diffusion du traceur. Bien que cette technique soit classiquement utilisée pour
les mesures de concentrations en éléments majeurs et mineurs, Fialin et al., (1999) ont
démontré les potentialités pour l’analyse des traces en utilisant des conditions analytiques
adaptées. Cependant, l’analyse en microsonde électronique nécessite des échantillons
conducteurs (c. à d. métallisés) et imprégnés par une résine. De ce fait, des interactions entre
le traceur et la résine peuvent exister modifiant ainsi sa distribution spatiale. Notre étude
portera tout d’abord sur l’acquisition de cartographies élémentaires couplées en
concentrations majeures et traces par la technique de microsonde électronique. Puis nous
essaierons d’investiguer la validité de cette approche dans le but de représenter les
phénomènes diffusifs à l’échelle mésoscopique.
1 Méthodes
1.1 Le processus de sorption à l’échelle microscopique
A cette étape de travail, le transport dans les matériaux poreux naturels a été abordé en
considérant que les interactions des espèces en solution avec la phase solide étaient nulles.