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

17 CHAPITRE 1
tridimensionnelle réelle d’un matériau par tomographie reste assez peu utilisée et nécessite le
développement de méthodes adaptées de partitionnement d’images. Afin de prendre en
compte, l’organisation spatiale de la microstructure tridimensionnelle d’un matériau, il existe
également différentes méthodes de modélisation de milieu poreux. Une de ces méthodes
consiste à modéliser la microstructure par des objets géométriques de forme simple. Ces
objets sont ensuite assemblés de manière à simuler la formation du matériau (Vold, 1960,
Coelho et al., 1996, Coster et al., 2005). La seconde approche consiste à prendre en compte
les paramètres morphologiques des objets à partir de sections 2D (Adler et al., 1990, Adler,
1992, Adler and Thovert, 1998, Zhao et al., 2007, Wu et al., 2006). Ces méthodes de
modélisation de microstructure ont principalement été développées afin de réaliser des
simulations de migration de solutés et de gaz. Bien que représentant statistiquement les
milieux, celles-ci peuvent parfois être différentes selon le type de microstructure considérée
(Kainourgiakis et al., 2002, 2005, Zhao et al., 2007).
L’objectif de ce chapitre est d’acquérir la distribution bi et tridimensionnelle des minéraux
de l’argilite de Bure à l’échelle mésoscopique. Dans ce but, des méthodes de segmentation
efficaces des images MEB en mode BSE et de tomographie d’absorption de rayons X ont été
développées. La microstructure de l’argilite de Bure a ensuite été quantifiée afin de tout
d’abord valider la cohérence des segmentations obtenues en MEB BSE et tomographie puis
de caractériser sa géométrie.
1 Méthodes
1.1 La microscopie électronique à balayage en mode électrons rétrodiffusés
Le microscope électronique à balayage produit un faisceau d’électrons bombardant la
matière étudiée. Lors de l’interaction avec celle–ci, la trajectoire des électrons est déviée.
L’angle de déflection des électrons est décrit par l’équation de Rutherford :
tan( γ / 2)
= Z /( 1,
4 pE)
[1.1]
où Z est le numéro atomique [-], p la distance minimum entre le noyau de la cible et l’électron
[L] et E l’énergie de l’electron [M.L².T -2 ]. Les électrons rétrodiffusés (BSE : Back Scattered
Electron) correspondent aux électrons déviés avec un angle supérieur à 90° qui émergent à la
surface de la cible. La fraction d’électrons qui interagit de cette façon dépend fortement du