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

55 CHAPITRE 2
d’environ 10 µm. Plus récemment, afin d’améliorer la détection des hétérogénéités de porosité,
Prêt (2003) étudie l’influence du temps d’exposition de l’échantillon sur le film
autoradiographique. Avec un temps d’exposition adapté, il montre qu’il est possible d’obtenir
une meilleure discrimination des hétérogénéités de porosité. L’utilisation de l’imprégnation
des matériaux argileux au 3 H-MMA couplée aux films spécifiques à la détection du 3 H reste
actuellement inédite et apparaît plus prometteuse dans l’intention de caractériser finement la
porosité des roches sédimentaires à dominante argileuse.
Dans l’objectif de quantifier finement la distribution spatiale de la porosité des roches
sédimentaires à dominante argileuse, les paramètres optimum (choix du film, du temps
d’exposition,…) liés à la technique d’autoradiographie seront déterminés. La méthodologie
choisie sera ensuite appliquée à l’argilite du Callovo-Oxfordien dans le but d’obtenir des
cartes de porosité à l’échelle mésoscopique. Des corrélations entre cartes de porosité et cartes
de minéraux permettront de mieux appréhender les relations porosité / minéralogie présentes
dans l’argilite du Callovo-Oxfordien à l’échelle mésoscopique.
1 L’acquisition de la distribution spatiale de la porosité
1.1 L’imprégnation par la résine de MéthylMéthAcrylate
La méthode d’imprégnation par la résine MMA consiste à saturer la porosité du matériau
étudié avec le monomère de MMA (C5H8O2) labélisé au 3 H ou 14 C. Celui-ci a été choisi pour
ces propriétés physico-chimiques proches de celle de l’eau: (i) sa faible viscosité dynamique
(0,584 10 -3 Pa.s à 20°C contre 1.005 10 -3 Pa.s pour l’eau), (ii) sa petite taille
comparativement aux autres molécules organiques (0,19 nm 3 ) et (iii) son moment dipolaire
comparable à celui de l’eau. De ce fait, le gonflement interfoliaire des feuillets argileux
saturés au MMA est proche de celui à l’état d’hydraté (2 couches de molécules d’eau en
interfoliaire pour une smectite de type montmorillonite) (Blumstein, 1961). La première phase
de l’imprégnation MMA consiste à saturer l’échantillon sous vide (10 Pa, pendant quelques
minutes) afin de faciliter la pénétration du MMA dans les pores les plus fins; l’imprégnation
se poursuit ensuite à pression ambiante afin d’atteindre la saturation complète de l’échantillon.
Le temps d’imprégnation est fonction de la taille et des propriétés de diffusion de
l’échantillon étudié. Le MMA est ensuite polymérisé en PolyMéthylMéthAcrylate (PMMA)
par irradiation γ ( 60 Co). La dose requise pour une polymérisation complète est de 60 kGy.