Etude du comportement hydrogeochimique d'une micro-fracture basaltique. Experiences de percolation et modelisations

Hydrogeochemical behavior of a basaltic micro-fracture. Percolation experiments and modelling

• Auteur / Autrice : HELENE SERRA
• Direction : Jacques Schott
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Un des objectifs de cette etude etait de quantifier l'effet des interactions eau/roche sur les caracteristiques hydrogeologiques d'un milieu fracture. L'approche a ete d'abord experimentale avec la conduite d'essais de percolation de fluide dans une fracture de roche basaltique provenant de l'atoll de mururoa (polynesie francaise) associees a des experiences de dissolution en systeme ouvert, tracees en strontium de composition isotopique, a 90 et 150c. La permeabilite mesuree experimentalement montre une diminution en fonction du temps qui a ete attribuee a un colmatage par des phases secondaires (oxydes de fer et d'aluminium, zeolite et calcite) qui precipitent dans des endroits abrites mais egalement au sein des plages argileuses preexistantes. Les oxydes de fer forment avec les argiles, des assemblages indures sous forme de ponts reliant les deux epontes, perturbant ainsi l'ecoulement et la permeabilite. Un autre objectif de ce travail etait d'etablir un bilan geochimique rendant compte des analyses chimiques des fluides apres alteration, des observations microscopiques, des analyses petrographiques et des resultats de modelisations numeriques des interactions eau/roche menees avec le code geochimique eq3/6. Les lois cinetiques etablies pendant les experiences de dissolution ont permis d'effectuer ces bilans geochimiques. Un bon accord existe entre les bilans, effectues avec les analyses chimiques et les resultats des simulations numeriques, et le comportement de la fracture observe experimentalement. L'application de nos resultats au milieu naturel a porte sur l'etude d'une fracture naturelle dans les formations volcaniques sous-marines de l'atoll de mururoa. Les echanges chimiques et les processus de colmatage ont ete calcules par un code geochimique (auteq6) de type melangeur en cascades. La modelisation des interactions basalte/eau de mer a 25c prevoit le colmatage d'une fracture de 50 m au bout d'environ 160 000 ans.