Rôle de l'oxydation chimique et de l'acidification des eaux sur les propriétés minéralogiques et physico-chimiques de la formation argileuse de Tournemire

Impact of chemical oxidation and water acidification on the mineralogical and physico-chemical properties of the Tournemire argillaceous formation

• Auteur / Autrice : Delphine Charpentier
• Direction : Régine Ruck, Michel Cathelineau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interaction eau-roche

Oxydation

Déchets radioactifs -- Élimination dans le sol

Tournemire (Aveyron)

France

Argilite

Résumé

Le site expérimental de Tournemire (France) constitue un terrain privilégié pour tester les concepts de stockage de déchets radioactifs. Un tunnel permet d'y étudier l'impact des travaux d'excavation sur la formation argileuse d'âge Toarcien. Une caractérisation multi-échelles et multi-techniques du matériau a été réalisée. Des expérimentations et des simulations numériques ont cherché à reproduire et prédire les changements dus aux interactions eau-argilite oxydée. Les travaux d'excavation conduisent à la formation d'un réseau de fractures ouvertes et à une réorganisation des particules argileuses. L'effet de l'oxydation se traduit par des transformations minéralogiques sur les parois : oxydation des sulfures, dissolution de calcite et de feuillets illitiques des interstratifiés I/S et précipitation d'une paragenèse d'oxydation. Lors des cycles de réhydratation, l'eau de condensation acquiert rapidement un caractère sulfaté calcique, dû à la dissolution de cette nouvelle paragenèse.

The Tournemire (France) site has been selected for research programmes on deep geological waste disposal in clay-rich rock formation. A railway tunnel is used to study the evolution of rock properties and water-rock interactions in the excavated disturbed zone. Multi-scale and multi-technique investigations were carried out. Experiments and numerical modelling were used to predict changes due to rock mineralogy and water chemistry modifications. The tunnel and galleries digging induces fracture formation. In the altered samples, the clay particles show a better orientation in the stratification plan. The oxidation effect yields to mineralogical transformation on the surfaces of the argillite: oxidation of pyrite, dissolution of calcite, dissolution of illite layers in interstratified I/S and formation of gypsum, Fe-oxi/hydroxides, celestite and jarosite. During cycles of hydration/dehydration, condensation water interacts with the argillite and quickly becomes Ca and SO4-rich.