Couplages altérations hydrothermales du caprock / propriétés pétrophysiques des roches en contexte géothermal de haute enthalpie.

Coupling of hydrothermal alterations of the caprock and petrophysical properties of rocks in high enthalpy geothermal systems

• Auteur / Autrice : Charli Delayre
• Direction : Patricia Patrier, Paul Sardini, Philippe Cosenza
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Terre solide et enveloppes superficielles
• Date : Inscription en doctorat le 08/09/2014; Soutenance le 14/05/2018
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (2012-....)

Mots clés

Mots clés libres

Prospection géothermique

Altérations hydrothermales

Porosité

Perméabilité

Conductivité électrique

Résumé

La prospection des champs géothermiques consiste en un travail pluridisciplinaire incluant des approches géologiques, géochimiques et géophysiques. Ainsi, les études en laboratoire investiguant l’impact des altérations hydrothermales sur les propriétés physiques et chimiques des roches sont essentielles afin de comprendre et de pouvoir interpréter les données obtenues lors de l’étape de prospection. Dans ce travail, à partir d’une approche qualitative et quantitative de la minéralogie d’andésites appartenant au système géothermique de Petite Anse-Diamant (Martinique), nous avons pu identifier une progression de l’altération argillique, entendue ici comme le remplacement progressif des minéraux primaires par la néoformation de smectite, telle qu’observée dans les caprocks de ces systèmes. Nous avons pu alors investiguer les effets de la progression de l’altération argillique sur les propriétés pétrophysiques des roches telles que la porosité, la perméabilité et la conductivité électrique, avec un focus particulier sur le développement de la porosité en imagerie à partir d’autoradiographies de roches imprégnées au 14C-PMMA couplées à des cartes minéralogiques QEMSCAN. Ce travail fut aussi l’objet de tester la validité de techniques adaptées au travail de terrain avec notamment, l’utilisation d’un spectromètre infrarouge portable mais aussi des essais au bleu de méthylène pouvant être utilisés pour l’estimation de la proportion de smectite des roches.

Prospecting of geothermal fields consists in a cross-disciplinary approach with contribution of geological, geochemical and geophysical study of rocks. Therefore, laboratory studies investigating the effects of hydrothermal alterations on physical and chemical rock properties are essential in order to understand and interpret data arising from the prospecting step. In this work, and through qualitative and quantitative characterisation of rocks mineralogy of andesites from geothermal system of Petite Anse-Diamant (Martinique), progressive argillic alteration has been identified, where “the progression” implies the gradual replacement of primary minerals by neoformed smectite minerals. Investigation of the effects of argillic progression on petrophysical properties such as porosity, permeability and electrical conductivity has been performed, with a focus on porosity development through autoradiographic study of rocks sections impregnated with 14C-PMMA and QEMSCAN mineralogical images. Finally, the validity of techniques suited to field-work such as adsorption of methylene blue and portable near infrared spectroscopy has been tested for estimation of smectite abundance in argillic altered rocks.