Contrôles des hétérogénéités géologiques multi-échelle sur les propriétés physiques des roches du Cénozoïque du bassin de Paris : de l'échantillon au bassin sédimentaire

Impact of multi-scale geological heterogeneities on the Cenozoic rock's physical properties of the Paris Basin: from sample to sedimentary basin

• Auteur / Autrice : Charlie Marconnet
• Direction : Benjamin Brigaud, Cedric Bailly
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Paris Saclay
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Relief, Bassin et Ressources - RBR
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Milieux effectifs

Pétrophysique

Diagenèse

Modélisation

Géophysique

Sédimentologie

Effective medium

Sedimentology

Diagenesis

Geophysics

Petrophysics

Petrophysics

Résumé

Le manque de données et concepts reliant propriétés physiques et connaissance géologique des séries Cénozoïque du Bassin de Paris constitue un réel verrou pour la construction de modèles géologiques 3D et la prédiction des hétérogénéités du sous-sol francilien. De récents travaux de doctorat ont permis d'établir avec précision l'architecture stratigraphique de ces séries sédimentaires et leurs fortes hétérogénéités lithologiques, faciologiques et diagénétiques (Briais, 2015 ; Moreau, 2023). Ces hétérogénéités sont la cause d'une importante variabilité des propriétés physiques aux différentes échelles d'investigation, depuis l'échelle de l'échantillon (µm, cm) jusqu'à l'échelle de la formation géologique (dm, km). De plus, avec le changement de dimensions, les différentes échelles d'hétérogénéités observables par le géologue naturaliste induisent des variations de propriétés physiques des roches qu'il est possible de quantifier. Dans ce projet de thèse, nous proposons une étude multi-échelle intégrant géologie sédimentaire, analyses pétrophysiques, mesures géophysiques et hydrogéologiques en se focalisant sur des secteurs d'étude clés du bassin de Paris, permettant une caractérisation continue du registre sédimentaire. Les travaux réalisés permettront de caractériser et comprendre les propriétés physiques de sous-sols très hétérogènes à différentes échelles en combinant une caractérisation naturaliste, analytique et de modélisation.

The lack of data and concepts linking physical properties and geological knowledge of the Cenozoic series of the Paris Basin constitutes a real obstacle to constructing 3D geological models and predicting the heterogeneities. Recent works precisely established the stratigraphic architecture of these sedimentary series and their strong lithological, facies and diagenetic heterogeneities (Briais, 2015; Moreau, 2023). These heterogeneities induce a significant variability of the physical properties at the different scales of investigation, from the sample scale (µm, cm) to the geological formation scale (dm, km). Moreover, with the change in dimensions, the different scales of heterogeneity characterized by naturalist geologists induce variations in the physical properties of rocks that can be quantified. In this Ph.D thesis project, we propose a multi-scale study integrating sedimentary geology, petrophysical analyses and geophysical and hydrogeological measurements, focusing on key study sites of the Paris basin allowing a continuous characterization. Finally, this work will provide new keys for characterizing and understanding the multi-scale physical properties of very heterogeneous subsurface rocks, combining a naturalistic, analytical, and modeling approach.