Organisation des transformations minéralogiques des péridotites lors des réactions de serpentinisation et de carbonatation : approche pétrophysique multi-scalaire.

Organisation of the mineralogical transformations of peridotites during serpentinisation and carbonatation reactions: multiscalar petrophysical approach.

• Auteur / Autrice : Alexandre Dupuy
• Direction : Yves Geraud, Marguerite Godard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 17/03/2025
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GeoRessources

Mots clés

Mots clés libres

Peridotite

Serpentinisation

Carbonatation

Pétrophysique

Hydrogène naturel

Ophiolites

Peridotite

Serpentinisation

Carbonation

Petrophysics

Natural hydrogen

Ophiolites

Résumé

Les formations de type péridotites sont affectées, lors d'interactions avec différents types de fluides, par des réactions de serpentinisation et/ou de carbonatation. Ces processus sont respectivement producteurs d'hydrogène et consommateurs de CO2, ce qui fait que ces formations sont envisagées comme cibles géologiques pour la production d'hydrogène blanc et/ou le stockage de CO2. Si les conditions thermodynamiques favorables à ces réactions sont assez bien contraintes, la compréhension de leur distribution dans les massifs ainsi que des facteurs de contrôle des chemins réactionnels effectifs, de la productivité et/ou de la capacité de stockage nécessitent encore beaucoup de travaux, en raison de leur forte dépendance aux couplages chimie-transport à l'échelle minéralogique. Dans le cadre de ce projet il s'agit de mesurer les propriétés pétrophysiques et plus particulièrement des propriétés réservoirs des différents faciès en relation avec leurs caractéristiques minéralogiques et chimiques. Ces données permettront de construire des modèles multi-échelles géologiques et thermo-hydro-chimiques pour les systèmes de production d'hydrogène et de captage de CO2, elles permettront également d'identifier les signatures physiques, minéralogiques et chimiques de ces différents faciès d'altération. Ces marqueurs pourraient permettre de définir des indices de maturité des différentes réactions et donc de définir un potentiel de production d'hydrogène et ou de stockage de CO2. Ces formations de type péridotites sont ciblées pour différentes applications directement en lien la transition énergétique et les objectifs de la COP21, mais elles sont peu caractérisées avec un objectif d'identification des systèmes énergétiques ou de stockage. L'objectif de ce travail est également de fournir une base de données pour les explorations futures.

Peridotite-type formations are affected, during interactions with different types of fluids, by serpentinization and/or carbonation reactions. These processes are respectively producers of hydrogen and consumers of CO2, which means that these formations are considered as geological targets for the production of white hydrogen and/or the storage of CO2. If the thermodynamic conditions favorable to these reactions are fairly well constrained, understanding their distribution in the massifs as well as the factors controlling the effective reaction paths, productivity and/or storage capacity still require a lot of work, in particular due to their strong dependence on chemistry-transport couplings at the mineralogical scale. As part of this project, the aim is to measure the petrophysical properties and more particularly the reservoir properties of the different facies in relation to their mineralogical and chemical characteristics. These data will allow to build multi-scale geological and thermo-hydro-chemical models for hydrogen production and CO2 capture systems, they will also allow to identify the physical, mineralogical and chemical signatures of these different alteration facies. These markers could allow to define maturity indexes for the different reactions and therefore to define a potential for hydrogen production and/or CO2 storage. These peridotite-type formations are targeted for different applications directly linked to the energy transition and the objectives of COP21, but they are poorly characterized with the objective of identifying energy or storage systems. The aim of this work is also to provide a database for future explorations.