Hydrologie et géochimie isotopique

L'origine et l'âge des eaux profondes du bassin de Paris est discutée à partir d'analyses chimiques et isotopiques effectuées sur près de 150 échantillons d'eau produits par les puits géothermiques, pétroliers et d'eau souterraine du Jurassique moyen (Dogger) et du Trias supérieur (Keuper et Rhétien). Les études effectuées montrent que seules les espèces Cl, Br, 2H et 18O sont actuellement conservées dans les trois aquifères étudiés bien que l'oxygène-18 ait connu dans le passé un enrichissement dans l'une des eaux originelles sous l'effet probable de la température. Ces espèces sont donc des traceurs d'origine et peuvent aider à reconstruire l'évolution de ces eaux. Les isotopes stables révèlent que toutes les eaux étudiées sont le résultat du mélange d'eaux d'origine météorique plus ou moins enrichies en isotopes lourds alors que les rapports Cl/Br montrent une salinité acquise par dissolution d'évaporites marines contenant des inclusions de solutions-mères du sel. Ce résultat implique nécessairement l'existence de transferts verticaux entre les aquifères du Trias et celui du Dogger. Les rapports isotopiques du chlore des eaux du Dogger sont dans la moyenne de ceux du Trias et prouvent que ces transferts se sont effectués sans fractionnement isotopique au travers des 450 m d'argiles qui séparent les réservoirs. Un transport advectif rapide des saumures triasiques vers l'aquifère du Dogger peut seul expliquer l'absence de fractionnement et suggère donc le transfert des fluides à la faveur de failles. Un schéma hydrologique général est ainsi proposé pour expliquer l'origine des eaux profondes du bassin de Paris. Les rapports Cl/Br couplés aux isotopes stables montrent l'origine complexe de ces solutions aqueuses qui seraient le résultat du mélange de deux saumures secondaires distinctes formées par la dissolution de sel triasique avec des eaux météoriques... (D'après résumé d'auteur

Statistical pre-processing and analyses of hydro-meteorological time series in a geologic clay site (methodology and first results for Mont Terri's PP experiment)

This article presents a set of statistical methods for pre-processing (or pre-conditioning) and analyzing multivariate hydro-geologic time series, such as pore pressures and atmospheric pressure (temporal structures). The pre-processing methods are necessary to enhance or complete the signals due to defects in the observed time series (data gaps, spurious values, variable time steps). The statistical analyses aim, in fine, at characterizing the hydraulic behaviour of a clayey formation in the context of deep geologic disposal of radioactive waste. Pore water and atmospheric pressure time series from the Mont Terri rock laboratory (BPP-1 borehole) are taken as an example. © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved

interactions solides-solution dans les milieux confinés

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Foreword : 25 years after the Chernobyl power plant explosion: Management of nuclear wastes and radionuclide transfer in the environment

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interactions solides-solution dans les milieux confinés

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Mechanical stress due to the capillary bridging in unsaturated zone

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Mechanical stress due to the capillary bridging in unsaturated zone

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Metastabilizing aqueous solutions in micrometric cylindrical tubes

International audienceThe occurrence of solid salts in pores has well-known damage effects (e.g. [1]). It is here demonstrated that it also changes drastically the topology of the porous spaces and possibly also the properties of the occluded liquid. We performed a series of observations on NaCl precipitation in 75μm cylindrical tubes, evidencing that the solid forms at the liquid-air interface contributing to isolate the remaining liquid column (Fig. 1a). The homogeneous capillary tube is now heterogeneized by the two NaCl 'corks', apparently closing the micro-system on itself. After 6-months observation of such immobile situation, we observed the cavitation of a vapor bubble in the liquid behind the NaCl cork (Fig. 1b). This event demonstrates that the occluded liquid underwent a metastable superheated state, controlled by the very thin capillary plugs certainly persisting, tough invisible, around the NaCl precipitates

Estimating thermo-osmotic coefficients in clay-rocks: II. In situ experimental approach

International audienceWater flow in compacted shales is expected to be modified by thermo-osmosis when a thermal gradient exists. However this coupled-flow process is poorly characterized since no experiments on non-remoulded clay-rocks are found in the literature. This paper presents a set of thermo-osmosis experiments carried out in an equipped borehole installed in the Liassic argillite at the Institut for Radiological protection and Nuclear Safety (IRSN) underground research laboratory (URL) of Tournemire (southeastern France). A numerical model - including coupled-flow equations, mass conservation laws, thermal expansion and changes of water properties with temperature - was developed for the interpretation of these experiments. A thermo-osmotic response was deduced from the pressure evolution in the test interval after temperature pulses (+2.5, +5.1, and +9 degrees C). The Values of thermo-osmotic permeability determined during the experiments range between 6 x 10(-12) and 2 x 10(-10) m(2) K(-1) s(-1), depending on the pulse temperature and uncertainties on the model parameters. A sensitivity analysis on several model parameters was performed to constrain these uncertainties