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Pétrophysique

Responsables : Richard Leprovost (IR) et Sylvie Demouchy (CR)

Cette plateforme regroupe des chercheurs du CNRS, des enseignant-chercheurs de l’Université de Montpellier, des ingénieurs et techniciens, post-docs et étudiants. Ils travaillent, pour une grande partie par une approche expérimentale, sur les propriétés physico-chimiques des roches et minéraux de la croûte et du manteau terrestre, mais aussi sur les milieux poreux rencontrés en recherche appliquée en géotechnique (ciments, interface roche-ciment, etc).

Cette plateforme est subdivisée en 3 composantes :

  • Le laboratoire ICARE : interactions fluide-roche, situé à la Maison des Sciences de l’Eau (Bâtiment 40), permet de reproduire les écoulements de différents types fluides (liquides et gas) réactifs dans des échantillons de roches ou de géomatériaux (ex : ciments) dans les conditions de pression et température de la sub-surface aux systèmes géothermaux (i.e. 30 MPa et 300°C). Les applications concernent par exemple le stockage géologique du CO2, l’altération des ciments de puits et des couvertures argilitiques, les mécanismes de destockage des gaz dans les schistes, la remediation des fuites dans les réservoirs souterrains, la géothermie et l’hydrothermalisme incluant les mécanismes de géo-production de gaz et de serpentinisation. Le laboratoire comprend aussi différents appareillages d’analyse tels que les mesures de porosité, de perméabilité à l’eau et à l’air, l’analyse des gaz par chromatographie et spectrométrie Raman. Ce laboratoire maintient un niveau d’innovation technologique important et est parmi les plus performants au monde. La partie expérimentale est complétée par des moyens d’analyse d’image micro-tomographique (plateforme de traitement d’image) et de calcul scientifique (serveur de calcul dédié) pour la modélisation des processus thermo-hydro-chimiques. Le financement du laboratoire se fait essentiellement au travers de projets de recherche collaboratifs au niveau national (ANR) et Européens (ex : FP7, H2020) et collaborations directes avec des industriels et des centres de recherche nationaux ou internationaux.
  • Le Service EBSD : caractérisation physique des matériaux est situé au rez-de-chaussée du bâtiment 24 au sein du service commun de microscopie électronique de l’UM. Ce service de renommé mondiale regroupe deux microscopes électroniques à balayage dédiés à la mesure d’orientations cristallographiques (JEOL JSM 5600 SEM et CamScan X500FE CrystalProbe). Ils sont tous deux équipés d’un système EBSD ainsi que d’un détecteur EDS, d’une platines réfrigérante et d’une platine chauffante pour l’expérimentation in situ dans le cas du Camscan Crystal Probe. Les processus étudiés sont ceux de la déformation ductile ou magmatique et de la recristallisation, via la mesure d’orientations préférentielles de réseaux cristallins dans les roches du manteau et de la croûte terrestres, mais aussi dans la glace et les métaux. L’acquisition du microscope CamScan X500FE CrystalProbe en 2008 a été financée conjointement par le CNRS-INSU, la région Languedoc-Roussillon et le Ministère de la Recherche. Les développements expérimentaux ont eux été financés sur projets (ANR CrystalTex, ANR DREAM). Le Crystal Probe est un instrument national du CNRS-INSU. Le fonctionnement du service est toutefois largement financé par la facturation des analyses.
  • Le Laboratoire Hautes Pressions, situé au sous-sol du bâtiment 22, est dédié à la quantification par l’expérimentation des propriétés physiques des roches et minéraux du manteau et de la croûte terrestre, comme la conductivité thermique, la conductivité électrique, les mesures de vitesses acoustiques, la perméabilité et la porosité des roches ou autre matériaux naturels (i.e., coraux australiens), la rhéologie ductile et semi cassante, les processus de frictions, ou la diffusion ionique en conditions statiques ou dynamiques. Les développements technologiques les plus récent concerne l’injection de fluide et pression de pores. Les études se font à pression atmosphérique dans un premier temps (i.e., prototypes), mais surtout à haute pression et haute température en utilisant une presse de Paterson (autoclave à milieu de confinement gazeux). L’essentiel du financement se fait sur projets (projets INSU, FP7 HITI, IMAGE, H2020 ITN CREEP, IRG-Marie-Curie POEM, ANR INDIGO).