Transport et agrégation de particules à proximité d’un minéral en dissolution : expériences microfluidiques
E001
Abstract
Ce travail de fin d’étude vise à renforcer l’efficacité des barrières géologiques utilisées comme réservoir à gaz. L’étude s’intéresse à la diffusiophorèse, un mécanisme de transport colloïdal induit par un gradient de concentration. Il sert de processus inhibiteur de la dissolution de la calcite, minéral abondant dans ces systèmes. Dans une première phase, des expériences microfluidiques ont été réalisées afin de reproduire les résultats de la littérature, en injectant des particules chargées négativement (sulfates et/ou carboxylates) dans un microcanal contenant une calcite en dissolution. Les observations ont mis en évidence la formation d’une couche de passivation, irréversible dans le cas des particules recouvertes de sulfates. Cette couche a ensuite été caractérisée par spectroscopie Raman et DRX, permettant de formuler une nouvelle problématique : identifier la source de cette irréversibilité. Deux hypothèses ont alors été explorées. L’une par précipitation locale de gypse, testée par modélisation et expérimentation ; et l’autre par les interactions entre les particules, interprétées à l’aide de la théorie DLVO et complémentée par des simulations. Ce travail met en évidence les mécanismes à l’origine des couches de passivation irréversibles et confirme l’intérêt de la diffusiophorèse pour limiter la dissolution minérale dans les milieux poreux.