Physique des Roches - Géomécanique

Dans cette thématique de recherche, le laboratoire GEC s’intéresse principalement à deux problématiques

1) Caractérisation pétrophysique de roches (réservoirs et stockages).

Nous nous intéressons à l’étude en laboratoire des propriétés physiques (vitesse de propagation des ondes P et S, conductivité électrique, perméabilité, capillarité, susceptibilité magnétique) de roches réservoir, en mettant l’accent sur l’aspect anisotropie. L’objectif est d’établir les corrélations entre ces propriétés, et surtout de les relier aux microstructures et aux déformations subies au cours de leur histoire géologique.

Mesures de vitesse des ondes P et S

• pulseur-récepteur 100-900V Panametrics 5058 PR
• capteurs ultrasoniques pour ondes P et S
• oscilloscopes numériques

• dispositif automatisé de mesures radiales pour détection de l’anisotropie
• chambre à hygrométrie contrôlée pour mesures sur roches argileuses

Mesures de conductivité électrique :

• conductimètres Radiometer CD210 et Hach-Lange à fréquence fixe
• impédancemètre Agilent à fréquence variable
• cellules de mesure pour solutions salines
• montage pour mesure sur échantillons saturés

Mesure de conductivité thermique

• Système HotDisk 1500 pour mesurer la conductivité électrique de roches

Mesure de porosité :

• balances électroniques - précision 0,001 g
• étuve, dessicateur, et pompes à vide pour saturation d’échantillons

Mesure de capillarité :

• dispositif pour expériences d’ascension capillaire

Mesure de perméabilité :

• Poroperm Vinci pour mesures de porosité et de perméabilité au gaz
• Cellule de confinement (Pmax = 70 MPa)

2) Mécanismes de compaction et couplages hydro-mécaniques dans les roches granulaires.

Nous étudions en laboratoire les lois de déformation de roches granulaires soumises à des contraintes et des pressions fluides représentatives de la croûte superficielle (< 1 km). Un des objectifs est d’établir les lois d’évolution des propriétés physiques (vitesse des ondes, perméabilité) en fonction des contraintes imposées, de corréler les observations avec la déformation macroscopique et microscopique subies par les roches et d’étudier le couplage entre les propriétés mécaniques et hydrauliques au cours de la déformation. Nous disposons à cet effet d’une presse et d’une cellule triaxiale ainsi que d’équipements complémentaires pour les mesures sous contraintes. Les applications pratiques de ces études concernent le comportement hydro-mécanique des roches réservoirs aux conditions in situ, la subsidence induite par la compaction mécanique des roches granulaires au cours de la production de réservoirs et les interactions fluides-roche.

Déformation et mesures physiques sous contraintes

• Deux presses uniaxiales GDS VIS 100 kN
• cellule triaxiale Sanchez Technologies 30 MPa
• contrôleurs pression-volume  GDS 20 et 60 MPa

• Dispositifs pour essais brésiliens et mesure de ténacité
• Presse uniaxiale 100 kN VJTech

• capteurs de pression et de déplacement
• dispositif Vallen AMSYS-5 pour mesures acoustiques sous contraintes (vitesses, émissions acoustiques)

3) Simulation des processus de diagenèse en autoclave et en cellule œdométrique

Le nouveau projet PREFAB financé par l’ANR JCJC de Jean-Baptiste Regnet consiste à reproduire en laboratoire les mécanismes de la diagénèse, partant de sables aragonitiques qui vont progressivement être cimentés sous l’action des contraintes, de la température et de la circulation de fluides. Un contrôle par monitoring d’ondes P et S permet de suivre l’avancée de la consolidation du matériau dans la cellule LSD (Laboratory Simulated Diagenesis). Ce travail est complété par des tests en autoclave chauffé dans une étuve programmable.

• Cellule œdométrique LSD