Comportement de la craie sous la circulation de fluides à températures contrastées.

International audienceLe comportement des roches soumises à une circulation de fluides peut être influencé par la nature de la sollicitation appliquée, la structure de la roche et la nature du fluide injecté. Dans cette étude, des expériences de circulation de fluides à des températures contrastées (roche froide - eau chaude // roche chaude - eau froide) ont été réalisées afin de caractériser la variation microtexturale de la craie, composante majoritaire de la croûte supérieure de la Champagne-Ardenne (région en développement d’énergie géothermique et méthodes de stockage).La craie étudiée provient des carrières du Grand Mont (Saint-Germain-la-Ville). Des éprouvettes cylindriques (H = 20mm ; ⌀ = 16mm) ont fait l’objet d’une caractérisation pétrographique et pétrophysique. Un ensemble de 120 échantillons statistiquement homogènes a été testé dans 4 dispositifs afin de produire une circulation de fluides : i) 10 L en équilibre chimique avec la craie ont circulé dans des échantillons témoins (sans contrainte thermique) grâce à la conception d’un perméamètre à charge constante ; ii) 25 essais d’imbibition capillaire ont été effectués sur des craies chauffées à 80°C ou à température ambiante, avec une eau à 8°C ou à 80°C ; iii) un transfert continu d’eau (10 L) à 80°C ou à température ambiante a été réalisé grâce à un dispositif utilisant l’appel d’air exercé par des dessiccateurs mis sous vide ; iv) des tests d’endommagement par choc thermique ont été obtenus par une trempe des échantillons à 80°C dans de l’eau à 0°C. Le degré de dissolution de la calcite pouvant être influencé par les différences de température entre le fluide d’injection et la roche, l’évolution du réseau poreux a été quantifiée à l’échelle du grain après chaque expérience. L’évolution des propriétés du réseau poreux a été analysée par imbibition capillaire, MEB, porosimétrie mercure, RMN, perméamétrie et auscultation ultrasonique. Les solutions issues des différentes interactions roche-fluide ont été analysées par ICPAES.L’ensemble des données ont été corrélées afin de suivre l’évolution du réseau poreux. Il apparaît que l’écoulement permanent d’eau (chaude ou froide) à travers la craie provoque un réarrangement du réseau poreux significatif et continu, qui s’observe par la variation de l’imbibition capillaire. Les observations faites à l’échelle du grain montrent des modifications de la forme et de la taille des pores, elles ont un impact sur les propriétés mécaniques et élastiques de la roche