Contribution à la détermination expérimentale et à la modélisation des différents processus contrôlant l'évolution géochimique, structurale et hydrodynamique des roches fissurées carbonatées

This work consisted in the application of X-ray microtomography to the geometry characterisation of fractures subject to dissolution. The aim was to better understand the relationship between geometry changes and flow and transport evolution. The structural observations permitted to highlight the unstable dissolution in fractured medium, which can lead quickly to preferential flow pathway formation associated with a very fast increase in the permeability. The implication of the natural rocks mineralogy and texture also appears to be determining in the evolution of the surface roughness, the transport of the elements towards the water-mineral interface, and the dissolution patterns. Afterwards, the reactive transport software HYTEC was used to highlight the role of the geometry, of the porosity - diffusivity relationship, and of the Damköhler and Peclet numbers in the dissolution pattern evolution and the transport of the species in solution.Ce travail a porté sur l'application de la microtomographie à rayons X à la caractérisation de la géométrie de fractures et milieux poreux soumis à des réactions de dissolution, afin de mieux comprendre les relations existant entre les réactions chimiques, les modifications de géométrie, et l'évolution des écoulements et du transport réactif. Les observations ont permis de mettre en évidence la nature instable des phénomènes de dissolution, qui peuvent conduire à une augmentation rapide de la perméabilité. L'implication de la minéralogie et de la texture des roches naturelles paraît également déterminante dans l'évolution de la rugosité des surfaces, du transport des éléments à l'interface eau-minéral, et des motifs de dissolution. Le modèle de transport réactif HYTEC a ensuite été utilisé afin de mettre en évidence le rôle de la géométrie, de la relation porosité - diffusivité, et de la valeur des nombres de Damköhler et de Péclet dans l'évolution du transport des espèces en solution