Interactions eau/roche

ECTS

6.0

Nombre d'heures

50.0

Niveau d'étude

Bac +4

Période de l'année

Semestre 7

Présentation

Ce module visera à donner des outils de thermodynamique en vue de les appliquer pour prédire des réactions chimiques pouvant s’opérer entre un fluide et des minéraux et/ou roches naturelles. Nous nous focaliserons essentiellement sur les interactions de type dissolution/précipitation qui sont celles qui peuvent impacter le plus fortement les propriétés de transferts des roches et des aquifères réservoirs. Les interactions de type redox seront également abordées dans cet enseignement.

Objectifs

Dans ce cadre des interactions eaux/roches de type dissolution/précipitation, l’objectif sera de prédire l’état de saturation d’une eau naturelle vis-à-vis d’un minéral, en prenant notamment en compte la salinité des fluides géologiques. Puis nous appliquerons ces notions à des roches pour prédire la stabilité des minéraux qui les constituent vis-à-vis d’un fluide. Un des objectif principal de l’enseignement sera aussi de savoir construire et utiliser les diagrammes d’activités qui peuvent être utilisés pour prédire à l’équilibre les interactions fluides/roches (solubilité en fonction du pH ou de la température ou de la salinité, diagrammes de type Korjinski, diagrammes Eh-pH…).

Conditions d'admission

  • Savoir ce qu’est un minéral et la composition minéralogique des principales roches terrestres
  • Connaitre les principaux ions d’une eau naturelle

Volume horaire

CM20
TD15
TP15

Compétences visées

  • Être capable de calculer la balance des charges d’une eau
  • Être capable de calculer l’état de saturation d’une eau et de son pouvoir agressif vis-à-vis d’un cortège minéralogique
  • Connaitre la différence entre élément dissous et espèce aqueuse
  • Savoir construire des diagrammes d’activité
  • Faire des mesures de base en spectrophotométrie et spectroscopie d’absorption atomique

Syllabus

Contenu:

  • Description de la composition des eaux naturelles (faciès d’eau, balance des charges, principales représentations graphiques des analyses hydro-chimiques)
  • Notions de base de thermodynamique appliquée à la chimie des eaux naturelles
  • Applications à l’état de saturation d’une eau (équilibres de précipitation/dissolution) et au calcul de spéciation aqueuse
  • Stabilité des minéraux en fonction de la composition chimique des eaux
  • Construction et interprétation de diagrammes d’activité: prédiction de la composition d’une eau en équilibre avec une roche
  • Construction et interprétation de diagrammes Eh/pH – Application au retraitement de résidus miniers et/ou aux traitements d’eaux polluées
  • TP : (i) Dosage d’ions majeurs d’une eau naturelle (notamment dureté et titres alcalimétriques), (ii) calcul de la spéciation de l’eau de mer numériquement (iii), obtention expérimentale de la solubilité et du produit de solubilité d’un minéral naturel en fonction du pH.

Bibliographie

Michard Gil, 2002. Chimie des eaux naturelles : principes de géochimie des eaux. 462 p. Edition PUBLISUD.

Nordstrom D.K. and Munoz J.L., 1994. Geochemical Thermodynamics. Second Edition, The Blackburn Press.

Méthode d'enseignementEn présence

Type d'enseignementformation initiale

Composante

Etudiants internationaux

Ouvert aux étudiants en échange

Lieu(x)

  • Poitiers-Campus
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