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Jeudi 15 Novembre 2012

14h - bibliothèque du CRMD

Caractérisation de la porosité des géo-matériaux par la méthode d’imprégnation au 14C-MMA : état des lieux et perspectives.

P. Sardini - Université Poitiers

Résumé :

La Méthode d’imprégnation au 14C-MMA a été développée au début des années 90 au laboratoire de radiochimie de l’Université d’Helsinki. Elle consiste en l’imprégnation à cœur d’un matériau poreux par la résine MMA (méthylméthacrylate) dopé au 14C ou au 3H, la polymérisation in situ de cette résine, la découpe puis l’autoradiographie de la surface de coupe. L’analyse numérique de l’autoradiographie conduit à dresser une carte de porosité du matériau sur le plan de coupe.
Le MMA possède une très faible viscosité, un faible encombrement, sa molécule est plane, et est polaire (moment dipolaire proche de l’eau) : elle est capable de pénétrer tous les espaces poraux (jusqu’à l’espace interfolliaire des argiles).

Si on reprend l’historique du développement de cette méthode :

1990-2000 : développement de la méthode exclusivement à Helsinki pour caractériser les porosités des roches faiblement perméables (granitoïdes)

2000-2009 : collaboration Poitiers/Helsinki, améliorations sur l’analyse d’images, et applications à divers géo-matériaux (gouges de faille, grès, argilite…).

2009-présent : projet IAPP posinam (pore space geometry in natural and artificial materials), implémentation à Poitiers de la méthode, développement scientifiques actuels

A travers cette présentation, nous allons, en dehors de la description précise de la méthode et de ses apports, nous focaliser sur deux exemples qui sont actuellement étudiés :

  • Application aux matériaux cimentaires : CO2 diffusion (Jeong et al., in press)
  • Quantification de l’ouverture de microfissures (sous projet posinam)

Bibliographie

Hellmuth, K.-H., Siitari-Kauppi, M. & Lindberg, A. 1993. Study of porosity and migration pathways in crystalline rocks by impregnation with 14C-polymethylmethacrylate. Journal of Contaminant Hydrology, 13, 403-418.

Hellmuth, K.H., Lukkarinen, S. & Siitari-Kauppi, M. 1994. Rock matrix studies with carbon-14 -polymethylmethacrylate (PMMA) ; Method development and applications. Isotopenpraxis Environmental Health Study, 30, 47-60

Sammartino, S., Siitari-Kauppi, M., Meunier, A., Sardini, P., Bouchet, A. & Tevissen, E., (2002) An imaging method for the porosity : adjustment of the PMMA method – example of a calcareous shale characterization, Journal of Sedimentary Research, 72, 6, 937-943.

Prêt, D., Sardini, P., Beaufort, D., Zellaghi, R. & Sammartino, S., (2004) Porosity distribution in a clay gouge by image processing of 14C-PMMA autoradiographs. Case study of the fault of Saint-Julien (Bassin of Lodève, France), Applied Clay Sciences, 27, 107-118.

Oila, E., Sardini, P., Siitari-Kauppi, M. & K.-H. Hellmuth, (2005), 14C-PMMA impregnation method and image analysis as a tool to characterise porosity of rock forming minerals. Petrophysical properties of crystalline rocks ; Geological Society London, Special Publication, 240, 335-342.

M. Kelokaski, M. Siitari-Kauppi, Sardini, P., Möri, A. & Hellmuth, K.H. (2006) Characterisation of pore space geometry by 14C-PMMA impregnation – development work for in-situ studies, J. of Geochemical Exploration, 90, 45-52.

Contact CRMD : Hamidreza Ramezani