Contexte
Les propriétés des roches présentes dans les bassins sédimentaires qui sont de grandes dépressions remplies au cours de l’histoire géologique, impactent fortement leur potentiel économique. Les bassins sédimentaires représentent des domaines clés pour le développement humain car ils accueillent une grande partie de la population (exemple du bassin de Paris), sont le siège d’accumulation de ressources (hydrocarbures, gaz, métaux, matériaux, …) et constituent des réceptacles performants pour le stockage (déchets, réservoir gazeux, …).
Les propriétés de ces roches sont issues souvent de la longue histoire de leur accumulation mais également des processus qui se sont enchaînés au cours de leur enfouissement (et souvent de leur retour vers la surface). L’axe interaction fluides-roches dans les bassins sédimentaires s’intéresse à tous les processus, physiques – chimiques – biologiques qui ont transformé les roches depuis leur dépôt et ont modifié leurs propriétés réservoirs. La porosité constitue par exemple un de ces paramètres qui contrôle en grande partie le potentiel économique. La porosité correspond à l’ensemble des vides qui existent dans une roche, vides qui peuvent être remplis par de l’eau, du gaz, des hydrocarbures, des métaux ; vides qui peuvent être favorables ou non pour stocker des gaz, des matériaux ou des déchets. Comprendre l’évolution de la porosité au cours du temps représente par conséquent un paramètre majeur pour estimer le potentiel d’un bassin. D’autres paramètres sont également fondamentaux et seront étudiés dans le cadre de cet axe, en particulier l’évolution des températures, les cimentations (minéralisations) et les dissolutions, l’évolution de la matière organique, …
L’étude de ces roches sédimentaires permet en outre de reconstituer l’histoire de la Terre, depuis les conditions de dépôt (milieu marin, continental, chaud, froid, …) jusqu’à la mise en évidence des grands processus qui les ont affecté (déformation, circulation de fluides, érosion, …)
Enjeux
- Identifier les formations rocheuses pouvant accueillir des substances utiles accessibles
- Estimer le volume des ressources
- Prévoir l’évolution des bassins sédimentaires à long terme pour prédire et garantir un stockage performant
- Etre capable de mieux simuler des processus grâce à l’acquisition de données réalistes et développer des applications performantes
Objectifs de l'axe Interactions fluides-roche
L’objectif de cet axe thématique est de structurer et d’animer une recherche de haut niveau autour de l’évolution diagénétique des sédiments/roches sédimentaires, et des interactions fluides-roches dans les bassins sédimentaires. Les fluides étudiés pourront être des fluides de bassins mais également des fluides issus de sources profondes issus du socle.
Les finalités de ces recherches concernent l’évolution des bassins sédimentaires, le lien entre les grands épisodes géodynamiques et les modifications des roches. L’évolution des porosités et les échanges entre les différents réservoirs contrôlent étroitement les ressources présentes (métaux, hydrocarbures, géothermie, …).
Cette collaboration a pour but de :
1 Mettre en place un cadre d’échange scientifique et technique entre les différents partenaires et organiser un colloque annuel sur la thématique visée,
2 Mutualiser des équipements et des outils numériques de pointe disponibles dans les laboratoires des partenaires,
3 Coordonner des propositions de projet sur des appels d’offre publiques ou directement à des industriels,
4 Obtenir des financements de développements d’outils analytiques et numériques propres à chaque institut, dans une perspective de mutualisation au travers du GIS.
 |
 |
Questions scientifiques et techniques abordées
- Quels sont les âges, les durées, les extensions spatiales et les conditions thermiques des épisodes de circulation de fluide au sein des bassins sédimentaires ?
- Quels sont les couplages existant entre les évolutions pétrographiques, minéralogiques, pétrophysiques, géomécaniques et organiques dans les roches sédimentaires ?
- Comment alimenter et valider les bases de données et les simulateurs d’interactions fluide-roche ?
- Quels sont les effets des systèmes hydrothermaux sur la diagenèse minérale et organique dans les bassins sédimentaires ?
- Quelles sont les sources et puits de gaz abiotiques (CO2, N2, H2, H2S, hydrocarbures) dans les bassins sédimentaires ?