Identification et compréhension des mécanismes de déstabilisation colloïdale dans les procédés géothermiques

Statut
à pourvoir
Direction de recherche

Le bassin parisien est exploité depuis les années 70 pour son potentiel en géothermie dans des réservoirs carbonatés du Dogger et actuellement le nombre d’installation atteint la saturation. L’exploitation de nouvelles cibles dans les grés du Trias est à ce jour risquée du fait de problèmes d’injection rapportés dans les années 80 et qui n’ont pas à ce jour été bien compris. L’objectif de la thèse est d’apporter des réponses au problème industriel du bouchage des puits lors de l’injection de saumures filtrées. Pour atteindre cet objectif, les propriétés physico-chimiques de fluides complexes injectés dans les exploitations de géothermie, leur stabilité notamment, seront caractérisés afin d’anticiper d’éventuelles baisses de rendement dues au bouchage. La question scientifique à laquelle la thèse devra répondre est l’identification et la compréhension des phénomènes de déstabilisation des fluides colloïdaux en fonction du type de particules pour comprendre les raisons des bouchages. Des expériences instrumentées seront réalisées pour mettre des dispersions dans les conditions représentatives de la géothermie. La caractérisation pétrographique et minéralogique d’échantillons naturels représentatifs des grés de Chaunoy sera réalisée en diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage et à transmission pour identifier la nature, la texture et la quantité de tous les minéraux. Les analyses seront complétées par de l’imagerie microscopique en tomographie de rayons X à l’échelle des pores ou par FIB-FEG-SEM. Ensuite, les échantillons seront étudiés sous la forme de particules dispersés dans des saumures et sous forme massive dans des expériences sous écoulement de fluides. La construction d’une cellule dédiée à la caractérisation par diffusion du rayonnement et spectrométrie permettra de rendre compte des états de dispersion des particules et leur mobilité. La cellule devra permettre de réaliser des expériences représentatives des phénomènes pour des acquisition de mesures au laboratoire mais aussi sur Grands Instruments (synchrotron). Les analyses des dispersions auront pour objectif de rendre compte des interactions entre les particules pour identifier les causes de la déstabilisation.

Mots clefs: géothermie, argiles, stabilité colloïdale

  • Directeur de thèse    Docteur LEDESERT Béatrice, Département Géoscience et Environnement
  • Ecole doctorale    417-Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie, http://www.collegedoctoral.u-cergy.fr/
  • Encadrant IFPEN    Docteur KOHLER Eric, Département Physique et Analyse, eric.kohler@ifpen.fr, https://orcid.org/0000-0002-2001-4798
  • Localisation du doctorant    IFPEN Département Physique et Analyse, Rueil Malmaison, France et Laboratoire Géosciences et Environnement Cergy, Neuville sur Oise, France  
  • Durée et date de début    3 ans, début de préférence en octobre 2019 
  • Employeur    IFPEN, Rueil Malmaison, France
  • Qualifications    Master 2 dans une discipline appropriée
  • Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français indispensable, anglais souhaitable
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Docteur KOHLER Eric