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Thèse : Organisation de la matrice argileuse des sols...

Organisation de la matrice argileuse des sols : effets de la minéralogie et des
conditions physico-chimiques

Secteur d'activité : Recherche et enseignement

Employeur : Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers

Localisation : Poitiers

Description :

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Profil :

  • Le candidat devra être titulaire d'un Master 2 ou d'un diplôme d’ingénieur et avoir
    des compétences en minéralogie, physique/chimie des matériaux ou science du sol.
  • Savoir programmer en Python et/ou Matlab® et des notions sur les argiles seraient des atouts pour ce
    projet.
  • Le candidat devra travailler en équipe et maîtriser l’anglais à l’oral et à l’écrit.

 

Pour postuler: Envoyer CV et lettre de motivation à Fabien Hubert (fabien.hubert@univ-poitiers.fr).
Date limite de candidature : avant le 1er octobre 2018.

Thèse : Caractérisation de la déformation de l'avant‐pays alpin et impact sur l’organisation des systèmes fluviatiles fossiles oligo‐miocènes

Secteur d'activité : Recherche et enseignement

Employeur : MinesParis Tech

Localisation : Paris

Contact : caroline.mehl@mines‐parsitech.fr

Description :

Caractériser l’impact de la déformation du substratum sur les hétérogénéités sédimentaires constitue un enjeu majeur en termes de prédiction de l’hétérogénéité des réservoirs clastiques.
Une reconstitution paleo‐hydrologique des bassins versants de deux systèmes fluviatiles fossiles oligomiocènes situés de part et d’autre du front de la nappe de Digne (thèse AE Held) a permis de mettre en évidence un important impact de la déformation d’avant‐pays sur l’organisation des systèmes fluviatiles fossiles de l’Ubaye et de la Durance.
Nous proposons, dans ce travail de thèse, de caractériser la déformation incrémentale dans les séries synchrones de ces systèmes fluviatiles fossiles ainsi que les fluides ayant circulé de part et d’autre du front de la nappe au cours de ces épisodes de déformation. La déformation précoce des séries sera abordée par une campagne d’Anisotropie de Susceptibilité magnétique dans l’encaissant des systèmes fluviatiles. La déformation cassante sera déduite d’une étude du réseau fracturé et de la cinématique des failles au regard du plissement des séries. L’origine des fluides ayant circulé au front de la nappe sera déduite de l’analyse des isotopes stables C et O des ciments des grès et des remplissages de fractures.

Ce sujet s’adosse à un projet RGF en cours de montage.

Profil :

Le candidat sélectionné devra faire preuve d’une grande curiosité et d’un goût pour le travail pluridisciplinaire, afin de gérer un sujet à la frontière entre tectonique et sédimentation. Puisqu’une partie du travail
s’effectuera sur le terrain et en laboratoire, une bonne expérience d’acquisition de données sur terrain et un goût pour le travail analytique semblent essentiels.

Encadrement

Unité(s) de recherche au sein de laquelle le doctorat est réalisé : Equipe de Géologie, centre de Géosciences
Mines Paristech.
Directeur de l’unité : I. COJAN
Directeur(s)* de thèse (HDR ou équivalent) : I. COJAN
Co‐encadrant (non HDR) : C. MEHL.
Collaboration P. ROBION, Université de Cergy Pontoise

Date limite de soumission des candidatures : 10/06/2018

Thèse : Stockage géologique de CO2 : dynamique des éléments traces en contexte de fuite de CO2 proche surface...

Stockage géologique de CO2 : dynamique des éléments traces en contexte de fuite de CO2 proche surface. Impacts sur la qualité des eaux et gestion des risques associés.

Approche expérimentale en laboratoire et in situ.

Secteur d'activité : enseignement-recherche
Employeur : ENSEGID-Bordeaux INP
Contact : corinne.loisy@ensegid.fr
Localisation : Pessac

Description :

Ce projet de thèse est adossé à trois projets de recherche labellisés par le Pôle de Compétitivité AVENIA :
1. Projet DEMO-CO2 (2013-2017) (financé par ADEME) qui s’intéressait au développement d’un outil de monitoring géochimique du CO2 et des gaz rares traceurs (He, Kr, etc…) dans la phase gazeuse de la zone non saturée ;
2. Projet Surveillance CO2 (2014-2018) (financé par la Région Nouvelle Aquitaine) qui a comme objectif la mise à l’épreuve de l’outil de monitoring de DEMO-CO2 dans différents contextes de fuites de CO2 et dans le site pilote expérimental de Saint-Emilion ;
3. Projet Aquifer CO2Leak (financé par ADEME) qui débute et qui a pour objectif le développement et mise en œuvre de méthodologies de localisation d’une fuite de CO2 et gaz associés par approche multi-puits, multi-traceurs : impacts sur l’hydrosystème en contexte de stockage. Ce projet permettra la mise au point d’un outil permettant la spatialisation des données géochimiques en couplant un outil de monitoring géochimique de la phase aqueuse de la zone saturée et non saturée avec un dispositif géoélectrique.


DESCRIPTIF ET OBJECTIFS DU PROJET DE THESE
La prise de conscience de la communauté internationale et la convergence des données scientifiques autour du réchauffement climatique confirment l'urgence du déploiement des technologies de réduction des émissions de gaz à effet de serre dont le CO2. L’injection et le stockage du CO2 sous forme supercritique dans des aquifères profonds géologiques ou des réservoirs pétroliers abandonnés sont des enjeux majeurs scientifiques et techniques à l’heure actuelle. Ce projet de thèse se situe entièrement dans cette problématique de séquestration du CO2 dans les couches géologiques en condition proche de la surface. Il vise à quantifier l’impact environnemental des fuites de CO2 sur la qualité de l’eau dans la zone non
saturée et dans la nappe pouvant entrainer une pollution éventuelle de la ressource en eau par relargage d’éléments traces lors des interactions gaz-eau-roche. Ainsi, lors d’une fuite de CO2, des interactions géochimiques entre le gaz, l’eau de de la zone non saturée ou saturée et la roche (ici un système carbonaté) peuvent se produire notamment au travers de dissolutions. Il s’en suit une libération d’éléments traces (comme des métaux tels que Pb, Zn, Ba, Li) qui vont migrer dans la phase aqueuse.
Sur un plan plus fondamental, ce projet vise donc à comprendre, à quantifier et à modéliser de manière détaillée la dynamique des métaux qui peuvent être largués dans la zone saturée et non saturée lors d’une fuite d’un stockage géologique de CO2.

L'objectif de cette thèse est donc d'étudier l'impact du CO2 sur la dissolution des carbonates et la qualité des eaux par le biais d’une approche expérimentale à deux échelles, celle du laboratoire et celle d’un site expérimental.
A l’échelle du laboratoire, il s’agit donc de reproduire en conditions contrôlées de laboratoire et à l’échelle de la carotte, les phénomènes de dissolution/précipitation matricielle des carbonates en milieu non saturé et saturé. Il s’agit d’effectuer des cycles de saturation et de désaturation à température, débit et pCO2 connus (obtenus par exemple, in situ, dans les carrières de Saint-Emilion ou en simulations de fuite diffuse ou brutale lors d’un stockage géologique de CO2) en laboratoire tout en les reliant à la structure des matériaux et à l’évolution de la géochimie des eaux. A l’échelle d’un site expérimental, il s’agit de mesurer l’impact d’une fuite sur le largage d’éléments traces Pb, Zn, Ba, etc… Ainsi, une quantification de l’impact environnemental des fuites de CO2 sur la qualité de l’eau dans la zone non saturée et saturée sera réalisée à une échelle plus proche de la réalité. Expérimentalement, il s’agira de prélever à différentes profondeurs (0.2 m, 1 m ; 2 m ; 3 m ; 5 m), les eaux de la zone non saturée et saturée dans la sphère d’influence de la fuite mais également hors de cette sphère et de mesurer les éléments traces. D’autres paramètres chimiques tels que le pH, l’alcalinité, le potentiel d’oxydo-réduction et la conductivité ainsi que des paramètres physiques comme la teneur en eau du milieu (sol et massif carbonaté) seront mesurés.
Ces deux échelles d’expérimentation sont indispensables et complémentaires pour aboutir à une modélisation réaliste de l’impact des fuites de CO2 dans l’environnement proche surface. Ainsi, les résultats attendus au laboratoire portent sur la compréhension des mécanismes de largage des métaux aux interfaces et sur la quantification des phénomènes. Les résultats attendus au niveau du site expérimental visent la compréhension en trois dimensions de ces phénomènes.

A plus long terme, cette thèse vise à :
- la mise en place de méthodologies d’évaluation, de prévention et de remédiation des impacts sur les écosystèmes terrestres en cas de comportement anormal des sites de stockages (fuite, interactions géochimiques entre le CO2 et le réservoir pouvant entrainer la mobilité d’éléments traces Pb, Zn, Ba, Li etc…) ;
- le développement d’outils et de méthodologies pour l’évaluation et la gestion des risques, la mise en œuvre de critères de sécurité, l’application de mesures correctrices pour pallier tout comportement non prévu.


CARACTERES NOVATEURS DU PROJET
Au plan international et national, la réunion internationale de COP21 à Paris 2015 a souligné une fois de plus l’importance de trouver des solutions au changement climatique et plus précisément à réduire l’augmentation des GES (des Gaz à Effet de Serre) tel que le CO2. L’importance du projet proposé dans lequel s’inscrit cette thèse se retrouve également dans une des priorités régionales liées à sa politique sur l’Energie et le Climat. Plus particulièrement, il s’agit d’apports originaux sur :
- l’industrialisation d’outils de monitoring pétroélectrique-géochimique de fuites de CO2 et des gaz rares pour la surveillance des sites de stockage ;
- la mise en place de techniques avancées de modélisation et de surveillance de site de stockage de CO2 ;
- la mise en place de méthodologies d’évaluation, de prévention et de remédiation des impacts sur les hydrosystèmes terrestres en cas de comportement anormal des sites de stockages (fuite, interactions géochimiques entre le CO2 et les aquifères pouvant entrainer la mobilité d’éléments traces) ;
- le développement d’outils et de méthodologies pour l’évaluation et la gestion des risques, la mise en œuvre de critères de sécurité, l’application de mesures correctrices pour pallier tout comportement non prévu.

Profil :
Formation : Master en géosciences ou en géochimie
Compétences du candidat :

  • bases solides en physique & chimie des milieux poreux,
  • maîtrise des interactions gaz-eau-roche (milieu carbonaté);
  • hydrologie - hydrogéologie des milieux non saturés/saturés,
  • modélisation
    hydro-géochimique.


Durée du doctorat : trois ans
Rémunération : Bourse ADEME (demi-financement) et Région Nouvelle Aquitaine
(demi-financement) : environ 1500 € net/mois

Contacts:
- Directeur de thèse - Corinne LOISY: Corinne.LOISY@ensegid.fr;
05.56.84.69.31
- Co-directeur de these - Adrian CEREPI: Adrian.CEREPI@ensegid.fr;
05.56.84.69.15

Nom de l’équipe et de l’établissement dans lequel se déroulera la thèse :
- EA 4592 Géoressources & Environnement (Bordeaux INP – Bordeaux Montaigne);
http://geoenv.ensegid.fr
- Etablissement d’accueil : ENSEGID-Bordeaux INP, 1 allée Daguin, 33607
Pessac cedex ; www.ensegid.fr

Ecole doctorale de rattachement : ED 480 « Montaigne-Humanités »


CANDIDATURE
Début des dépôts de candidature : 24/04/2018
Fin des dépôts de candidature : ouvert jusqu’à recrutement
Toutes les candidatures doivent comporter les documents suivants :

  • a) un CV et deux pages décrivant le stage de Master2;
  • b) une lettre de motivation;
  • c) le nom et les coordonnées de deux personnes pouvant recommander le candidat ;
  • d) les relevés de notes du M1 et du M2.


Date limite de candidature : 30/09/2018