JCJC - Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs

Physico-chimie expérimentale des solutions surchauffées pour l'interprétation quantitative des systèmes naturels métastables – SURCHAUF

Résumé de soumission

SURCHAUF vise à évaluer quantitativement le rôle en milieu naturel des solutions surchauffées, c'est-à-dire lorsqu'elles sont métastables vis-à-vis de leur vapeur (définition stricte de la surchauffe, indépendante de la valeur de la température). La capillarité dans les sols et la stabilité de solutions aqueuses dans des environnements hyper-arides (comme Mars), les injections de solutions hydrothermales dans des zones de flux thermique élevé et la dynamique géochimique dans la croûte profonde, sont les phénomènes au cours desquels la métastabilité pourrait être importante. Nous souhaitons mesurer expérimentalement les effets géochimiques (variation de la solubilité) liés à la métastabilité, les confronter aux contraintes fournies par calculs et aux observations disponibles sur les sites où les phénomènes cités ci-dessus sont actifs. Nous attendons que SURCHAUF apportent des indications claires sur les interactions minéraux/solutions métastables, à basse (< 50°C) et haute températures (> 400°C). SURCHAUF s'intéresse ainsi à la capillarité des sols, aux inclusions monophasées en contexte sédimentaire de bassin, dont l'interprétation (stables/métastables) n'est pas tranchée. La présence de fluides métastables, avec des augmentations de capacité calorifique, permettrait de repenser le transfert de chaleur dans le contexte de rift de la Mer Rouge centrale (fosse d'Atlantis II). Enfin, la compréhension du mouillage et de la continuité des fluides dans les roches crustales, la dynamique gîtologique de maints dépôts de minerai, passent par une compréhension claire du comportement des fluides à hautes température et pression. Une interprétation s'appuyant sur des solutions métastables renouvellerait singulièrement ces domaines. La méthodologie principale d'investigation que nous proposons s'appuie sur la fabrication d'inclusions fluides synthétiques, où la composition et la densité (0.7-0.95 g/cm3) de la solution confinée et la nature du minéral hôte sont contrôlées. Cette technique a déjà été reconnue propice à atteindre des niveaux de métastabilité très élevés. En parallèle, une technique générant également de fortes métastabilités, par choc acoustique sera également utilisée.Deux points forts doivent être soulignés. La maîtrise de la technique d'inclusions fluides synthétiques permet d'ajuster en permanence le planning analytique. Autre point, la comparaison de deux expériences, testant le même effet par des voies très différentes, offre des perspectives vraiment novatrices pour décomposer les processus à l'?uvre dans le phénomène global de métastabilité. SURCHAUF est orienté vers le milieu naturel avec comme méthode d'unifier les mesures de laboratoires et de terrain, à l'aide de modèles numériques stables et physiquement fondés. Des mesures préliminaires faites par l'un d'entre nous, l'expérience de la plupart des partenaires sur ces questions de métastabilité, nous permet de présenter un calendrier de travail opérationnel.

Coordination du projet

Lionel MERCURY (Université)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 150 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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