Optimisation de la précipitation in situ de carbonate induite par les micro-organismes dans des milieux poreux hétérogènes – OPTIMIC

La précipitation de carbonate induite par les microorganismes (MICP) est un processus où l'activité microbienne modifie le pH et la concentration en dioxyde de carbone d’un milieu aqueux, entraînant la formation de minéraux carbonatés. Cette approche présente un fort potentiel en ingénierie souterraine, notamment pour la stabilisation des sols, la réhabilitation de ciments dégradés dans les puits de pétrole/gaz et la construction de barrières souterraines limitant la perméabilité des aquifères. Cependant, son application dans des milieux poreux hétérogènes, tels que les sols stratifiés et les roches fracturées, reste un défi en raison de la distribution inégale des microorganismes et des réactifs. Le projet OPTIMIC vise à optimiser l'utilisation du MICP dans ces environnements complexes en développant une méthode innovante basée sur l’ajout de biopolymères. Ces derniers, grâce à leur viscosité et à leur comportement rhéofluidifiant, améliorent la répartition du fluide injecté, facilitent la biominéralisation et assurent une précipitation ciblée des carbonates. Le projet repose sur la sélection de souches bactériennes adaptées et de biopolymères compatibles, favorisant la croissance microbienne et la formation de carbonates. Des expériences seront menées à différentes échelles, allant des tests microfluidiques aux réacteurs batch, en passant par des colonnes décimétriques et des bacs 2D remplis de sols et de roches réels. Ces essais expérimentaux seront complétés par des simulations numériques, couvrant l’échelle du réseau poreux jusqu’à celle de Darcy, afin de mieux comprendre les interactions complexes en jeu. L’objectif est d’identifier les meilleures combinaisons de bactéries, de biopolymères et de stratégies d’injection pour optimiser l’efficacité du MICP. Compte tenu de la complexité et de la nature multi-échelle du processus, cette collaboration franco-allemande intègre des approches expérimentales et de modélisation afin de développer des solutions robustes et évolutives pour l’ingénierie souterraine. Cette synergie permettra de faire progresser la recherche fondamentale tout en favorisant les applications pratiques du MICP dans les domaines environnementaux et géotechniques.