Université d'Orléans

PLANEX

logo PLANEXPLANEX (Planète expérimentation : simulation et analyse in situ en conditions extrêmes)* se propose d'élaborer une plateforme expérimentale haute pression et haute température (HP-HT) permettant de réaliser des analyses chimiques, structurales, isotopiques in-situ sur les fluides (silicates et sels fondus, fluides hydratés, gaz) ainsi que de simuler des processus de transfert de fluides dans les géomatériaux ou leurs équivalents synthétiques. Il associe pour cela les compétences de 7 laboratoires : ISTO (expérimentation liquides silicatés HP-HT), CEMHTI (spectroscopie in situ HT liquides silicatés et sels fondus), LPC2E (spectroscopie des gaz, isotopes), GREMI (source RX flash), CRPG (analyse isotopique par sonde ionique), BRGM (simulations des transferts réactifs) et LECIME (sels fondus et piles à combustible).

Les objectifs scientifiques sont :

  1. une meilleur compréhension des processus de stockage et transfert de fluides naturels ou d’origine anthropique dans la croûte terrestre ;
  2. une meilleure quantification des processus géothermiques de haute enthalpie ;
  3. le développement de modèles thermodynamiques des silicates et sels fondus riches en éléments volatils ;
  4. la compréhension des processus de nucléation/cristallisation dans les liquides/fluides géologiques ou industriels ;
  5. la détermination des fractionnements isotopiques dans les systèmes comportant des matériaux fondus/fluides HP-HT riches en éléments volatils.

Ceci se fera au travers de la mesure de plusieurs propriétés physico-chimiques de la matière, à la fois au niveau microscopique (spéciation), via les outils de spectroscopies vibrationnelles (ex IR-Raman), et au niveau macroscopique, par des mesures directes (in situ) des propriétés de transport (perméabilité, émissivité, conductivité), et de leur évolution au cours du temps. L’ensemble de ces données permettra d’aboutir, d’une part, à une modélisation rigoureuse des dites propriétés, et donc à l’élaboration de modèles multi-échelle de transfert/transformation/ production de fluides à réel pouvoir prédictif, et, d’autre part, à l’optimisation des procédés industriel associés.

Les recherches auront un impact direct dans les domaines socio-économiques suivants :

  1. une meilleure définition du risque lié à l’activité volcanique résultant d’une description plus rigoureuse des matériaux impliqués (liquides silicatés riches en volatils) ;
  2. la gestion et l’exploitation de la ressource géothermique de haute température notamment en contexte volcanique ;
  3. l’amélioration de procédés industriels faisant intervenir des liquides silicatés (verres, céramiques) ou des sels fondus (piles à combustible) à haute valeur ajoutée ;
  4. les filières industrielles de production d’énergie utilisant les couches terrestres profondes comme stockage provisoire d’excès d’énergie (H2, air comprimé) ou celles impliquées dans la réduction directe des gaz à effet de serre (CO2).

* Convention n° ANR-11-EQPX-0036