Accueil > Recherche > Projets labellisés > Projets 2016 > Evolution de la surface réactive du feldspath potassique au cours de son (...)

Evolution de la surface réactive du feldspath potassique au cours de son altération en contexte géothermique

La stimulation des réservoirs géothermaux est à l’origine d’une modification chimique du fluide, promouvant l’altération des minéraux et impactant à long terme l’efficacité de l’échangeur thermique en profondeur.

Pour répondre aux besoins de modélisation des processus de dissolution, nos efforts s’étaient concentrés, ces deux dernières années, sur le développement d’une loi de vitesse de dissolution du K-feldspath en fonction de l’enthalpie libre de la réaction et de l’effet de l’évolution microstructurale de la surface sur sa vitesse.

La dernière partie du projet a consisté à modéliser l’effet en retour de la précipitation de phases authigènes sur la dissolution du K-feldspath. La combinaison de nos caractérisations et modélisations a permis de démontrer un rôle modeste de ces phases sur le transport des solutés à l’interface avec le K-feldspath, et donc sur la cinétique de dissolution du K-feldspath.

 -

Principaux résultats obtenus
(a) Modélisation de la relation entre la vitesse de dissolution (r) et l’enthalpie libre de réaction (∆G) pour différentes morphologies de cristaux La mise en évidence de la non-unicité de ces relations, inconnue jusqu’alors, permettra une meilleure prise en compte de la réactivité du K-feldspath dans le réservoir de Soultz.
(b) Évolution de la vitesse de dissolution de la face (001) en fonction de l’avancement de la réaction.
(c) Exemples de caractérisations de poudres de K-feldspath recouvertes de phases secondaires. La détermination de l’étendue de la couverture, de son épaisseur et de sa porosité nous a permis d’évaluer sa diffusivité.
(d) A partir de ces mesures, le transport des solutés a été modélisé au sein des couches. Un état stationnaire est atteint dans tes temps inférieurs à la seconde, avec des concentrations à la surface du cristal (x = 5.2 µm) similaires à celles que l’on trouve à l’interface solution / couverture (x = 0 µm). Ces résultats démontrent un rôle modeste des couvertures sur le transport des solutés, et des conditions chimiques locales à la surface du cristal proches de celles du fluide « bulk », assurant une vitesse de dissolution peu affectée par la présence de couvertures.

Projet coordonné par Damien Daval

Auteurs : D. Daval, M. Pollet-Villard, P. Ackerer, A. Clément, G. Schäfer, B. Fritz

Références :
Pollet-Villard, M., Daval, D., Ackerer, P., Saldi, G.D., Wild, B., Knauss, K.G., Fritz, B. Geochimica et Cosmochimica Acta 190, 294-308 (2016).
Pollet-Villard, M., Daval, D., Fritz, B. Knauss, K.G., Schäfer, G., Ackerer, P. Chemical Geology 447, 79-92 (2016).

18 mai 2017