Stage en minéralogie hydrogéologie et géophysique expérimentale

Ce stage s’inscrit dans le cadre de l’ANR SENSOMOD.

Ce projet vise à mieux comprendre le phénomène de retrait-gonflement des argiles (RGA), qui est à l’origine de déformations et d’ouverture de fissures dans les sols soumis à des variations hydriques.

Ces fissures modifient fortement la circulation et l’évaporation de l’eau dans le sol, et sont à l’origine de nombreux désordres sur les bâtiments et infrastructures.

Ces processus affectent directement la dynamique de l’eau dans le sol, les échanges avec l’atmosphère et la stabilité des structures bâties.

Le stage se déroulera au BRGM (Orléans) en collaboration avec l’IGE (Grenoble).

L’objectif est de mettre au point et de réaliser un protocole expérimental pour suivre, à l’échelle du laboratoire, l’évolution de sols argileux soumis à un stress hydrique, en combinant des mesures minéralogiques, hydrogéologiques et géophysiques.

Ce stage a pour objectif de mettre en place un protocole expérimental innovant permettant d’analyser de façon intégrée :
- La désaturation et la réhydratation des sols argileux, à l’aide d’une colonne expérimentale instrumentée (colonne λ) ;
- L’ouverture et la fermeture des fractures induites par les cycles hydriques, et leur rôle sur les transferts d’eau ;
- Le suivi en temps réel des paramètres hydriques et électriques, via des capteurs immergés dans l’argile et un système de régulation d’humidité relative basé sur des sels saturés ;
- Les mesures de bilans de masse (pesées) pour quantifier la dynamique de l’eau ;
- L’analyse minéralogique post-mortem, par diffraction des rayons X sur des échantillons prélevés à différentes profondeurs de la colonne, afin de caractériser les évolutions structurales ;
- La reconstruction 3D par maillage du volume découpé et la quantification des volumes de fractures ;
- L’estimation des flux d’eau au sein du système, qui serviront de calibration aux modèles hydrogéologiques développés dans le cadre du projet SENSOMOD.

Au-delà de l’acquisition des données expérimentales, un travail scientifique approfondi est attendu, notamment sur l’interprétation des résultats de diffraction des rayons X afin de relier les évolutions minéralogiques et structurales observées aux processus de désaturation, de réhydratation et de fracturation de l’argile.