De la réactivité des basaltes altérés et ses conséquences pour la minéralisation naturelle et industrielle du carbone

Soutenance de thèse de Sylvain Delerce

Résumé :

Depuis plusieurs années, les basaltes font l’objet d’une attention croissante en raison de leur potentiel pour le stockage géologique du CO₂ par minéralisation, notamment démontré par les projets CarbFix et Wallula. La plupart des études et démonstrateurs portent sur des basaltes frais ou sur le verre basaltique pour profiter de leur haute réactivité. Cependant, la majeure partie des basaltes accessibles pour la minéralisation in-situ sont anciens et plus ou moins altérés. 

Cette thèse a pour objectif d’étudier la réactivité des basaltes altérés afin d’évaluer leur potentiel pour le déploiement du stockage géologique du CO₂ à grande échelle.

Une gamme de 23 basaltes altérés, représentant une large gamme d’altération, a été étudiée. Leur caractérisation détaillée, couplée à des expérimentations en réacteurs fermés et en réacteurs ouverts à 25 et 120°C, ont permis de quantifier et comparer leur réactivité. Ces expériences ont été modélisées sous PHREEQC pour tester la précision du modèle et des bases de données cinétiques, et simuler la carbonatation des roches étudiées. 

Les résultats montrent que la réactivité des basaltes altérés est 10 à 100 fois plus faible que celle des basaltes frais ou du verre basaltique. On observe également que, malgré leurs origines et minéralogies très différentes, les basaltes altérés ont des vitesses de libération des éléments majeurs similaires entre eux. La libération préférentielle du calcium et dans une moindre mesure du magnésium a été observée pour tous les échantillons, notamment en début de réaction, mais aussi de façon prolongée pour les basaltes d’altération hydrothermale. De plus, les résultats montrent que la perte de réactivité due à l’altération des basaltes n’est pas un processus linéaire et qu’elle peut être compensée par une des températures supérieures à 100°C.  

Ainsi, mes travaux de thèse permettent de confirmer le potentiel des basaltes altérés pour la minéralisation du carbone, en particulier à des températures supérieures à 100°C.

Le jury sera composé de :
Mme Isabelle Martinez– Rapporteur (IPGP, Paris, France)
M. Sigurður Gíslason – Rapporteur (Université d’Islande, Reykjavif, Islande)
M. Jérôme Viers – Examinateur (Université Paul Sabatier, Toulouse, France)
Mme Pascale Bénézeth – Directrice de thèse (GET, Toulouse, France)
Mr Jacques Schott – invité (GET, Toulouse, France)
Mr Eric Oelkers – invité (Université d’Islande, Reykjavif, Islande)