Academic literature on the topic 'Fluide de fracturation'

Abstract La faille d’Aigion appartient à un système de failles normales à pendage nord affectant la bordure sud du golfe de Corinthe, témoin d’une extension active d’échelle régionale caractérisant la région égéenne. Les carottes du forage AIG-10, qui a traversé cette faille, montrent la présence d’une zone endommagée et d’une gouge. Ce travail présente une analyse des lames minces faites à partir de ces carottes. Il confirme la zonation en termes de fracturation à l’approche de la faille. Loin de cette dernière, la fracturation héritée de la phase compressive de l’orogenèse hellénique est dominante, bien qu’il existe aussi une famille E-W liée à l’extension actuelle. Toutes ces fractures sont scellées et le remplissage est similaire d’un point de vue luminescence au calcaire hôte. A l’approche du coeur, la quantité de fractures liées à la faille augmente; le remplissage de ces fractures indique, en cathodoluminescence, le passage de plusieurs fluides qui seraient d’origine externe, et la dernière génération de fractures est encore ouverte. Au mur de la faille, sous 5 m d’épaisseur verticale de cataclasite et d’ultracataclasite dans les calcaires et radiolarites (coeur de faille) et 13 m d’épaisseur verticale de gouge dans les radiolarites, les observations sont plus limitées, car la présence d’un karst a restreint les possibilités de carottage. Néanmoins, on peut observer que le remplissage des fractures liées à l’extension est différent de ce qui nous a été dévoilé au toit. Ceci suggère que la faille, transversalement imperméable aujourd’hui, l’a toujours été. L’analyse de la succession des ciments met en évidence une perméabilité parallèle à la faille à la faveur d’un système de fractures et fentes jeunes et ouvertes, pendant qu’est discuté le transfert de fluides par rapport aux stades de propagation de la faille.

Abstract Vertical fractures in Oxfordian limestones of the eastern part of the Paris Basin are interpreted as resulting from synsedimentary extensional deformations which occurred during the Mesozoic. These NNE-SSW striking fractures are 10 to 20 meters in height, and filled with microgranular material. The fractures mainly affect crinoidal and oolitic grainstones. Their micritic to microsparitic, lithoclast-bearing infills may have resulted from the solidification of an ancient mud injected from non-lithified, overlying layers of marine sediments. They should therefore be referred to as sedimentary dykes. Graded layering suggests deposition under turbulent flow conditions, whereas later plastic deformation and breccia formation indicate a syndiagenetic reworking. Such observations are consistent with a predominance of the sedimentary dykes in grainstones, which are more rapidly lithified and therefore subject to early fracturing. On the contrary, these dykes are rare in mudstones which may constitute the source of the material for the infills in the grainstones. Both the analysis of the wall geometry and the reconstruction of the diagenetic history of the infills make possible to distinguish two types of sedimentary dykes. The first type corresponds to a fracturation characterized by irregular walls around the rock-constituting grains (i.e. crinoidal debris or ooids), whereas the walls in the second type are cross-cutting the grains and present a fringe of sparite predating the microsparite infill. The following scenario is proposed for the first type of sedimentary dykes: i) syntaxial cementation of crinoidal debris and early cementation of ooids; ii) fracturing along grain boundaries under low burial strain; iii) filling of fractures and open porosity by the mud. The second type of sedimentary dykes was formed under deeper burial conditions, which is indicated by both pre-existing bedding-parallel stylolites and the precipitation of sparite on the walls before the sedimentary infill. This early fracturation and the availability of a sedimentary filling, non-lithified material point to a late Jurassic age for these sedimentary dykes. The δ18OSMOW isotopic signatures measured for the infilling sparite and microsparite materials indicate that these were precipitated from meteoric waters, either early during the formation of the sedimentary dykes or during a later recrystallization event. The sedimentary dykes have recorded an E-W extension during the Oxfordian-Kimmeridgian period, which is in good agreement with the late Jurassic tectonic history of the western European platform. This early Oxfordian-Kimmeridgian fracturing and its associated fluid paleocirculations is of major interest in the context of the tectonic history of the Paris Basin, since most of these N-S to NNE-SSW tension gashes have been previously attributed to the Eocene Pyrenean shortening and Oligocene rifting stages.

Abstract Introduction – Normal faults are part of the elements that control fluid flows in sedimentary basins. They can play the role of a barrier or a drain [Hippler, 1993]. These pathways are anisotropic. The aim of this study is to determine the fluid pathways and to characterise the pore network and its role in the transfer properties. Petrophysics, petrographics, geochemical and fluid inclusion studies allow us to characterise a Buntsandstein sandstone affected by a normal fault. This sandstone has a fluviatile origin, field evidenced by fluviatile channels, but also by some clay layers. The fault is located in the north east of France, in the Rhine Graben. The vertical displacement is about 3 meters, and the dip is 70o east. The fractured zone is composed of three compartments (the hanging wall and the footwall separated by a gouge) divided by three main faults (fig. 1). Oriented samples were taken from the three blocks and were studied following the procedure figure 2. Results – The petrographical and mineralogical composition of the three compartments were different. The gouge and the footwall were characterised by quartz overgrowths, authigenic kaolinite (30 to 40 % of the clay fraction) and diagenetic illite (40 to 60 % of the clay fraction). The hanging wall was characterised by 70 to 80 % diagenetic illite of the clay fraction (fig. 3). The isotopic composition of the footwall quartz overgrowth (fig. 4) was δ18O enriched ranging from 13,4 to 13,6 ‰ SMOW, compared to detritic quartz ranging from 10,7 to 11,8‰ SMOW. Such quartz precipitations originated from fluid circulations, with temperature ranging between 195oC and 225oC according to fluid inclusion data in quartz overgrowth. This occurred mainly in the hanging wall but also in the fault gouge. The isotopic study of minerals and the quartz overgrowth fluid inclusion study showed that these fluids were similar to present day fluids characterized by Pauwels et al. [1993] in the deep Upper Rhine Graben (tab. I). The fault gouge was first like a drain allowing the fluid to circulate from the deep graben and then it acted as a barrier preventing the fluid from spreading in the hanging wall. This was confirmed by the study of thin sections, that revealed a cataclastic zone in samples located between the hanging wall and the gouge (fig. 5). The evolution of porosity was characterised along a profile crossing the fault. Porosity values evolved from 12 % in the hanging wall, to 6 % in the fault gouge, and 12 % in the footwall (fig. 6). Oriented mercury injection measurements were carried out on covered (fig. 7) and non covered (fig. 6) epoxy resin samples to compare permeability related to porous network. When the samples were covered with epoxy resin, mercury was injected only into the network which was connected to the injection surface (fig. 7). The process indicated a connectivity of the sample and it could be quantified. High differences between the two porosity values suggest that the porous network was not connected with the surface of the sample. The covered or not covered samples exhibited no porosity variations with orientation. The lowest mean permeability occurred in the fault gouge (0,1 mD). It increased in the hanging wall (100 mD) and in the footwall (200 mD). The maximum value of oriented permeability measurements occurred in the bedding plane (250 mD) (fig. 8). The direction of this maximum permeability varied in the two blocks with the direction of the fluviatile channels. The minimum permeability in the hanging wall (12 mD) and in the footwall (34 mD) were perpendicular to the bedding. This sedimentary permeability anisotropy disappeared in the gouge (fig. 8). Discussion – Fault zones are assumed to be fluid pathways and fluid barriers. This study has shown that the same fault can act as a barrier and a drain for fluid circulation. Permeability anisotropy is usually related to fracturation, but only in the case of short time fluids pathways. Indeed, when the fracture network is totally cemented, the matrix plays the role of pathway. The evolution of the porous network depends on the tectonics and on the fluid circulation. Permeability and permeability anisotropy decrease as the distance to the gouge decreases. We also noticed a decrease of pore threshold and connectivity of the porous network. In fact, permeability depends on tortuosity, connectivity, but also on porosity and pore threshold [Katz and Thompson, 1987]. In these sandstones, classical mercury injection did not indicate any significant variations. But oriented and resin covered mercury injection allowed us to distinguished three types of samples response (fig. 9) : – similar porosity and pore threshold in covered and non resin covered samples indicate a good connectivity , but no preferential orientation of the porous network ; – similar porosity but different pore threshold indicate a preferential orientation of the structures but also a good connectivity ; – different porosity and pore threshold indicate either a bad connectivity or a preferential orientation of the microstructures. In this study, we have clearly shown an evolution of the permeability due to tectonic events and fluid circulations. The decrease of permeability and permeability anisotropy near the fault is principally due to the tectonic event. This decrease was associated with a decrease of porosity and pore threshold due to compaction in the footwall because of the great number of stylolithes. In the hanging wall, the decrease of petrophysical properties was due to precipitation of cement around quartz grains. The permeability reduction near the fault accounted for the role of the microstructures in fluid pathways. They were horizontal in the undeformed rock and became vertical in the faulted rock.

The dolomites of the Grande Dolomie de Namur which make up the lower part of the Vinalmont borehole are considered to be eogenetic, i.e. relating to reflux of saline to hypersaline water or due to seawater circulation adjacent to the development of a mixing zone. Their depleted δ18O (-13.50‰ to -13.90‰) is interpreted in terms of recrystallisation due to interaction with high temperature fluids. Their δ13C-composition (-1.68‰ to +1.50‰ PDB) roughly falls within the interval of the original Lower Carboniferous marine calcite, and thus has not been reset. Columnar calcites, which fill up many of the cavities within the upper part of the former formation, are interpreted as palaeo-speleothems of Upper Tournaisian/Lower Visean age. These dominantly non-luminescent columnar calcites with growth bands and microsparite intercalations of detrital origin display stable isotopic signatures supporting their meteoric origin (δ18O- and δ13C-values of -6.49‰ to -10.32‰ PDB and -2.47‰ to -4.79‰ PDB respectively). In the Vinalmont borehole the ‘Encrinite de Flémalle’ and the ‘Limestone of Avins’ are missing. This is explained by non-deposition or by erosion in relation to the just cited karstification. Within the overlying Terwagne Formation mud- to wackestones and peloidal pack- to grainstones display many features indicative of restricted sedimentation conditions with episodic emergence as testified by the development of palaeosols and subaerial crusts. The stable isotope values of these horizons support soil-related processes (δ18O between -8.55‰ and -6.55‰ PDB and δ13C between -5.95‰ and -1.03‰ PDB). An evolution towards more open marine subtidal sedimentation conditions in the Vinalmont Limestones (dominantly pack- to grainstones) is apparent based on the varied fauna assemblage and sedimentary characteristics. The original marine stable oxygen signature has also been reset due to interaction with meteoric water (-9.45‰ and -9.70‰ PDB) but their δ13C (+0.27‰ to +1.07‰ PDB) reflect a clear rock buffering with preservation of the original marine Lower Carboniferous signal. The study of late diagenetic features is helped by the development of bed-parallel compactional and steeply inclined tectonic stylolites. Late diagenetic zebra-dolomite formation has been observed in the Grande Dolomie de Namur. They formed out of hot (mean Th of 115 °C; δ18O of -9.1‰ to -9.4‰ PDB) suprahydrostatic fluids circulating along steep faults. The slightly depleted δ13C-signal (varying between -2.08‰ and -3.09‰ PDB) might also reflect high temperature precipitation conditions. The development of mono-crystalline non-luminescent columnar calcites in these dolomites, filling up large cavities is a second important late diagenetic process. They are interpreted to be the product of hydrothermal karstification (δ18O-values of -16.2‰ to -16.7‰ PDB and δ13C-values of +0.07‰ to -1.17‰, PDB). Furthermore several fracturation events followed by cementation have been recognised of which the later generations typically are characterised by bright yellow luminescent calcite. They are thought to relate to thermal sulphate reduction and thus could be time equivalent with the late diagenetic pyrite which preferentially crystallised along the stylolites.

Abstract This paper presents an overview of a vast research project named Formation Evaluation 2000 that was undertaken by Agip SpA and was aimed at characterizing in real time the formations encountered during drilling by the mean of measurements on drill chips. To date, the project has demonstrated the feasibility to obtain representative values of the P and S wave velocities, rock strength and deformability, permeability, porosity, density, residual fluid content and saturation. Further work is underway in order to gain access to the pore size distribution, the thermal expansion and the conductivity of the rocks. The paper presents the methodology used systematically to assess such a feasibility and illustrates the results obtained to date during the various sequences of the research - i.e. primary design of the measure, laboratory tuning and field applicability. Furthermore, a series of field cases where these techniques were used are presented in order to highlight the industrial applications of such a package of measurements. Introduction In the oil industry, Formation Evaluation is traditionally performed after the drilling of the well by a series of techniques amongst which one can mention:core measurements which give direct indications but which are necessarily limited in space as it is often uneconomical to core continuously all the formations of interest;logs which give continuous measurements but which are often indirect - e.g. porosity from sonic logs;well tests of whatever nature - e.g. may they be for permeability determination or fracturation pressure, etc. - and which give large scale information about the rocks.In practice, the main drawback of such techniques is not so much technical than temporal in so far as they allow the characterization of the formations only after the end of the well whilst a while drilling evaluation would benefit many operations. For this reason, the industry has developed the Measurement While Drilling (MWD) and Logging While Drilling (LWD) techniques which aim at obtaining a real time formation evaluation. These techniques consist in inserting high technology sensors in the Bottom Hole Assembly and at performing and recording various measures on the formations soon after they have been discovered by the bit. Nevertheless, such techniques also suffer from various drawbacks which are listed below in a non-exhaustive manner: i. in the case when the measurement is sent directly from the bottom of the hole to the rig floor, the lag time for the availability of the information is only due to the distance between the bit and the sensor which may be several hours if the instantaneous Rate Of Penetration (ROP) is slow - e.g. < 2 m/h -; ii. in the case when the measurement is not sent to surface, the information only becomes available once the bit is pulled out of hole which may mean several days after the formations have been uncovered by the bit; iii. MWD and LWD tools are expensive high technology equipments which require a high degree of well stability to be run such as to minimize the risk of leaving them downhole because of a stick pipe problem. iv. finally, the interpretation of the measurements may be quite complicated as corrections have to be brought for various factors such as for example the vibrations of the drillstring in the case of the Sonic While Drilling. Because of the global situation described above, Agip decided to investigate the possible use of cuttings to perform quantitative physical determinations of the properties of the formations encountered by the well. As questions about the physical representativity of cuttings were raised very early in the project, it was decided to follow a two stage approach:

Abstract Various cavities studied in western Niger and South Cameroon show the existence of important karstic phenomena into metagabbros and gneisses. These large-sized caves resulted from generalized dissolution of silicate formations in spite of their low solubility. Karstification is produced by deep hydrous transfer along lithological discontinuities and fracture net works. The existence of such caves has major implications in geomorphology, under either Sahelian and Equatorial climate, and in hydrogeology and water supply, particularly in the Sahel area. Introduction. – Since a few decades, several karst-like morphologies are described in non-carbonated rocks (sandstones, quartzites, schistes, gneisses…) [Wray, 1997 ; Vicat and Willems, 1998 ; Willems, 2000]. The cave of Guéssédoundou in West Niger seems to be due to a large dissolution of metagabbros. The cave of Mfoula, South Cameroon, attests for the same process in gneisses. This forms proof that big holes may exist deeper in the substratum even of non-carbonated silicate rocks. Their size and number could mainly influence the landscape and the hydrogeology, especially in the Sahelian areas. Guéssédoundou, a cave into metagabbros in West Niger. – The site of Guéssédoundou is located 70 km south-west of Niamey (fig. 1). The cave is opened at the top of a small hill, inside in NNE-SSW elongated pit (fig. 2 ; pl. I A). The hole, 3 to 4 m deep and 20 m large, has vertical walls and contains numerous sub-metric angular blocks. A cave, a few meters deep, comes out the south wall. Bedrocks consist of metagabbros of the Makalondi greenstone belt, a belt of the Palaeoproterozoic Birimian Formations of the West Africa craton [Pouclet et al., 1990]. The rock has a common granular texture with plagioclases, partly converted in albite and clinozoisite, and pyroxenes pseudomorphosed in actinote and chlorite. It is rather fairly altered. Chemical composition is mafic and poorly alkaline (tabl. I). A weak E-W schistosity generated with the epizonal thermometamorphism. The site depression was created along a N010o shear zone where rocks suffered important fracturation and fluid transfers, as shown by its silification and ferruginisation. The absence of human activity traces and the disposition of the angular blocks attest that the pit is natural and was due to the collapse of the roof of a vast cavity whose current cave is only the residual prolongation. To the vertical walls of the depression and at the cave entry, pluridecimetric hemispheric hollows are observed (pl. I B). Smooth morphology and position of these hollows sheltered within the depression dismiss the assumptions of formation by mechanical erosion. In return, these features are typical shape of dissolution processes observed into limestone karstic caves. That kind of process must be invoked to explain the opening of the Guéssédoundou cave, in the total lack of desagregation materials. Dissolution of metagabbro occurred during hydrous transfer, which was probably guided by numerous fractures of the shear zone. Additional observations have been done in the Sirba Valley, where similar metabasite rocks constitute the substratum, with sudden sinking of doline-like depressions and evidence of deep cavities by core logging [Willems et al., 1993, 1996]. It is concluded that karstic phenomena may exist even in silica-aluminous rocks of crystalline terrains, such as the greenstones of a Precambrian craton. Mfoula a cave into gneisses in South Cameroon. – The cave of Mfoula is located 80 km north-east of Yaoundé (fig. 3). It is the second largest cave of Cameroon, more than 5,000 m3, with a large opening in the lower flank of a deep valley (pl. I C). The cavity is about 60 m long, 30 m large and 5 to 12 m high (fig. 4; pl. I D). It is hollowed in orthogneisses belonging to the Pan-African Yaoundé nappe. Rocks exhibit subhorizontal foliation in two superposed lithological facies: the lower part is made of amphibole- and garnet-bearing layered gneisses, and the upper part, of more massive granulitic gneisses. Average composition is silico-aluminous and moderately alkaline (tabl. I). The cave is made of different chambers separated by sub-cylindrical pillars. The ceiling of the main chamber, 6 m in diameter, is dome-shaped with a smooth surface (D, fig. 4). The walls have also a smooth aspect decorated with many hemispherical hollows. The floor is flat according to the rock foliation. They are very few rock debris and detrital fragments and no traces of mechanical erosion and transport. The general inner morphology is amazingly similar to that of a limestone cave. The only way to generate such a cavity is to dissolve the rock by water transfer. To test the effect of the dissolution process, we analysed a clayey residual sampled in an horizontal fracture of the floor (tabl. I). Alteration begins by plagioclases in producing clay minerals and in disagregating the rock. However, there is no more clay and sand material. That means all the silicate minerals must have been eliminated. Dissolution of silicates is a known process in sandstone and quartzite caves. It may work as well in gneisses. To fasten the chemical action, we may consider an additional microbial chemolitotrophe activity. The activity of bacteria colonies is known in various rocks and depths, mainly in the aquifer [Sinclair and Ghiorse, 1989 ; Stevens and McKinley, 1995]. The formation of the Mfoula cave is summarized as follow (fig. 5). Meteoric water is drained down along sub-vertical fractures and then along horizontal discontinuities of the foliation, particularly in case of lithological variations. Chemical and biological dissolution is working. Lateral transfers linked to the aquifer oscillations caused widening of the caves. Dissolved products are transported by the vertical drains. Regressive erosion of the valley, linked to the epeirogenic upwelling due to the volcano-tectonic activity of the Cameroon Line, makes the cavities come into sight at the valley flanks. Discussion and conclusion. – The two examples of the Guéssédoundou and Mfoula caves evidence the reality of the karsts in non-carbonated silicated rocks. The karst term is used to design ≫ any features of the classical karst morphology (caves, dolines, lapies…) where dissolution plays the main genetical action ≫ [Willems, 2000]. Our observations indicate that (i) the karst genesis may have occurred into any kind of rocks, and (ii) the cave formation is not directly dependent of the present climate. These facts have major consequences to hydrogeological investigations, especially for water supply in Sahelian and sub-desertic countries. Some measurements of water transfer speed across either sedimentary pelitic strata of the Continental terminal or igneous rocks of the substratum in West Niger [Estèves and Lenoir, 1996 ; Ousmane et al., 1984] proved that supplying of aquifers in these silico-aluminous rocks may be as fast as in a karstic limestone. That means the West Niger substratum is highly invaded by a karstic net and may hidden a lot of discontinuous aquifers. The existence of this karst system can be easily shown by morphological observations, the same that are done in karstic limestone regions (abnormally suspended dry valleys, collapses, dolines…). Clearly, this must be the guide for any search of water, even in desertic areas where limestones are absent.

On présente ici un modèle numérique de fracturation hydraulique dans un milieu tridimensionnel, base sur un couplage entre : une suite d'états d'équilibre élastique, l'écoulement du fluide à l'intérieur de la fracture, et le phénomène de rupture. Pour l'élasticité, une formulation intégro-variationnelle permet de se ramener à un problème bidimensionnel tout en évitant les singularités classiques. La résolution numérique se fait par éléments finis sur un maillage mobile. On résout d'abord le problème d'équilibre. Les résultats numériques pour l'ouverture et les facteurs d'intensité de contrainte sont en très bon accord avec des solutions analytiques disponibles pour des géométries simples. Puis le couplage et la propagation sont réalisés. Les résultats sont compares a ceux obtenus par des modèles plus simples dans l'industrie pétrolière.

Le bassin de Jaca (Pyrénées espagnoles) est un exemple classique de bassins d’avant pays, où les grandes lignes du remplissage sédimentaire, ainsi que la chronologie des failles ont été très étudiées. Il reste toutefois à mieux comprendre la paléo-hydrologie et l’histoire thermique du bassin, de manière à proposer un modèle de circulation des fluides pendant sa mise en place et sa déformation (Paléocène-Oligocène). Pour ce faire, ce travail propose d’analyser la répartition de la fracturation, d’étudier les conditions de formation des veines syn-tectoniques et de caractériser la maturité de la matière organique sur l’ensemble du paléobassin d’avant-pays de Jaca, des zones internes vers les zones externes.L’analyse pétrographique, géochimique et microthermométrique des veines montre que la grande majorité des fluides minéralisateurs sont à l’équilibre isotopique et thermique avec l’encaissant. Dans le détail, nous avons identifié 2 événements principaux de formation de veines dans la zone interne du bassin (Sierras Interiores), que nous proposons d’associer au fonctionnement des failles majeures dans le socle. Nous suggérons que les fluides circulent le long des niveaux de décollements et sont expulsés sur de courtes distances (< 10 km), au travers des réseaux de fractures, vers le bassin d’avant-pays. Le reste du bassin enregistre principalement des fluides locaux, parfois associés à l’infiltration d’eau météorique. L’analyse des températures d’enfouissement (50°C à 250°C), qui inclut des données de Δ47, montre une organisation N-S relativement homogène depuis les Sierras Interiores (fenêtre à gaz) jusqu’aux Sierras Exteriores (immature), avec des anomalies longitudinales marquées. Les modélisations thermiques 1D sur 9 puits virtuels suggèrent que les températures maximales vers les Sierras Interiores peuvent résulter d’un enfouissement sédimentaire, dont une grande partie est érodée actuellement. Nous proposons que ces parties érodées correspondent à des dépôts tardi-orogéniques conglomératiques déposés à proximité de la zone axiale. Les données suggèrent une répartition non homogène de ces dépôts selon un axe E-W, impliquant des transferts sédimentaires plus complexes qu’habituellement discutés. Au vu de nos résultats et des précédentes études, le modèle paléohydrologique et thermique du bassin de Jaca, et à plus grande échelle, de la chaîne plissée sud-pyrénéenne, est compartimenté à la fois dans l’espace et dans le temps, en lien avec à la propagation latérale et frontale de la déformation, qui contrôle l’ouverture du système. Le modèle paléohydrologique et thermique de la chaîne plissée sud-pyrénéenne constitue donc un potentiel analogue aux chaînes plissées dont le raccourcissement résulte d’une convergence oblique
The Jaca basin (Spanish Pyrenees) is a classical example of a foreland basin, where the sedimentary filling and the calendar of thrust activation have been extensively studied. It remains to understand the paleohydrology and the thermal history of the basin, so as to provide a fluid flow model related to its formation and deformation (Paleoecene-Oligocene). To do this, this work proposes to analyze the distribution of fracturing, to study the conditions of formation of syn-tectonic veins and to characterize the maturity of organic matter throughout the Jaca foreland basin, from hinterland to external areas.Petrographical, geochemical and microthermometric analysis of veins show that the vast majority of mineralizing fluids are at the isotopic and thermal equilibrium with the host-rock. In detail, we identified two main events of vein precipitation in the inner part of the basin (Sierras Interiores), probably related to major basement thrust activations. We suggest that fluids flow along decollement levels and are expelled over short distances (<10 km), through fracture networks towards the foreland basin. The other part of the basin mainly record local fluids, sometimes associated with the infiltration of meteoric water. Analysis of burial temperatures (50 °C to 250 °C), which includes Δ47 data, shows a relatively homogeneous N-S organization from the Sierras Interiores (gas window) to Sierras Exteriores (immature), with strong longitudinal anomalies. Thermal 1D modelling of 9 virtual wells suggest that the maximum temperatures of Sierras Interiores result from sedimentary accumulation, whose a large amount is now eroded. We propose that this eroded thickness corresponds to late-orogenic conglomeratic deposits near the axial zone. The data suggest an inhomogeneous distribution of the deposits along an E-W axis, involving more complex sedimentary transfers than usually discussed. Given our results and previous studies, the paleohydrological and thermal model of the Jaca basin, and on a larger scale, of the South Pyrenean fold and thrust belt, is compartmentalized both in space and in time, in response to the propagation of and oblique deformational front, which controls the opening of the system. The paleohydrological and thermal model of the South Pyrenean fold and thrust belt is therefore a potential analogue to fold and thrust belt including shortening due to an oblique convergence

En métallogénie, il est admis depuis longtemps que les fluides sont les principaux vecteurs des métaux et que fluides et déformations sont étroitement associés dans le déroulement des processus minéralisateurs. Ce travail aborde ces deux principaux aspects en environnement porphyre et épithermal où de nombreuses inconnues subsistent en ce qui concerne les processus minéralisateurs, l'origine dès fluides minéralisateurs ainsi que le rôle joué par les drains de cas fluides à savoir les fractures. L'étude des fluides réalisée dans le district épithermal de Shila (SW Pérou) a permis de proposer un modèle de minéralisation pour l'ensemble des gisements du district. Les différences observées dans la nature des fluides et dans leurs propriétés PVT semblent expliquer les différents types et· styles de minéralisation. A Apacheta, l'étude de l'évolution verticale des paramètres physico-chimiques des fluides en parallèle de la minéralisation montre que la différence de minéralisation observée entre les niveaux profonds (Pb-Zn) et plus superficiels (Au-Ag) est lié à un fractionnement des gaz présents dans les fluides lors d'un phénomène d'ébullition. L'étude de la géochimie des fluides (crush-leach) associés à ce type de minéralisation dans différents districts (Shila, Pérou; Baia Mare et Monts Apuseni, Roumanie, Pongkor, Indonésie) montre que ces fluides présentent des chimies comparables quel que soit leur contexte géodynamique. Ces compositions sont également similaires aux fluides associés aux systèmes géothermiques. Des analyses des propriétés de réseaux de fractures ont été réalisé à échelle macroscopique sur des systèmes de veines qu'elle soient minéralisées ou non. Elles ont permis dans un premier temps d'établir une nouvelle méthode pour caractériser des paléocontraintes en tenant compte de l'influence de la présence de fluides. Appliquée sur le réseau de veines de Soultz-sous-Forêts, cette méthode donne des valeurs réalistes de paléocontraintes à l'origine de la réouverture d'un système de veines en présence de fluides. Différentes techniques d'études géométriques et statistiques permettant la caractérisation des propriétés d'un réseau de fractures ont également été appliquées sur le stockwerk minéralisé du porphyre cuprifère de Rosia Poienî (Roumanie). Les hétérogénéités constatées dans les caractéristiques du stockwerk (à l'échelle métrique) semblent se traduire directement pas des variations dans les teneurs en cuivre. La description statistique des propriétés du stockwerk minéralisé semble être un outil prospectif très intéressant. La caractérisation des propriétés hydrauliques des veines constitutives du stockwerk met également en évidence des hétérogénéités à l'échelle de la carrière. Les niveaux les plus profonds et les plus minéralisés sont dominés par des perméabilité de drains et une organisation de veines en clusters. Les niveaux les plus superficiels développent quant à eux de faible perméabilité de fissures, sans drains majeurs entraînant de ce fait une perméabilité pervasive dans la masse
In metallogeny, it is now obvious that fluids are the main vectors of metals and that fluids and deformations are closely associated in the mineralizing processes. This work deals about this two main aspects in the porphyry and epithermal environment. Fluid studies, realised in the epithermal district of Shila (SW Peru), allow to state a mineralizing model at the district scale. The differences observed in the PVT properties of the fluids seem to explain the different types and styles of mineralization. At Apacheta, studies of the vertical evolution of the physico-chemical parameters of the fluids in parallel to the mineralization show that differences, observed between deep levels (Pb-Zn) and shallower levels (AuAg), is directly linked to a fractionation of gases present in fluids during a boiling event. The geochemistry (crush-leach) of the fluids associated to this type of mineralization in various districts (Shila, Pero; Baia Mare and Apuseni Moutains, Romania; Pongkor, Indonesia) are similar whatever their geodynamic context and are comparable with the fluids associated to geothermal systems. Analyses of fracture networks has been realised at macroscopic scale on different (mineralized or not) vein systems. They allow in a first time to establish a new methodology to characterize paleostresses taking into account the influence of the fluid pressure. Applied on the Soultz-sous-Forêts vein system, this method gives realistic paleostress magnitudes linked to the reopening of quartz veins. The mineralized stockwerk of the Rosia Poieni porphyry copper (Apuseni Mts, Romania) has been chosen for a statistical and hydraulic characterization in order to understand how mineralized vein system evolve and grow. A 1D sampling of the stockwerk has been realized on 2000 fractures distributed on five levels of the open pit (910, 940, 1000, 1045 and 1060 ml. Various statistical analyses has been applied and heterogeneities observed in the stockwerk (metric scale) express directly variations in the copper content. Statistical description of the stockwerk properties seems thus to be a very powerful prospective tool. Estimation of hydraulic conductivities developed by veins has been realized and show equally heterogeneities at the quarry scale. The mean permeability developed by all the veins on each profile decrease from the deeper and more mineralized level (910m) to the highest level (1060m). High permeabilities developed on the 910 m profile are linked to the presence of major drains and the clustered organization of veins. The level 1060 m, characterized by numerous and thin veins with a homogeneous spatial repartition, develop a more pervasive permeability

L'objectif de ce travail est d'évaluer les impacts environnementaux liés aux opérations de fracturation hydraulique à travers l'étude des mécanismes d'adsorption des produits chimiques utilisés dans les fluides de fracturation et prédire le devenir de ces additifs injectés dans la roche mère. A travers les résultats obtenus, Il s'avère que la bentonite a un pouvoir très adsorbant du xanthane par rapport aux autres minéraux contenus dans la roche mère. Les trois matrices modèles à savoir la bentonite, la calcite et la kaolinite ont le même pouvoir adsorbant du sp breaker. Il apparaît, aussi, que le xanthane est un produit biodégradable car c'est un biopolymère de fermentation utilisant le xanthomonas campestris, à l'inverse du sp breaker qui est un produit non biodégradable, nécessitant d'autres méthodes de traitement. Ces deux résultats nous ont permis de conclure que la bentonite peut être utilisée comme un adsorbant pour le traitement des eaux de retour afin l'éliminer des deux produits cités précédemment (xanthane et sp breaker) dont les quantités ne sont pas négligeables dans ces eaux (flow back) et qui posent un problème environnemental assez important. Les résultats obtenus à travers l'étude rhéologique ont montré que l'agent gélifiant (xanthane) à tendance à s'épaissir (forte viscosité) quand il est soumis à de faibles contraintes de cisaillement et à se fluidifier (faible viscosité) quand il est soumis à de fortes contraintes de cisaillement. De plus, cet additif présente une viscosité qui augmente avec le temps. Ainsi, les échantillons conservés pendant 24 heures nécessitent plus d'énergie pour être injectés dans le gisement. Le mélange eau-gélifiant se comporte comme un fluide rhéofluidifiant avec l'existence d'une contrainte critique d'écoulement. Cet écoulement n'est observé que lorsque la contrainte de cisaillement appliquée est supérieure à cette valeur critique. Par ailleurs, les essais analytiques, numériques et expérimentaux de fracturation hydraulique réalisés au laboratoire sur un certain nombre d'échantillons cylindriques de PMMA synthétisés nous ont permis de conclure que le débit et la taille des fissures initiales ont plus d'impact que la viscosité sur la pression de rupture. Un accord raisonnable a été obtenu entre les résultats des modèles analytiques et numériques comparés aux données expérimentales (réelles). Comparés aux résultats de l'étude analytique, les résultats de l'étude de simulation numérique sont les plus proches des résultats expérimentaux (réels). Cette bonne corrélation entre les résultats expérimentaux et numériques s'explique par le fait que l'étude analytique ne prend en compte que la profondeur de la fissure, à l'inverse de la simulation numérique, qui prend en considération la forme de la fissure semi-elliptique (demi-longueur et profondeur). Mots clés : schiste, fluide de fracturation roche mère, PMMA
The objective of this work is to evaluate the environmental impacts related to hydraulic fracturing operations by studying the adsorption mechanisms of chemicals additives used in fracturing fluids and to predict the evolution of these additives injected in large quantities into the shale. Based on the results obtained, it appears that bentonite has a high adsorption capacity of xanthan additive compared to other minerals contained in the shale. The three-model matrices bentonite, calcite and kaolinite have the same adsorption capacity of sp breaker additive. It also appears that xanthan is a biodegradable product, unlike sp breaker, which is a non-biodegradable product, requiring other treatment methods other than the biological method. These two results allowed us to conclude that Bentonite can be used as an adsorbent for the treatment of return water for the elimination of the two products (xanthan and sp breaker), both of which are present in significant quantities in the return water (flow back) and present a fairly significant environmental problem. The results obtained by the rheology studies showed that the gelling agent (xanthan) has a high viscosity when applied under low shear stress and a low viscosity when applied under high shear stress. This shear stress tends to increase for the samples conserved for 24 hours and needs more energy to be injected into the shale. The water-gelling agent mixture behaves like a rheofluidifying fluid with a critical flow stress and flow is only observed when the applied shear stress is above this critical value. In addition, analytical, numerical and experimental hydraulic fracturing tests carried out in the laboratory on a number of cylindrical samples of synthesized PMMA showed that the flow rate and the initial crack size has more impact than viscosity on breakdown pressure. A good agreement was obtained between the results of the analytical and numerical models compared to the experimental results. The results of the numerical simulation study are nearly the same as the experimental (real) results compared to the analytical study, because the analytical study only takes into account the depth of the crack, but the numerical simulation, which considers the shape of the semi-elliptical crack (half-length and depth). Key Words: shale, fracturing fluid, source rock, PMMA

Les affleurements de Bevons, Nyons et Rosans dans le Sud-Est de la France, comme ceux du Numidien (Sicile, Tunisie, Maroc...) ou de la Tourelle (Canada) permettent l'observation de nombreuses injectites sableuses alimentées par des chenaux turbiditiques. Deux types d'injectites sont présents : les sills (horizontaux) et les dykes (verticaux), les dykes étant issus des sills. Leurs processus de mise en place sont, selon les auteurs, per ascensum, post-dépositionnels, et (sans doute le plus souvent) per descensum, contemporains de la mise en place du sable nourricier et objet de la présente étude. L'approche des mécanismes intervenant dans cette fracturation et la modélisation de celle-ci ont notamment pour but de préciser l'évolution de l'étanchéité des matériaux argileux pouvant constituer un site de stockage de déchets. D'un autre point de vue, des injections sableuses étant localisées entre des réservoirs contenant des hydrocarbures, une détermination de leur géométrie est nécessaire pour prédire les circulations potentielles de fluides durant la production. Un modèle géométrique a été établi à partir de ces observations et a permis de faire certaines hypothèses sur les mécanismes à prendre en compte dans les modélisations de cette fracturation et/ou injection. Plusieurs approches sont menées en parallèle : - L'étude de la compaction dans le massif, avant l'injection : pour des concentrations en sable assez élevées (> 35 %), le poids de la colonne de mélange d'injection est supérieure à la contrainte verticale dans la partie superficielle du massif. Cette inversion de densité peut être responsable du fait que l'injection se propage plutôt vers le bas dans le cas des dykes ou le long de discontinuités stratigraphiques (telles que les niveaux de cendres par exemple). Lorsque l'on descend dans les sédiments, la pression dans la colonne de mélange sableux varie linéairement avec la profondeur alors que la contrainte dans les sédiments varie non linéairement (issue d'une courbe de porosité en exponentielle). A partir d'une certaine profondeur, la pression fluide devient inférieure aux contraintes dans la succession sédimentaire : l'injection ne peut pas dépasser cette profondeur. Ainsi, la propagation des dykes est limitée par le poids de son encaissant. - L'utilisation de la fracturation hydraulique comme mécanisme de l'injection : la mécanique des roches et plus précisément les mécanismes d'hydrofracturation ont été testés pour tenter de modéliser ces observations à grande échelle. La force responsable de l'initiation et de la propagation des fractures est la pression due à la mise en place du chenal turbiditique. Le modèle tient compte du fait que l'injection doit soulever les terrains sus-jacents. Les premiers résultats ont permis de montrer que dès qu'une fracture horizontale est initiée, la propagation est rapide. L'ouverture obtenue (épaisseur d'un sill) est décamétrique, soit du même ordre de grandeur que les observations de terrain. - L'utilisation d'un fluide à seuil dans un réseau établi, avec des probabilités cohérentes avec la réalité des phénomènes entrant en jeu, a permis de déterminer les extensions maximales d'injection en accord avec les observations de terrain : - Un sill seul peut se propager sur 2400 m en quelques dizaines d'heures, - Un dyke seul peut descendre jusqu'à 400 m sous le paléofond de mer en quelques secondes, - Un réseau de sills et de dykes connectés (ce réseau étant connecté au chenal par un sill) peut avoir une extension horizontale de 1200 m et verticalement de 400 m, et se mettre en place en quelques heures. La formation des sills est plus longue que celle des dykes, la formation d'un sill seul dure plusieurs heures alors que celle d'un dyke dure quelques secondes. Lorsque les sills et les dykes sont connectés, le temps de propagation du réseau est d'environ 2 heures. Les dykes se forment toujours en quelques secondes et ont un effet sur la propagation des sills qui se propagent deux fois moins loin que s'ils étaient seuls.

Cette thèse vise à développer un modèle numérique de type lattice permettant de simuler la propagation de fissures sous l’effet d’une injection de fluide dans un milieu hétérogène quasi-fragile. Si la finalité de l'étude concerne l'étude de matrices rocheuses naturelles, dans les différentes parties du manuscrit détaillée ci-après et dans un souci de validation, le modèle a été régulièrement confronté à des résultats expérimentaux obtenus sur des matériaux cimentaires similaires à des roches naturelles en termes de comportements mécaniques et de transport mais présentant des hétérogénéités mieux contrôlées. La première partie du document est dédiée à l'étude du processus de fissuration caractéristique des matériaux quasi-fragiles présentant une zone d'élaboration. Un outil d'analyse statistique basé sur les fonctions de Ripley et permettant d'extraire une longueur caractéristique à partir d'un nuage de points -- lieux d'un endommagement mécanique -- et présenté. Il est ensuite utilisé dans le cadre d'essais numériques et expérimentaux de rupture par flexion 3 points sur des éprouvettes de bétons. Les résultats montrent que le modèle numérique de type lattice est capable de rendre compte à la fois du processus global de fissuration mais également du processus local de fissuration. Par ailleurs, cet outil permet également de montrer l'influence du mode de sollicitation sur le développement de l'endommagement au sein d'une structure. La deuxième partie du document présente une loi de comportement élasto-plastique endommageable représentative du comportement de joints. L'originalité du modèle réside dans le couplage entre l'endommagement sous sollicitation normale et la plasticité sous sollicitation tangentielle. Cette nouvelle loi permet de reproduire correctement des résultats d'essais de cisaillement indirects effectués sur des joints de plâtre séparant des épontes en mortier alors qu'un modèle de Mohr-Coulomb classique ne le permet pas. La troisième partie est dédiée à l'introduction d'un couplage hydromécanique complet dans le modèle lattice utilisé précédemment. Le couplage hydromécanique est introduit au travers du comportement poromécanique du milieu basé sur une description mécanique-hydraulique duale et intrinsèque du modèle lattice. La contrainte totale fait le lien entre la contrainte mécanique du lattice mécanique et la pression de pore du lattice hydraulique au travers du coefficient du Biot du milieu alors que la perméabilité locale pilotant le gradient de pression hydraulique est indexée sur les ouvertures locales de fissures estimées au travers du lattice mécanique. Les résultats obtenus par ce modèle hydro-mécanique dual ont été confrontés à des solutions analytiques données dans la littérature pour des fissures de type "bi-wings", et il est montré que les deux approches sont cohérentes pour une fissure parfaitement rectiligne. Après les différentes étapes de validation du modèle présentées dans les parties précédentes, la quatrième et dernière partie est dédiée à la simulation numérique du couplage hydromécanique sous-jacent à la propagation libre d'une fissure propageant sous l'effet d'une injection de fluide et de son interaction avec un joint rocheux naturel. Les trajets de fissuration, non maillés a priori, et les profils de pression au sein de la matrice poreuse sont obtenus et comparés en fonction de l'inclinaison du joint rocheux. Par ailleurs, le traitement statistique concernant les lieux d'endommagement développé en première partie est repris ici afin de caractériser l'évolution des longueurs de corrélation entre point s'endommageant au cours de la propagation de la fissure et de son interaction avec le joint. Il est montré que le modèle hydromécanique lattice permet de représenter différent mécanismes de ré-initiation de fissure à partir d'un joint suivant son inclinaison
This research study aims at developing a lattice-type numerical model allowing the simulation of crack propagation under fluid injection in a quasi-brittle heterogeneous medium. This numerical tool will be used to get a better understanding of initiation and propagation conditions of cracks in rock materials presenting natural joints where the coupling between mechanical damage and fluid transfer properties are at stake. If the final goal of the study does concern natural rocks, the model has been validated by different comparisons with experimental results obtained on cementitious materials mimicking natural rocks in term of mechanical and transport behaviours but presenting heterogeneities which are better controlled. The first part of the manuscript presents a general state of the art. The second part of the manuscript is dedicated to the study of crack propagation in quasi-brittle materials where a significant fracture process zone is evolving upon failure. Only the solid phase is studied here and a statistical tool based on Ripley’s functions is adapted in order to extract a characteristic length representative of the correlations appearing between a set of point undergoing mechanical damage. This tool is then used in the context of numerical and experimental fracture tests on 3 point bending concrete beams. The results show that the lattice-type numerical model is able to capture the global fracture process – in term of force vs. crack opening mouth displacement – but also the local fracture process – in term of dissipated energy and correlation length evolution between damage points. Moreover, this statistical tool shows how the solicitation mode may influence the development of damage within a structure. The third part presents a new elasto-plastic damage constitutive law for joint modelling. The originality of the model lies in the coupling between mechanical damage under normal strain and plasticity under tangential strain. This new constitutive law is able to reproduce indirect shear experimental tests performed on mortar specimens presenting a plaster joint where a classical Mohr-Coulomb criterion fails. The fourth part is dedicated to the representation of the full hydro-mechanical coupling within the lattice-type numerical model. The hydro-mechanical coupling is introduced through a poromechanical framework based on the intrinsic and dual hydro-mechanical description of the lattice model, which is based on a "hydraulic" Voronoï tessellation and a "mechanical" Delaunay triangulation. The total stress links the mechanical stress and the pore pressure through the Biot coefficient of the medium whereas the local permeability, which drives the hydraulic pressure gradient, depends on the local crack openings. The numerical results are compared with analytical solutions from the literature for "bi-wings" shape cracks and it is shown that both approaches present similar results for a perfect straight crack. Once the lattice-model has been successfully validated within the former parts of the manuscript, its fifth and last part is dedicated to the numerical simulation of the fully hydro-mechanical coupling problem of a free crack propagation due to fluid injection and its interaction with a natural joint in an heterogeneous rock medium. Different crack paths, which are not pre-meshed a priori, and different pressure profiles are obtained and compared for different joint inclinations. Finally, our statistical tool, which has been primarily developed for the analysis of the failure behaviour of the solid phase, is used to characterise the evolution of correlation lengths between points undergoing damage upon the crack propagation and its interaction with a natural joint. It is shown that the hydro-mechanical lattice model is able to represent different mechanism of crack stop and restart from a joint depending on its inclination

Ces travaux ont pour but l’interprétation des mesures obtenues sur le site de recherche pour la production d'éléctricité à grande eéhelle grace à la géothermie (soultz-sous-forêts) lors du developpement du réservoir géothermique et des essais de ciruculation. Le contraste de densité entre l'eau douce et froide injectée et les saumures chaudes presentes a 5 km se traduit par des observations de terrain très complexes qui sont ici abordées en considérant ces deux fluides comme deux phases non miscibles. Le code de simulation d'écoulement en milieu fracture fracas, basé sur une approche réseau discret de fractures ou l'écoulement dans la matrice rocheuse est négligé, a été modifié afin de rendre possible la gestion d'un écoulement multiphasique de fluides aux propriétés différentes, dans le but de mettre en valeur d'éventuels phénomènes dûs a la différence de densité des deux fluides et d’évaluer le volume envahi par le fluide injecté lors des essais
This work is focused on interpretation of data obtained on the hot fractured rock geothermal research site of soultz-sous-forêts, during reservoir development and forced circulation tests. The density contrast between fresh cold injected water and hot salted formation fluid implies complex field observations that could be treated by considering the two fluids as immiscible fluids. It was consequently decided to enhance the numerical code fracas, based on a discrete fracture network approach, in order to allow multiphase flows in fractures. The final purpose of this study is to underline eventual density driven flow and to evaluate the invaded reservoir volume during circulation tests

Dans tous les types de matériaux (roches cristallines, sédimentaires, bétons, céramiques,), la présence de fractures (à toutes échelles) implique une perméabilité généralement élevée et des écoulements fluides orientés. Ces circulations de fluides dans les fractures impliquent des interactions fluide - roche (dissolution cristallisation) plus ou moins intenses en fonction de la nature, des conditions physico-chimiques, et des taux de renouvellement des fluides donc des perméabilités. Ces phénomènes d'altération, qui se traduisent principalement par le colmatage des fractures (altération filonienne) et fissures (plans d'inclusions fluides et veinules, altération pervasive) sont des indices très précieux quant à la description des modalités et intensités des migrations fluides dans les systèmes fossiles. Une étude géométrique des réseaux de fractures aux échelles micro et macroscopique, basée sur la répartition spatiale des minéraux de remplissage des fractures, a été réalisée et appliquée a deux granites différents : le granite de Soultz-Sous-Forêts (Bas-Rhin, France) et le granite du Brézouard (vosges, france). À l'échelle macroscopique, une nouvelle méthodologie d'étude des données de forage (graphes binaires cumules) est présentée dans le cas du granite de Soultz.

La formation des gisements métallogéniques en général et uranifères en particulier, dans les bassins paléoprotérozoïques, dépend de la migration des fluides riches en divers éléments (U, Cu, Fe, etc.). L’objet de cette thèse a été de définir le contexte tectonique, sédimentologique et diagénétique associées aux gisements bitume--‐uranium du bassin de Franceville. L’étude tectonique réalisée met en évidence des failles de transfert N180--‐170, héritées de la tectonique archéenne et des failles normales longitudinales N110--‐120. Ces deux familles de failles compartimentent le bassin de Franceville en plusieurs sous--‐bassins de subsidence variable. Les failles longitudinales N110--‐120° contrôlent la mise en place d’anticlinaux de mur et des synclinaux de toit synsédimentaires (i.e. discordances progressives). Les gisements d’uranium du bassin de Franceville, se localisent au niveau des anticlinaux de mur des failles normales. L’étude sédimentologique du bassin caractérise la distribution spatiale des paléoenvironnements de dépôt. Quatre grands environnements de dépôts sont respectivement mis en évidence : fluviatile (formation FA inferieur), deltaïque (formation FA moyen), tidal (formation FA Supérieur) et marin profond (formation FB). La distribution des facies sédimentaires à la transition FA--‐FB est responsable de la mise en place de barrières de perméabilité. Les barrières de perméabilité sont responsables de l’augmentation de la pression fluide, qui favorise la mise en place des structures de surpression fluide (dykes, stylolites, veines de quartz), au voisinage des anticlinaux de mur contrôlés par les failles normales. Les différences de pression dans le bassin favorisent la migration des fluides uranifères et des hydrocarbures, des zones profondes du bassin vers les anticlinaux de mur. Les structures de fracturation hydraulique vont contrôler la mise en place des bitumes et des minéralisations d’uranium associées
Metallogenic deposits within paleproterozoic basins depend on generation and migration of fluids. The aim of this study is to provide a better understanding of tectonic, sedimentological and diagenetic setting of the uranium deposits in the Franceville basin and to characterize hydraulic fracturing impact on fluid migration processes in sandstone reservoirs.Tectonic study define the N180-170° transfer faults, associated with Archean tectonic and the N110-120° longitudinal normal faults. These two fault directions split the Franceville basin into small sub-basins. The longitudinal normal faults are associated with footwall anticlines and hanging wall synclines. The uranium deposits of Franceville basin are located in footwall anticlines of longitudinal normal faults.Sedimentological analysis allows to describe four depositional environments: Fluvial (lower FA), deltaic (middle FA), tidal (upper FA), and open marine environments (FB). Facies distribution in the FA-FB transition promotes the establishment of permeability barriers. These latter are responsible of the increase in fluid pressure and of the formation of fluid pressure structures (dykes, stylolites, quartz veins), in footwall anticlines of longitudinal normal faults. Increase in fluid pressure allows the migration of uranium-fluids, and hydrocarbon from the deep basin to the footwall anticline. Hydraulic fracturing processes lead the precipitation of uranium mineralization, associated with bitumen, in microfractures

Ce travail consacre à l'étude des transferts de l'uranium aux différents stades hydrothermaux dans le massif de saint sylvestre (NW du M. C. F. ), et aux caractéristiques des perturbations d'ordre géochimique, minéralogique et structural qui leur sont associées, a été réalisée grâce à une approche pluridisciplinaire. Il a permis de connaitre: (1) la remobilisation tardive d'uranium hors du gisement et son ampleur; (2) les relations entre les différentes phases d'altération et la minéralisation primaire qui se traduisent par des marqueurs spécifiques et des orientations de réseaux de micro à macro-fracturation; (3) les conditions et la géométrie de développement des différents stades d'altération grâce à l'étude des fluides liées à ces stades. L'étude simultanée des circulations fluides, de la microfissuration et des altérations associées, a permis de: (1) envisager un développement des pièges d'uranium episyenite dans un système de fractures e-w, par un mécanisme de condensation de fluide aqueux type VW dont les caractéristiques sont, une faible salinité (<2% pds eq. Nacl) et une température élevée (350 a 400c); (2) définir les caractéristiques physicochimiques des fluides associes aux stades précoces à tardifs par rapport a la minéralisation uranifère. En effet, les stades précoces, sont caractérises par des fluides aquo-carboniques assez comparables (300 a 350c, salinité comprise entre 6 et 14% pds eq. Nacl) et par différents stades de piégeages de fluides aqueux