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Dissertations / Theses on the topic 'Minéraux argileux'
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Barré, Pierre. "Interactions plantes-minéraux argileux dans une perspective écologique." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066009.
Full textAbstract:
Les minéraux argileux sont des acteurs clés dans le fonctionnement des sols et des écosystèmes. Mon travail de thèse étudie leurs modifications liées à l’activité du couvert végétal. J’ai focalisé mon travail sur deux types de modifications : les modifications à court terme de l’occupation des sites interfoliaires des minéraux argileux 2/1 en lien avec le cycle du potassium (K), et les modifications à plus long terme de la structure même des feuillets d’argiles dans le sol de surface entraînées par les apports en silice (Si) et en potassium par la végétation. La première partie de mon travail a permis d’établir que les minéraux argileux 2/1 se comportent comme un réservoir à K : un apport de K (pluviolessivats, minéralisation de la litière, fertilisation) provoque la formation de feuillets « fermés » à 1 nm par une couche d’ions K anhydres, inversement les racines des plantes peuvent prélever ces ions K anhydres et provoquer l’ouverture des feuillets. Le remplissage et la vidange de ce réservoir peuvent être suivis qualitativement et même quantitativement par diffraction aux rayons X. Dans la seconde partie de ma thèse, j’ai établi que certains profils présentent une augmentation de K et de Si vers la surface. Le paradoxe que constitue la plus forte teneur de ces éléments mobiles en surface s’explique par leur translocation par les plantes. La modélisation de ce phénomène a révélé que l’action des plantes peut contrebalancer la perte en Si et K par lessivage et par conséquent stabiliser les phases argileuses riches en Si et K. Mon travail de thèse suggère donc que les plantes utilisent et entretiennent le réservoir à K constitué par les minéraux argileux 2/1 des solsClay minerals are key components for soil and ecosystem functioning. My PhD work centred on the modifications related to plant activity. My work focused on two types of modifications: short term modifications of interlayer site occupations related to potassium (K) dynamics, and longer term modifications of the clay sheet structure in the surface soil influenced by K and Si inputs by plants. The first part of my work established that 2/1 clay minerals behave as a K reservoir in soils: K inputs (throughfall, litter mineralization, fertilization) lead to the formation of “closed” layers collapsed to 1 nm by anhydrous K ions, conversely roots may take up these anhydrous K ions which leads to clay layer ”opening”. The filling or emptying of this K reservoir can be qualitatively and quantitatively studied through X-ray diffraction. In the second part, I showed that some soil profiles exhibit an increase of Si and K contents near the surface. This paradoxical distribution of mobile elements Si and K is explained by their translocation by plants. A model based on this phenomenon revealed that plant translocation can balance element loss through lixiviation and stabilize Si-rich and K-rich clay minerals in the surface soil horizon. My work suggests that plants use and stabilize the soil K reservoir composed of the 2/1 clay minerals
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Holtzapffel, Thierry. "Minéraux argileux lattes : les smectites du domaine atlantique." Angers, 1986. http://www.theses.fr/1986ANGE0006.
Full textAbstract:
Les smectites des sédiments atlantiques du jurassique supérieur à l'actuel ; on distingue des particules floconneuses mixtes et lattées. Les premières, d'origine détritique probable, n'ont subi aucune modification post-sédimentaire ; les dernières résultent du réajustement diagenétique précoce des premières. L'intensité de ce réajustement, qui a lieu à bilans chimique et minéralogique pratiquement constants, a été quantifiée puis comparée à de nombreux paramètres sédimentaires. Trois facteurs importants : microperméabilité initiale du sédiment, temps de contact entre particules et fluides interstitiels et la composition de ces fluides.
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Gailhanou, Hélène. "Détermination expérimentale des propriétés thermodynamiques et étude des nanostructures de minéraux argileux." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30027.
Full textAbstract:
Les minéraux argileux sont très étudiés pour le confinement de déchets industriels ou radioactifs, mais leurs propriétés thermodynamiques, essentielles pour connaître leur comportement géochimique à long terme, sont rares et peu fiables. Nous déterminons, pour la première fois, l'ensemble des fonctions thermodynamiques de minéraux argileux, de référence internationale, du type illite, smectite et interstratifiés illite-smectite. L'étude des nanostructures, par METHR-EDX, révèle des résultats très originaux (présence d'illite trioctaédrique) et conduit à redéfinir précisément ces minéraux. Les enthalpies de formation, de mélange et d'hydratation, les capacités calorifiques, les entropies, les enthalpies libres de formation, entre 0 et 500K, sont obtenues pour les minéraux anhydres et hydratés, à l'aide de plusieurs méthodes calorimétriques (calorimétrie de dissolution, calorimétrie adiabatique, DSC). Des études d'équilibre en solution sont confrontées aux résultats calorimétriquesClay minerals are widely studied for industrial or nuclear waste confinement, but their thermodynamic properties, essential to know their chemical behaviour for long time periods, are rare and questionable. We determine, for the first time, all the thermodynamic functions of internationally referenced clay minerals, of illite, smectite and illite-smectite mixed-layer types. The study of nanostructures, by HRTEM-EDX, reveals very original results (presence of trioctahedral illite) and leads to an accurate redefinition of these minerals. Enthalpies of formation, of mixing, of hydration, heat capacities, entropies, Gibbs free energies of formation, from 0 to 500K, are obtained for anhydrous and hydrated minerals, using several calorimetric methods (dissolution calorimetry, adiabatic calorimetry, DSC). Studies by equilibrium in solution are compared to calorimetric results
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Scopel, Rejane Maria. "Etude des coulées basaltiques à améthystes de la région d'Ametista do Sul, RS - Brésil ; altération post-magmatique." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2333.
Full textAbstract:
La region etudiee est caracterisee par une succession de 12 coulees de basalt. Les coulees porteuses de geodes mineralisees a amethystes sont le nombre 2, 6, 8 e 9, ont des epaisseurs variant de 15 a 30 m et on une structuration interne de la base vers le sommet formee par : 1) niveau vesiculaire de base, 2) niveau central avec des fractures tres irregulieres et c'est a ce niveau que prend place la zone des geodes, 3) niveau vesiculaire du sommet et de la vesiculation. La solidification totale est atteinte apres 12 annes de refroidissement. En 280 ans la temperature de 20c. Le refroidissement a eu lieu avec la sequence suivante : 1) niveau vesiculaire superieur apres 0,3 ans de temps de refroidissement avec on taux de solidification de 0,11 cm/h ; 2) niveau vesiculaire inferieur apres 0,4 ans avec un taux de solidification de 0,03 cm/h ; 3) niveau vesiculaire superieur apres 0,9 ans avec un taux de solidification de 0,4 cm/h ; 4) niveau massif, localise au-dessus de geodos d'amethystes, apres 1,7 ans avec un taux de solidification de 0,03 cm/h ; 5) zone de geodos a amethystes, apres 3,4 ans et niveau massif, localise en-dessous des geodes, apres 12 ans avec un taux de solidification de 0,01 cm/h. L'isotherme de 1150c a ete etabilie comme la ligne de reference de refroidissement des vesicules. La formation des geodes se fait par exsolution de gaz magmatique sur sature. Le fluide residuel va agir sur les mineraux formes de facon precoce avec substitution in situ ou transport de materiel resultant et precipitation posterieure dans les vacuoles. Au niveau massif l'augite et le plagioclase sont peu alteres et l'alteration de l'olivine montrent que celle-ci est substituee par de la smectite trioctaedrique et intestratifie irregulier chlorite-saponite. Dans les niveaux a vesicules fines l'alteration des olivines et de la mesostase est par : 1) interstratifie chlorite-saponite desordonne a 40% de couches expansives, smectite trioctaedrique et celadonite et 2) dans les grosses vesicules la remplissage est par de la smectite dioctaedrique (nontronite) et de la celadonite. Au niveau vesiculaire du sommet, l'alteration des olivines montre l'assemblage saponite + interstrafie chlorite/saponite (80% de couches expansives) + celadonite et le remplissage des vesicules par : 1) celadonite dans la partie externa et dans la partie la plus interne par de la nontronite et 2) par un melange de nontronite + celadonite dans la partie la plus externe, une partie mediane par de la montmorillonite et dans la partie interne par de la heulandite. Les geodes sont remplies de la pheripherie vers le centre par : 1) melange saponite + celadonite, 2) calcite + quartz microcristallin + calcedonie, 3) calcedonie et 4) quartz incolore transigeant vers l'amethyste violette. Des inclusions fluides dans l'amethyste ont de phase vapeur et liquide et caracterisent des fluides de basse salinite. Les inclusions tubulaires a l'interieur de fractures donent de th 204-238c. Dans les bilans geochimiques de masse, a l'exception de sio2 et h2o, sont tous peu mobiles.
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Chivrac, Frédéric. "Nano-biocomposites : structured systems based on starch and clays." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6066.
Full textAbstract:
Les bioplastiques représentent une solution élégante aux problèmes environnementaux induit par l’utilisation de plastiques issus de ressources non renouvelables. Parmi les différents biopolymères pouvant être développés, l’amidon apparaît être une solution écologiquement viable puisque que ce matériau est directement produit lors de la phase de croissance de la plante et ensuite extrait. Néanmoins, s’il est possible de développer des matériaux plastiques à partir de cette matrice amylacée, de nombreuse faiblesses, telles que de faibles propriétés mécaniques et une forte sensibilité à l’eau, restent à solutionner. L’introduction et de charges nanométriques (nanocharges) de type argile (montmorillonite et sépiolite), en vue de produire des matériaux nano-biocomposites, vise à pallier à ces principales déficiences. L’analyse de l’influence de la nature de la surface de la nanocharge a clairement montré le rôle majeur de l’utilisation d’un comptabilisant à l’interface matrice/nanocharge, à savoir l'amidon cationique. Par ailleurs, le rôle du plastifiant sur la dispersion et les propriétés résultantes de ces nano-biocomposites a également été étudié. L’ensemble de ces travaux a révélé des nano-structures complexes, fortement influencées par la polarité des différents éléments constitutifs de ces matériaux nano-biocomposites, mais a également clairement éclairé la forte valeur ajoutée d’une telle démarche. Enfin, une étude plus fondamentale nous a permis de mieux décrire l’influence de ces nanocharges, en fonction de leur état de dispersion, sur le comportement mécanique macroscopique de ces matériauxBioplastics are a powerful strategy to answer to the environmental diseases induced by non-degradable plastics produced from non renewable resources. Since starch is inherently biodegradable and produced during the plant growth, it seems to be a suitable option to develop environmentally friendly materials. Nevertheless, even if bioplastics can be produced with this biomacromolecule, the resulting materials are very sensitive to water and have low mechanical properties. The dispersion of nanosized fillers (nanofillers), like clays (montmorillonite, sepiolite), to produce nano-biocomposite materials, is an interesting option to overcome these weaknesses. The influence of the nanofillers surface treatment has been studied and has highlighted the key role of this parameter on the resulting morphology. It has been demonstrated that the use of a clay compatibilizer, namely cationic starch, is required to have an optimal dispersion quality. Moreover, one part of this study has revealed the influence of the plasticizer on the nanofillers morphology. Thus, these analyses have shown complex morphologies, influenced by the polarity of the different components of the nano-biocomposites, but have also demonstrated the added value of such development. Finally, a more fundamental work allowed us a better understanding of the nanofiller influence, as a function of their dispersion state, on the macroscopic mechanical behaviour of these materials
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Caquineau, Sandrine. "Les sources des aérosols sahariens transportés au dessus de l'Océan Atlantique tropical nord : localisation et caractéristiques minéralogiques." Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120004.
Full textAbstract:
Le sahara est le plus grand pourvoyeur passe et present de poussieres minerales de l'atmosphere. Le principal objectif de ce travail est l'identification des sources sahariennes contribuant aux aerosols transportes a longue distance au dessus de l'ocean atlantique tropical nord. La localisation des sources est realisee en associant un traceur de ces sources a des outils de teledetection et de reconstruction du transport atmospherique des aerosols sahariens. Un traceur suffisamment discriminant par rapport aux sources a ete recherche a travers les associations minerales de ces aerosols. Ceci a necessite, au prealable, le developpement d'une application originale de la diffraction de rayons x a l'etude d'echantillons faiblement charges et majoritairement constitues de mineraux argileux. Le protocole de preparation mis en place comprend l'extraction des particules de leur support de prelevement ; leur mise en suspension dans l'eau deionisee ; la concentration de cette suspension par ultracentrifugation ; le depot des particules sur une ceramique d'alumine permettant l'orientation des argiles. Un traitement semi-quantitatif, inspire de la methode dite des rapports d'intensite de chung (1975) est applique aux diffractogrammes de rayons x obtenus a partir de ces preparations faiblement chargees (1 mg de matiere). Cet outil d'analyse mineralogique a ete applique a la caracterisation des aerosols sahariens collectes a sal (iles du cap-vert) et a la barbade (antilles) pendant trois annees consecutives (1992-1994). Ces deux sites permettent de prendre en compte la variabilite saisonniere du transport des aerosols au dessus de l'ocean atlantique tropical nord. Le site de sal est sous l'influence d'un transport dans les basses couches de l'atmosphere entre les mois de decembre et mars, tandis que les apports sahariens sont maximum a la barbade entre les mois d'avril et d'octobre, suite a un transport a plus haute altitude. L'etude des evenements de poussieres les plus inten ses a montre que la composition mineralogique des aerosols sahariens etait relativement homogene d'un point de vue qualitatif. Ils se composent essentiellement d'illite, de kaolinite, de quartz et de feldspaths. Ce cortege mineral, systematiquement present, est quelque fois enrichi de calcite et de palygorskite. Par contre, le rapport illite/kaolinite, dont la variabilite a pu etre expliquee en relation avec le secteur d'origine des masses d'air arrivant a sal en hiver, s'avere etre un traceur discriminant des sources des aerosols. La combinaison de ce traceur mineralogique avec des images satellites dans l'infrarouge thermique et des retrotrajectoires de masse d'air a permis d'identifier les sources sahariennes contribuant aux aerosols transportes en direction de l'ocean atlantique : - de decembre a mars, les sources actives se repartissent suivant un axe nord-ouest/sud-est, depuis le sud des atlas (maroc et algerie) jusqu'au sud du massif de l'adrar des iforas (niger). Ces sources se caracterisent par des rapports illite/kaolinite distincts, compris entre 2. 4 et 0. 1. - d'avril a octobre, les sources actives sont plus orientales et se repartissent sur un axe est/ouest, entrele nord-est de l'egypte et l'algerie. Ces sources se distinguent par des teneurs relatives en illite et en kaolinite similaires et par la presence de palygorskite et de calcite pour certaines. Enfin, les caracteristiques mineralogiques (rapport illite/kaolinite) des differentes sources localisees indiquent une variation en fonction de la latitude, mais aussi de la longitude de la source, les rapports illite/kaolinite diminuant du nord au sud mais aussi d'ouest en est. Finalement, ce travail permet de completer l'etat actuel des connaissances relatives aux sources des aerosols sahariens et montre clairement que les parageneses argileuses peuvent etre considerees comme de bons traceurs des sources des aerosols d'origine crustale.
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Emmanuel, Tertre. "Modélisation des propriétés d'adsorption des minéraux argileux gonflants vis-à-vis de cations inorganiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Poitiers, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00984348.
Full textAbstract:
Les minéraux argileux sont omniprésents dans les environnements géologiques de surface et sub-surface du globe terrestre. Parmi eux, ceux qu'on appelle communément " argiles gonflantes " peuvent être de très petite taille (<2µm) et de fait adsorber de grandes quantités d'eau et de solutés à leurs surfaces. De ce fait, même en faible proportion, les minéraux argileux gonflants peuvent contrôler une grande partie des propriétés physiques, mécaniques et chimiques des environnements dans lesquels ils sont présents. Ce manuscrit se focalise sur différents modèles, basés sur des formalismes thermodynamiques, que l'on a proposés pour décrire et prédire les propriétés d'adsorption de ces minéraux, vis-à-vis de cations inorganiques en solution aqueuse (cations majeurs des eaux naturelles et cations traces métalliques). Des modèles d'échange d'ions, parfois dénommé modèles " macroscopiques ", tout comme des modèles de complexation de surface intégrant une description de l'interface solide/solution et de ce fait parfois nommé modèles " microscopiques " sont reportées et discutées, notamment par rapport à la bibliographie existante sur le sujet. Ces modèles, tous multi-sites et prenant en compte l'adsorption de toutes les espèces présentes dans le milieu aqueux (notamment H+), ont été contraints, quand cela était possible, par des données structurales et morphologiques des particules représentatives des conditions saturées en eau ; conditions pour lesquelles les modèles d'adsorption sont généralement proposés. Puis, la capacité d'un modèle proposé pour une montmorillonite du Wyoming (smectite basse charge) et basé sur la théorie des échangeurs d'ions à prédire les propriétés d'assemblages minéralogiques complexes pauvres en matière organique (sédiment, horizon Bt de sol) aussi bien en mode statique (batch) qu'en mode dynamique (expérience en colonne) est présentée. Nous discutons également de la capacité d'un modèle multi-site basé sur le formalisme Gaines Thomas décrivant les propriétés d'adsorption d'une vermiculite (minéral argileux gonflant haute charge) à prédire des données obtenues en régime dynamique en milieu très dilué (faible rapport solide/solution) sur ce même matériau. Pour cela, différentes études ont été réalisées soit en régime advectif/dispersif avec une poudre dispersée, soit en régime purement diffusif avec des monocristaux. Enfin, des perspectives sont présentées et concernent la capacité des modèles précédemment proposés à pouvoir contraindre les modèles de diffusion double milieu qui interpréteraient des données macroscopiques de diffusion obtenues avec des échantillons de vermiculite compactée.
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Tiennot, Mathilde. "Influence des propriétés physico-mécaniques des minéraux argileux dans l'altération de la pierre monumentale." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066036/document.
Full textAbstract:
La desquamation en plaque est une forme de dégradation de la pierre monumentale fréquemment observée. Cette morphologie spécifique résulte de l’initiation et la propagation d’une fissure subparallèle à la surface, qui subit diverses sollicitations en conditions naturelles d’exposition. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre ces mécanismes d’altération et d’appréhender les paramètres déterminants dans l’initiation de la fissuration au sein des pierres mises en œuvre. Une approche en mécanique de la rupture a ainsi été proposée. L’influence des minéraux argileux, mis en cause dans ce phénomène, est étudiée et discutée. Trois pierres ont été sélectionnées, une molasse, un grès et une kersantite, présentant de nombreux exemples de desquamation lorsqu’elles sont exposées. Leur comportement hydromécanique est caractérisé en tenant compte de leur anisotropie naturelle. Les propriétés élastiques, la résistance à la traction et la ténacité sont mesurées après saturation, pour plusieurs humidités relatives en phase d’humidification et de séchage, et après plusieurs cycles de variations d’humidité relative. Un couplage de mesure des dilatations et des vitesses d’ondes acoustiques a permis un suivi précis de l’endommagement au fil des cycles. L’influence des minéraux argileux dans les processus d’altération a pu être vérifiée. Ces phases ont été identifiées comme des facteurs essentiels de la dégradation, car elles constituent des plans de fragilité favorisant l’endommagement et la fissuration du matériau, et ce d’autant plus qu’elles se dilatent lors des sollicitations naturellesFlaking is a deterioration pattern widely observed on monumental stone heritage. This pattern is due to the initiation and propagation of a crack subparallel to the surface of the stone exposed to natural weathering. This research aims to better understand the alteration mechanisms and to determine the parameters involved in such crack initiation within monumental stones. A fracture mechanics approach is proposed and the influence of clay minerals on this detachment alteration is discussed. The research is carried out on three stones, a molasse, a sandstone and a kersantite, showing scaling effect when submitted to natural conditions. Their hydromechanical behaviour is studied with respect to their natural anisotropy. Elastic properties, tensile strength and toughness are measured after saturation, at various RH values during humidification and drying, and after several cycles. Wave propagation combined with dilatation measurements is used to follow damage during the RH variations cycles. The influence of clay minerals on alteration processes is verified. These phases are critical factors of stone degradation as they are weakness planes leading to damage and cracking, especially generated by their swelling
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Tiennot, Mathilde. "Influence des propriétés physico-mécaniques des minéraux argileux dans l'altération de la pierre monumentale." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066036.
Full textAbstract:
La desquamation en plaque est une forme de dégradation de la pierre monumentale fréquemment observée. Cette morphologie spécifique résulte de l’initiation et la propagation d’une fissure subparallèle à la surface, qui subit diverses sollicitations en conditions naturelles d’exposition. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre ces mécanismes d’altération et d’appréhender les paramètres déterminants dans l’initiation de la fissuration au sein des pierres mises en œuvre. Une approche en mécanique de la rupture a ainsi été proposée. L’influence des minéraux argileux, mis en cause dans ce phénomène, est étudiée et discutée. Trois pierres ont été sélectionnées, une molasse, un grès et une kersantite, présentant de nombreux exemples de desquamation lorsqu’elles sont exposées. Leur comportement hydromécanique est caractérisé en tenant compte de leur anisotropie naturelle. Les propriétés élastiques, la résistance à la traction et la ténacité sont mesurées après saturation, pour plusieurs humidités relatives en phase d’humidification et de séchage, et après plusieurs cycles de variations d’humidité relative. Un couplage de mesure des dilatations et des vitesses d’ondes acoustiques a permis un suivi précis de l’endommagement au fil des cycles. L’influence des minéraux argileux dans les processus d’altération a pu être vérifiée. Ces phases ont été identifiées comme des facteurs essentiels de la dégradation, car elles constituent des plans de fragilité favorisant l’endommagement et la fissuration du matériau, et ce d’autant plus qu’elles se dilatent lors des sollicitations naturellesFlaking is a deterioration pattern widely observed on monumental stone heritage. This pattern is due to the initiation and propagation of a crack subparallel to the surface of the stone exposed to natural weathering. This research aims to better understand the alteration mechanisms and to determine the parameters involved in such crack initiation within monumental stones. A fracture mechanics approach is proposed and the influence of clay minerals on this detachment alteration is discussed. The research is carried out on three stones, a molasse, a sandstone and a kersantite, showing scaling effect when submitted to natural conditions. Their hydromechanical behaviour is studied with respect to their natural anisotropy. Elastic properties, tensile strength and toughness are measured after saturation, at various RH values during humidification and drying, and after several cycles. Wave propagation combined with dilatation measurements is used to follow damage during the RH variations cycles. The influence of clay minerals on alteration processes is verified. These phases are critical factors of stone degradation as they are weakness planes leading to damage and cracking, especially generated by their swelling
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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.
Full textAbstract:
Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de constructionThe main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products
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Dang, Kim Dung. "Contribution à l'étude du comportement thermo-hydro-mécanique des matériaux argileux (bentanite MX 80 et argilite du callovo-oxfordien)." Rennes, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISARA007.
Full text
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Gaboreau, Stéphane. "Les sulfates phosphates d'aluminium hydratés (APS) dans l'environnement des gisements d'uranium associés à une discordance protérozoïque : caractérisation cristallochimique et signification pétrogénétique." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2312.
Full textAbstract:
Les sulfates phosphates d'aluminium (APS) sont des minéraux ubiquistes, généralement observés dans les altérations hydrothermales dans l'environnement des gisements d'uranium associés à une discordance protérozoïque de l'East Alligator River Uranium Field (Territoire du Nord, Australie) et du bassin d'Athabasca (Saskatchewan, Canada). L'objectif de cette étude est de: 1) caractériser la nature et l'origine des APS de chaque côté de la discordance, au niveau de la couverture gréseuse et du socle métamorphique sous-jacent, hôtes de plusieurs corps minéralisés, 2) caractériser ces minéraux sur leur capacité à indiquer les paléoconditions (redox, pH) relatives à la formation des gisements d'uranium. La formation des APS résulte principalement de l'interaction entre des saumures oxydantes, relativement acides et des roches riches en monazite et en minéraux alumineux. De même, la nature des assemblages APS-argiles et la cristallochimie des APS varient en fonction de leur position relative aux corps minéralisés en uranium et de leur distance à la discordance où ont opéré les interactions fluide/roche, à l'origine de la minéralisation. L'un des résultats majeurs de cette étude repose sur le fait que les assemblages minéralogiques, récemment utilisés dans la littérature pour décrire les zones d'altération autour des gisements d'uranium, peuvent être reconstitués par le biais d'une modélisation thermodynamique simulant différentes étapes d'interaction fluide/roche liées à l'infiltration des saumures, acides et oxydantes, dans les unités gréseuses basales du bassin et dans le socle métamorphique. De même, les différentes compositions chimiques d'APS dépendent des conditions de pH et de fO2, pour lesquelles l'uranium peut soit être transporté en solution, soit précipité sous forme d'uraninite. Par conséquent, les APS sont non seulement de bons marqueurs du degré d'altération des roches mais surtout de bons indicateurs des conditions de pH et de fO2 pour lesquelles les gisements d'uranium associés à une discordance protérozoïque se sont formésAluminium phosphate sulfate minerals (APS) are particularly widespread and spatially associated with hydrothermal clay alteration in both the East Alligator River Uranium Field (Northern Territory, Australia) and the Athabasca basin (Saskatchewan, Canada), in the environment of proterozoic unconformity-related uranium deposits (URUD). The purpose of this study is both: 1) to characterize the nature and the origin of the APS minerals on both sides of the middle proterozoic unconformity between the overlying sandstones and the underlying metamorphic basement rocks that host the uranium orebodies, 2) to improve our knowledge on the suitability of these minerals to indicate the paleoconditions (redox, pH) at which the alteration processes relative to the uranium deposition operated. The APS minerals result from the interaction of oxidising and relatively acidic fluids with aluminous host rocks enriched in monazite. Several APS-bearing clay assemblages and APS crystal-chemistry have also been distinguished as a function of the distance from the uranium ore bodies or from the structural discontinuities which drained the hydrothermal solutions during the mineralisation event. One of the main results of this study is that the index mineral assemblages, used in the recent literature to describe the alteration zones around the uranium ore bodies, can be theoretically predicted by a set of thermodynamic calculations which simulate different steps of fluid-rock interaction processes related to a downward penetrating of hypersaline, oxidizing and acidic diagenetic fluids through the lower sandstone units of the basins and then into the metamorphic basement rocks. The above considerations and the fact that APS with different crystal-chemical compositions crystallised in a range of fO2 and pH at which uranium can either be transported in solution or precipitated as uraninite in the host-rocks make these minerals not only good markers of the degree of alteration of the basement rocks but also very good indicators of the fO2 and pH paleoconditions at which the formation of the U-ore bodies took place
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Suzzoni, Ariane. "Evolution de la structure des minéraux argileux lors de leurs interactions avec des tensioactifs anioniques." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS464.
Full textAbstract:
Dans le domaine pétrolier, une des méthodes utilisées afin d’augmenter le rendement des gisements est l’injection de tensioactifs. Toutefois, les interactions entre entités organiques et minéraux argileux présents au sein des réservoirs peuvent engendrer diverses complications. Une meilleure compréhension des interactions entre minéraux argileux et tensioactifs est donc primordiale afin d’anticiper les réactions pouvant se produire au sein du réservoir. Le système étudié se compose de kaolinite et illite et d’AOT et SDBS. L’analyse des isothermes d’adsorption renseigne sur les mécanismes d’interactions qui dépendent fortement du pH. Sur la base des mécanismes identifiés, nous nous sommes ensuite intéressés à l’influence de la concentration en tensioactif sur la stabilité de suspensions aqueuses d’illite et de kaolinite en combinant des expériences macroscopiques de suivi temporel de la sédimentation, des mesures rhéologiques et des expériences de diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). Dans le cas de la kaolinite, les mesures macroscopiques révèlent une désagrégation des particules en présence de tensioactif. L’analyse de la structure microscopique des suspensions par SAXS montre un lien fort entre la concentration et l’orientation des particules individuelles au sein des sédiments, qui dépendent fortement du pH et de la concentration en tensioactif anionique. Les comportements des suspensions d’illite sont significativement différents et on n’observe notamment que peu d’orientation des particules au sein des sédiments. L’origine de ces différences semble principalement liée aux différences de taille, de forme et de charge entre ces deux minérauxIn the oil industry, a commonly used method for increasing oil yield is to inject into the reservoir various organic chemicals. However, various interactions between such organic species and clay minerals naturally present in the reservoir rocks sometimes generate numerous detrimental effects. It is of prime importance to better assess and understand the interactions between clay minerals (kaolinite and illite) and surfactant molecules (AOT and SDBS). Adsorption in aqueous suspensions of anionic molecules onto the selected clay minerals was studied at different pH using the rest method. A thorough analysis of the obtained adsorption isotherms allows obtaining information about interaction mechanisms that are highly pH-dependent. On the basis of the thus identified mechanisms, we then focused on the influence of surfactant concentration on the stability of aqueous suspensions of kaolinite and illite. Such an analysis was carried out by combining macroscopic observations of the time evolution of sedimentation, rheological measurements and Small Angle X-ray Scattering (SAXS) experiments. In the case of kaolinite, macroscopic measurements reveal particle disaggregation in the presence of surfactant. At the microscopic level, SAXS investigations evidence strong links between volume fraction and particle orientation in the deposits, both parameters being highly dependent on pH and surfactant concentration. The behaviour of illite suspensions is significantly different as very limited orientation is observed in the sediments. Such differences in behaviour between both clay minerals could be tentatively assigned to differences in size, shape and charge
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Bartier, Danièle. "Contrôle lithologique et diagenèse des minéraux argileux dans le Crétacé inférieur basco-cantabrique (N. Espagne)." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10158.
Full textAbstract:
Le crétacé inférieur de l'anticlinal de Bilbao est compose de 8000 m de dépôts a dominante terrigène mis en place dans un bassin en décrochement lors de l'ouverture de la baie biscaye. Cinq coupes décamétriques ont été levées depuis la bordure est du bassin jusqu'au domaine suppose le plus subsident a l'ouest. Ces coupes présentent des séquences deltaques progradantes depuis des faciès argileux de prodelta jusqu'a des faciès gréseux de front deltaques et de barres d'embouchure. Trois coupes ont été levées dans le supra-urgonien (albien supérieur-cénomanien inférieur) le long d'une même ligne temps, et deux autres coupes dans le wealdien (valanginien-barremien). Les grés du wealdien se caractérisent par une cimentation a dominante siliceuse et chloritique, qui contraste avec les grés du supra-urgonien ou domine un ciment carbonate. Cela est attribue a un degré plus avance de la diagenèse dans le wealdien. Dans les deux complexes, les grés se distinguent des shales par des fortes teneurs en fe#2o#3, mgo, alors que les shales montrent des teneurs plus élevées en k#2o, al#2o#3 et tio2. L'influence de la lithologie, plus marquée dans le wealdien, se traduit par l'apparition d'une cimentation chlorotique au sommet des séquences granocroissantes gréseuses et par l'altération de muscovites détritiques en chlorite. Ces deux types de chlorites sont riches en fer et semblent avoir une origine voisine ; toutes deux résultant de la diagenèse profonde. Les éléments nécessaires a leur formation seraient issus, au moins pour partie, de la déstabilisation des carbonates riches en fer de type ankerite.
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Masutti, Françoise. "Étude expérimentale de la sédimentation-consolidation et de l'acquisition de résistance d'un sol fin." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL579N.
Full textAbstract:
Les situations d'envasement (barrages, estuaires), la stabilité de fonds marins, l'évolution de bassins de décantation d'effluents issus de diverses activités humaines constituent des phénomènes ou des procédés fortement conditionnés par le comportement de sédiments fins de teneur en eau élevée. Situés à la frontière entre milieux fluide et solide, ces matériaux sont particulièrement complexes et évolutifs et nécessitent des études interdisciplinaires. La description et la prédiction de leur comportement reposent sur la détermination de lois caractéristiques ; l'expérimentation en laboratoire constitue donc une étape préalable indispensable à la compréhension des phénomènes gouvernant la formation de ces sols. Dans ce contexte, cette étude concerne plus particulièrement le début de la consolidation et repose sur deux approches complémentaires incluant la mise en œuvre de dispositifs expérimentaux spécifiques : (i) banc gammamétrique et colonnes de sédimentation instrumentées permettant la simulation du processus de dépôt de suspensions de kaolin et la mesure non-destructive de certains paramètres ; (ii) système de type piézocône, adapté à la mesure en place de faibles valeurs de résistance au cisaillement non drainé. Le comportement des suspensions et des dépôts est analysé en terme d'évolution, au cours du temps, de la position de leur surface, de leur densité, de leur cohésion, des surpressions interstitielles, des contraintes effectives. Les résultats font l'objet d'une analyse géotechnique comparative entre différents modes de consolidation, d'une part pour mettre en évidence la continuité du processus sur un domaine étendu de contraintes et d'indice des vides, d'autre part afin d'étudier le comportement mécanique des dépôts obtenus en laboratoire parallèlement à celui observé in situ sur des sédiments marins récents. Nous abordons également la notion de " transition " sédimentation-consolidation, de manière classique et sous l'angle de l'acquisition de résistance.
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Rousset, Davy. "Etude de la fraction argileuse de séquences sédimentaires de la Meuse et du Gard : reconstitution de l'histoire diagénétique et des caractéristiques physico-chimiques des cicles. Aspects minéralogiques, géochimiques et isotopiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011348.
Full textAbstract:
Les séquences argileuses peu perméables telles que les argilites callovo-oxfordiennes du bassin de Paris ou les siltites vraconiennes du Gard, ont été choisies pour l'implantation éventuelle d'un laboratoire souterrain destiné à tester les propriétés physico-chimiques de ces formations dans l'éventualité d'un stockage profond de déchets nucléaires. La connaissance et la compréhension des modifications post-sédimentaires sont fondamentales dans la définition de ces propriétés. Le but du présent travail visait donc à évaluer et quantifier ces changements par l'étude de ces roches, en particulier des minéraux argileux. Les échantillons proviennent de deux forages (HTM102 et MAR501). Les principaux minéraux argileux dans le forage HTM102 sont l'illite et les interstratifiés illite/smectite. Les observations au MET et au MEB couplées aux analyses isotopiques K-Ar et Rb-Sr mettent en évidence la néoformation de carbonates (calcite, dolomite) et d'argiles. Celles-ci apparaissent au MET comme des particules authigènes lattées en croissance sur des particules détritiques. La durée et l'extension de ces événements diagénétiques sont difficiles à évaluer du fait d'une contamination systématique des échantillons par une contribution détritique, et ce même dans les fractions les plus fines. Cependant, l'étude d'un niveau de bentonite dans la séquence permet de caler l'époque et la durée de la diagenèse. En assimilant cette bentonite à un pôle authigène, il a été possible de reconstruire les variations des valeurs K-Ar de chaque fraction argileuse dans la séquence. Ainsi, la corrélation observée entre les variations du niveau marin relatif et la formation d'un matériel argileux riche en smectite d'une part, et des chimies de fluides différentes d'autre part, sont autant d'arguments en faveur de réactions diagénétiques en système sinon clos du moins restreint. Les travaux sur le forage MAR501 sont comparables à ceux réalisés sur le forage HTM102, avec également un mélange entre deux populations argileuses d'âge différent. Les glauconites diagénétiques ont permis de caler le Vraconien au voisinage de 93,7 ± 0,3Ma, en accord avec les données stratigraphiquesVery low-permeable argillaceous rocks like Callovo-Oxfordian claystones or Vraconian siltstones were chosen to host a research laboratory built to determine the physico-chemical properties of the host formations for a potential underground disposal of radioactive waste. Knowledge and understanding of post-sedimentary modifications are of prime importance for definition of these properties; evaluation and quantification of the post-sedimentary changes represent the aim of this study, focused specifically on the clay material of the sequences. Samples were taken from two drillings (HTM102 and MAR501). In the HTM102 core samples, illite and mixed-layers illite/smectite are the dominant clay components of most clay fractions. Systematic SEM and TEM observations and isotopic K-Ar and Rb-Sr analyses pointed to diagenetic neoformations of carbonates (calcite, dolomite) and clays. For instance, veils and laths of authigenic clay particles around old detrital ones can distinctly be observed. The epoch, duration and extent of the diagenetic activity(ies) are difficult to evaluate because of an overall detrital contribution even in the finest granulometric fractions. However, analysis of a bentonite layer in the sequence provides a diagenetic reference for the authigenic clay material. Correlation between relative sea level and authigenesis of smectite-rich mineral has been outlined. Chemistry of diagenetic fluids also seems to be reliable with sea level variations. These observations argue in favour of diagenetic activities limited in restricted rock volumes. The case study of MAR501 is close to the HTM102 one: smectite-rich illite/smectite mixed-layers represent the major component of the clay fraction and K-Ar values argue in the sense of a mixing between detrital and younger clay populations. Diagenetic glauconites in the sequence yield an age close to 93,7±0,3Ma for Vraconian level, in agreement with stratigraphical data. The case study of a clay-filled fault within the sequence favors a confined-sequence behaviour. Indeed, no migrations of elements and especially of REE took place during fluid flows, the clay minerals preserving their geochemical properties. All the results favor reliable confinment properties of the low-permeable argillaceous sequences
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Saada, Alain. "Origine des différences de propriétés de surface responsables des contrastes de mouillabilité des minéraux argileux des gisements pétroliers." Mulhouse, 1995. http://www.theses.fr/1995MULH0398.
Full textAbstract:
La mouillabilité des roches réservoir des gisements pétroliers influence fortement la récupération du brut. On a constaté dans les roches réservoir constituées de grès argileux, que l'huile est toujours associée à la kaolinite, tandis que l'illite et les autres minéraux sont mouillés par la saumure. Pour comprendre les causes des différences de comportement de ces deux familles d'argile vis-à-vis de l'eau et des composés du pétrole brut six échantillons d'argile ont été sélectionnés, purifiés et caractérisés. Il a ensuite été vérifié que, dans les conditions du laboratoire, les illites sont plus hydrophiles que les kaolinites tandis que ces dernières présentaient une plus grande affinité pour les asphaltènes, en présence d'eau. L'explication des phénomènes observés, est apportée par une étude de chromatographie gazeuse inverse (CGI) à dilution infinie, puis à concentration finie. Dans chacun de ces deux modes d'application de la CGI, le rôle de l'eau préadsorbée sur l'argile est pris en considération. En dilution infinie, et en absence d'eau, nous avons mis en évidence l'existence sur la surface des argiles, de nanorugosités, sur lesquelles les sondes organiques sont fortement retenues. L'eau écrante ces sites, les rendant inaccessibles aux sondes n-alcanes injectées. Par CGI à concentration finie, les isothermes d'adsorption de quatre sondes organiques (l'hexane le benzène, l'isopropanol et la pyridine) sont tracés. En absence d'eau, ces sondes (à l'exclusion de l'isopropanol) interagissent plus fortement avec les illites qu'avec les kaolinites. L'interprétation des isothermes d'adsorption permet d'accéder à la courbe décrivant le nombre (ou la distribution) de sites en fonction de leur capacité (énergie) d'interaction avec une sonde donnée. En examinant l'effet de l'eau sur les allures des fonctions de distribution obtenues avec l'isopropanol et la pyridine, il est apparu que seules les interactions entre l'illite et l'isopropanol sont fortement dépendantes de la présence d'eau. On peut ainsi émettre l'hypothèse que les composants du pétrole brut les plus fortement retenus par les argiles échangent avec ces dernières des interactions de type liaisons H. On comprend alors pourquoi certains constituants du pétrole brut arrivent à déplacer l'eau de la surface de la kaolinite, mais pas de celle de l'illite. Ainsi, la kaolinite est mouillée par l'huile dans le gisement, tandis que l'illite ne l'est pas
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Brendlé, Jocelyne. "Elaboration de beidellites à piliers et d'hétérostructures préparéses à partir de beidellites synthétisées en milieu acide et fluoré et caractérisation." Mulhouse, 1996. http://www.theses.fr/1996MULH0458.
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Bongiolo, Everton Marques. "Intégration de données minéralogiques, isotopes stables (O, H) et porosité de roche (14C-PMMA) dans la reconnaissance de l'évolution de l'altération dans le système hydrothermal de Lavras do Sul-RS, Brésil." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2334.
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Brilha, José. "Cinétique de cristallisation et d'altération post-magmatique d'une cheminée basaltique du complexe volcanique de Lisbonne - modélisation du refroidissement et du mécanisme de fracturation en profondeur." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2289.
Full textAbstract:
Ce travail a comme principal objectif l'etude de l'evolution des processus de solidification, refroidissement et fracturation de roches basaltiques sub-aeriennes avec prismation. La pretention de cette etude est la comprehension : (1) de la cristallisation fractionnee, cinetique du refroidissement et histoire de la fracturation et (2) des alterations post-magmatiques/hydrothermales d'une cheminee volcanique. L'affleurement du penedo de lexim est un temoignage du conduit vertical d'un ancien volcan du complex volcanique de lisbonne. La tephrite, holocristalline et porphyrique presente une prismation reguliere. Le processus de cristallisation de la lave de lexim a pris place en trois etapes essentielles : i) refroidissement lent qui est a l'origine de la cristallisation intratellurique de phenocristaux d'olivine, pyroxene et ulvospinel ; ii) refroidissement rapide provoque par un episode soudain de la montee de la lave, l'origine textures particulieres dans les microcristaux d'olivine et d'ulvospinel ; iii) refroidissement lent dans la phase finale du processus (pratiquement sans mouvement de la lave) jusqu'a la solidification totale de la lave, sans formation de verre. Ce lent refroidissement a permis aussi la formation d'une prismation reguliere et homogene, caracteristique de la cheminee du penedo de lexim. La conjugaison des resultats obtenus par les modeles thermiques et par la petrographie a permis une interpretation de la cinetique de cristallisation et de refroidissement. La solidification et le refroidissement en profondeur de la lave de lexim a ete decisive pour la typologie de la prismation, differente de la prismation des coulees subaeriennes. La formation de zeolites et mineraux associes, pendant les dernieres phases de cristallisation fractionnee, est rapportee a l'episode de fracturation dans la tephrite de lexim. La formation de mineraux argileux est en relation avec une cristallisation post-magmatique.
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Capet, Xavier. "Paléoenvironnements et diagenèse argileuse dans le domaine Caraïbe au Cénozoïque." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10046.
Full textAbstract:
Les sédiments cénozoïques du prisme d'accrétion de la ride de la Barbade (Leg o. D. P. 110, sites 672 et 671) de la chaîne intérieure Orientale vénézuélienne sont étudiés par analyses sédimentologiques, diffractométriques, électromicroscopiques, géochimiques, et par analyse thermique différentielle. Dans le domaine immergé du prisme d'accrétion, les variations verticales des assemblages argileux traduisent essentiellement les changements paléotectoniques, paléoclimatiques et paléogéographiques. Le climat, chaud et hydrolysant de l’Eocène au Miocène inférieur, subit un refroidissement à partir du Miocène supérieur marqué par une augmentation de l'illite et de la chlorite. Les sources sédimentaires varient en fonction des modifications des réseaux hydrographiques de l'Orénoque et de l'Amazone, mais aussi de la tectonique. Des périodes d'instabilité tectonique sont reconnues de l'Eocene moyen à l'oligocène inférieur, à la limite Miocène-pliocène (chaîne Vénézuéla-trinidad) et à la limite Pliocène-Pléistocene (Andes). La comparaison des cortèges argileux du Site 672 (dépourvu d'empreinte tectonique) et du site 671 (montrant des redoublements tectoniques et des migrations de fluides) ne met en évidence aucune modification des assemblages, pour des sédiments contemporains. De plus, les smectites ne présentent pas de modifications minéralogiques ou chimiques en relation avec les zones faillées ou de migration de fluides. Dans la chaîne intérieure orientale du Vénézuéla, les variations des cortèges argileux sont essentiellement contrôlées par la lithologie et résultent d'une évolution diagénétique. Les études stratigraphiques régionales montrent que la région n'a pas été soumise à une charge sédimentaire importante. Le processus diagénétique pourrait résulter d'une surcharge tectonique associée à des migrations de fluides, ou à un gradient géothermique élevé
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Parron, Claude. "Voies et mécanismes de cristallogénèse des minéraux argileux ferrifères en milieu marin : le processus de glauconitisation : évolutions minérales, structurales et géochimiques." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30032.
Full textAbstract:
La cristallogenese des mineraux argileux ferriferes, dans les conditions naturelles de la surface, a ete approchee par l'etude du processus de glauconitisation dans le paleocene du bassin de cote d'ivoire. Un modele par croissance en gel est propose. Chaque grain de glauconie est interprete comme un microsysteme geochimique evolutif hors equilibre thermodynamique ou coexistent des phases metastables et plus stables qui perdurent au cours des temps geologiques
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Bernard, Marjorie. "Etude des comportements des sols de marais : evolution minéralogique, structurale et hydromécanique : marais de Rochefort et marais poitevin." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2335.
Full textAbstract:
L’étude des mécanismes de retrait-gonflement des sols du Marais de Rochefort et du Marais poitevin a été basée sur la caractérisation minéralogique et structurale du bri et sur une approche multi-échelles des relations structure / propriétés hydromécaniques. Illite, kaolinite, chlorite et interstratifiés illite/smectite constituent les principaux minéraux présents dans ce sédiment. Cette composition est stable malgré une illitisation discrète observée dans les sols et paléosols. Les profils de teneur en eau évoluent de la limite de retrait en surface à la limite de liquidité à 3 mètres de profondeur. Un modèle préliminaire de retrait a été établi à partir des relations profil de teneur en eau / courbe de retrait. Les investigations in situ basées sur des profils de résistances à la pointe et de résistivité () ont permis de représenter les lois de comportement du sol dans deux diagrammes croisés : indice des vides (e) – teneur en eau (W) – indice de saturation (Sat) – résistance de pointe (Qd) et e-W--Qd. La loi d’Archie a été étalonnée dans ces sols minéralogiquement homogènes, saturés par des eaux de salinité variable. Les relations conductivité hydraulique / microstructure ont été appréhendées par analyses d’images d’échantillons intacts et par essais de compressibilité à l’oedomètre. In situ, la structure du sédiment a été mise en évidence jusqu’au substratum à partir de panneaux électriques. Trois niveaux se superposent: (1) le bri supérieur, à l’état solide, recoupé par la prismation verticale, (2) le bri inférieur, plastique à liquide, à forte porosité et (3) le bri profond qui se densifie avec la profondeur. Cette structure limite les transferts hydriquesThe study of shrinkage – swelling mechanisms of soils in the Marais de Rochefort and Marais Poitevin is based on a mineralogical and structural characterisation and on a multi-scale approach of the relations between structural and hydromechanical properties. Illite, kaolinite, chlorite and illite / smectite mixed layer constitute the dominant clay minerals in the sediment. This composition is stable in spite of a discreet illitisation observed in soils and palaeosol. The gravimetric water profiles evolve from the shrinkage limit in surface to the liquidity limit at 3 meters deep. A preliminary shrinkage model was established on the relation between the water content profiles and the shrinkage curve. The in situ investigations based on the cone resistance and resistivity measurements allow to show the soil behaviour laws in two crossed diagrams : void ratio (e) – gravimetric water content (W) – cone resistance (Qd) – saturation index (Sat) and e – W - - Qd. The Archie’s low was calibrated in this mineralogicaly homogeneous soil saturated with variable salinity water. The relation between hydraulic conductivity and microstructure was comprehended using image analyses and œdometer tests on intact samples. In situ, the electrical resistivity imaging shows the sediment structure down to the substratum. Three levels are superimposed: (1) the superior bri in solid state, crosscut by the prism – like structure, (2) the inferior bri, plastic to liquid, with high porosity and (3) deeper bri densified with depth. Thus the hydraulic transfers are mainly governed by the porosity of the plastic-to-liquid bri level
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Iriarte, Lecumberri Pedro Ignacio. "Synthèse de minéraux argileux dans le système SiO2-Al2O3-Fe2O3-MgO-Na2O-H2O entre 150 et 225°C." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2252.
Full textAbstract:
Dans le présent mémoire on a étudié la synthèse de minéraux argileux (kaolinites et smectites) sous diverses conditions hydrothermales de pH (5-10) et de températures (150-225 o̱C), dans le système SiO2-Al2O3-Fe2O3-MgO-Na2O-H2O. Les matériaux de départ utilisés étaient des gels amorphes avec des stoechiométries de smectite et différentes proportions de cations octaédriques (aluminium, fer et magnésium). Préalablement à la synthèse, on a réalisé une optimisation de la méthode de préparation des gels dans des conditions hydrothermales (pH). La kaolinite se forme dans des conditions de pH légèrement acide. En présence de fer, celui ci s'incorpore à la structure, et la teneur en FeVI peut atteindre 30 %. Dans la gamme de composition étudiée, le système se comporte comme une solution solide octaédrique Al-Fe3+ dans les kaolinites. A partir de gels riches en Al, avec du Fe3+ et avec ou sans Mg et sous des conditions de pH légèrement plus basiques (7-10), des smectites dioctaédriques ont été synthétisées. Dans toutes les séries, notamment dans les échantillons synthétisés pour les plus basses températures, la smectite est accompagnée d'une phase à 7 Å de type kaolinite. Toutes les phases smectitiques néoformées sont de type beidellite. A partir de gels riches en Mg et dans des conditions de pH légèrement alcalin (8-10), des argiles trioctaédriques de type saponite, stévensite et kérolite ont été synthétisées. Dans tous les cas, de la kérolite a été formée. Le gel purement magnésien, aboutissent á la formation d'interstratifiés stevensite/kerolite. Les gels riches en magnésium et contenant du Fe3+, aboutissent à la formation de stevensite et kerolite. Les gels riches en magnésium et contenant de l'aluminium aboutissent à la formation de saponite et de kérolite interstratifiés ou pas interstratifiés. . .
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Daoudi, Lahcen. "Sédimentation et diagenèse des argiles du Jurassique-supérieur à l'Eocène dans le bassin du Haut-Atlas occidental (Maroc)." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10013.
Full textAbstract:
Les assemblages argileux des sédiments Jurassique superieur à Eocène du Haut Atlas occidental (Maroc) sont étudiés par diffraction des rayons x, analyses chimiques, analyse thermiques différentielles et microscopie électronique. Leur constitution est conditionnée par des effets diagénétiques et dédritiques. Les modifications diagénétiques subies par les cortèges argileux sont importantes et variées: 1) dans les faciès évaporitiques du Golfe atlasique, la diagénése affecte particulièrement les minéraux smectitiques dont l'évolution vers la corrensite est de plus en plus poussée en profondeur; 2) l'influence de la diagénése d'enfouissement affecte essentiellement les minéraux smectitiques, mais s'exprime de manières variables. Dans la coupe d'Agadir, les smectites des sédiments marins évoluent en profondeur en chlorite et illite dont la cristallinite s'améliore. Les smectites des sédiments déposés en milieu confine évaporitique (coupe d'Afensou) se transforment en profondeur plutôt en corrensite; 3) les néoformations d'argiles (kaolinite et smectite) en milieu poreux sont également fréquentés dans les séries gréseuses et dolomitiques du golfe atlasique. Les influences détritiques sur la composition des assemblages argileux du haut atlas occidental dépendent de trois facteurs: 1) les apports de minéraux primaires résultent a la fois de l'instabilité des marges liée à l'ouverture de l'Atlantique, de l'évolution du Golfe atlasique et de la surrection de la chaîne du haut atlas. Le crétacé supérieur et l'Eocène correspondent à des périodes plus stables permettant le développement de couvertures pédologiques à smectite et l'individualisation de milieux confinés favorables à la génèse d'argiles fibreuses; 2) du point de vue climatique, les données de la minéralogie des argiles suggèrent l'existence d'un climat chaud à alternance de périodes sèches et humides; 3) enfin, les variations du niveau de la mer à différentes échelles semblent conditionner en partie la constitution des cortèges argileux détritiques
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Hubert, Fabien. "Modélisation des diffractogrammes de minéraux argileux en assemblages complexes dans deux sols de climat tempéré : implications minéralogique et pédologique." Poitiers, 2008. http://www.theses.fr/2008POIT2319.
Full textAbstract:
Malgré le rôle primordial que jouent les minéraux argileux sur les propriétés du sol, leur identification et de surcroît leur quantification reste une difficulté majeure. La méthode utilisée dans ce travail consiste à ajuster directement les diffractogrammes de rayons X calculés avec ceux enregistrés pour deux traitements sur un même échantillon (saturé calcium séché à l’air et saturé éthylène glycol) pour en reproduire toutes les caractéristiques (positions et largeur des pics, rapport des intensités relatives). Cette méthode, déjà performante pour les contextes hydrothermaux et diagénétiques, est pour la première fois utilisée sur des échantillons de sol. Les assemblages des minéraux argileux de la fraction < 2 µm ont été déterminés pour les horizons de deux profils de sol sur lesquels des sites expérimentaux de l’INRA (Versailles et Lusignan) sont installés. Les résultats indiquent que les assemblages sont complexes avec six à huit phases. Les minéraux interstratifiés (R0) sont abondants dans les deux sols. La caractérisation de ces assemblages complexes nécessite le calcul des diffractogrammes expérimentaux pour les fractions fines (< 0. 05 µm) afin de prendre en compte les minéraux argileux à faible taille de domaine cohérent. Dans les deux cas, les variations minéralogiques sont faibles et le même assemblage permet de décrire l’ensemble du profil des deux sols. Par ailleurs, les proportions relatives varient. Dans le cas du Néoluvisol du site de Versailles (les Closeaux), les phases d’interstratifié illite/smectite (R0 ~60/40) et smectite sont dominantes. Le processus de migration préférentielle et/ou de néoformation des smectites a été mis en évidence. La description de l’assemblage des minéraux argileux du Cambisol du site de Lusignan montre que les interstratifiés illite/chlorite/smectite et les kaolinites sont dominants. Les résultats montrent que le sol actuel résulte d’un paléosol ferrallitique dans lequel un dépôt de limons s’est incorporéClay minerals play a key role in major soil properties such as soil structure, CEC and organic matter stabilisation. Nevertheless, accurate identification and more often quantification of clay mineral assemblage of soils is doubtful. In this work, we applied, for the first time to soil samples; direct X-Ray diffraction pattern fitting method that was developed for diagenetic clays. It afforded great improvements in the identification and relative quantification of clay mineral assemblage with several mixed layer minerals (MLMs). The fitting software directly compute a theoretical (00l) reflection set which is adjusted to the experimental XRD patterns obtained both in the air-dried (AD, Ca saturation) and ethylene glycol solvated (EG) states. The clay mineral assemblage of the < 2µm fraction was determined for each horizons of two soil profiles from different INRA experimental sites (Versailles and Lusignan). Results show in both soils that clay mineral assemblage is complex with about six to height clay mineral phases. R0 MLMs are abundant in both cases. In order to describe the clay minerals with low coherent scattering domain size, calculation of experimental diffractogram was performed on the < 0. 05 µm fraction for both soils. Results show that for both soils, slight mineralogical variations are observed. The same clay mineral assemblage fits all the soil horizons of the two soil profiles. However, relative proportions change between soil horizons. Clay mineral assemblage of the Luvisol from Versailles (les Closeaux) is dominated by MLM illite/smectite (R0 ~60/40) and smectite. Smectite leaching and/or dissolution from soil surface to BT horizon was attested. Clay mineral assemblage of the Cambisol from Lusignan was dominated by MLM illite/chlorite/smectite and kaolinite. Results show that the actual soil derives from the incorporation of silt in a paleo ferralitic soil
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Csontos, László. "Étude géologique d'une portion des Carpathes internes : le massif du Bükk (Nord-Est de la Hongrie). (Stratigraphie, structures, métamorphisme et géodynamique)." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10063.
Full textAbstract:
La cartographie et l'analyse structurale du massif de Bükk (Carpathes internes, Hongrie Nord-Est) permettent de distinguer 3 séries stratigraphiques, les épisodes de métamorphisme liés à plusieurs phases tectoniques ont pu être distingués. L'étude des minéraux argileux confirme le modèle géodynamique décrit.
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Cseri, Tivadar. "Utilisation de montmorillonites comme catalyseurs ou supports dans des réactions organiques." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10137.
Full textAbstract:
La premiere partie de la these rassemble les resultats obtenus dans le domaine des nitrates metalliques supportes sur differents supports argileux. La structure et la composition des nitrates metalliques ne changent pas en les deposant sur un support argileux, mais leurs activites augmentent nettement grace au depot sur support. Les reactifs supportes ont ete testes dans deux types de reaction: l'oxydation des alcools et la nitration des phenols. L'activite des nitrates metalliques supportes sur montmorillonite est determinee par la reunion de plusieurs facteurs: valence variable du metal, bonne dispersion du nitrate metallique sur le support, et acidite du support. Les caracterisations detaillees et les differentes applications etudiees montrent que ces systemes ont un caractere catalytique: en fait le catalyseur est le support ; l'acidite catalyse la decomposition du nitrate. Compte tenu de cet ensemble de resultats, les reactifs supportes peuvent etre prepares in situ, en ajoutant le nitrate metallique a la suspension de montmorillonite dans le solvant de reaction. Cette preparation assure une excellente reproductibilite sans perte de selectivite. Dans la deuxieme partie de la these sont etudiees les montmorillonites echangees par differents cations. Il est constate qu'on peut largement modifier l'acidite de la montmorillonite par l'echange d'ions et le traitement thermique. Les catalyseurs echanges ont ete testes dans differentes alkylations de type friedel et crafts (alkylation d'anisole par les dienes, benzylation des aromatiques). Les applications presentees montrent des selectivites elevees, obtenues avec des procedes respectant l'environnement. Les solides utilises dans ce travail presentent des pores de taille importante, et sont utilisables pour la transformation selective de grosses molecules, donc en chimie fine
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Levert, Josiane. "Répartition géographique des minéraux argileux dans les sédiments mésozoïques du bassin subalpin : mise en évidence d'une diagenèse complexe." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10014.
Full textAbstract:
Quatre faisceaux de bancs parfaitement correles sur toute la superficie du bassin vocontien permettent de cartographier avec precision la repartition des argiles dans les sediments fins pelagiques, de l'oxfordien a l'aptien superieur. Une diagenese plus complexe que prevu est ainsi mise en evidence, en comparant les cartes etablies pour chaque mineral argileux avec les cartes d'isopaches et les cartes de maturation de la matiere organique. Sur la bordure ouest, on constate une augmentation de la teneur en illite avec la profondeur. Elle evoque une diagenese d'enfouissement classique. Ce gradient vertical n'est, semble-t-il, pas observable en fosse vocontienne car masque par d'autres transformations diagenetiques qui ont favorise soit la chlorite, soit la kaolinite. Les teneurs elevees en chlorite ferrifere rencontrees a l'est de la durance, pourraient etre l'expression d'une diagenese thermique regionale liee a l'orogenie alpine. En fosse vocontienne occidentale, des anomalies stratiformes en chlorite et/ou en kaolinite se developpent en bordure des failles majeures ou a l'aplomb des domes de brette et d'aurel (influence de diapirs triasiques?). Elles pourraient correspondre a des transformations comparables a des mineralisations hydrothermales. L'etude geochimique de la phase carbonatee et de la phase insoluble precise les rapports existants entre la composition mineralogique des sediments et le contenu geochimique. Les processus diagenetiques apparaissent etroitement controles par la lithologie, notamment par les contenus geochiques differents des calcaires et des marnes
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Michaux, Laurent. "Altérations supergènes et hydrothermales des roches basiques et ultrabasiques : pétrologie, géochimie et modélisations thermodynamiques." Aix-Marseille 3, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX30058.
Full textAbstract:
Les simulations thermodynamiques (modele dissol) differencient les alterations hydrothermales et supergenes par la nature et la quantite des mineraux neoformes. En conditions lateritiques les parageneses naturelles: goethite, gibbsite, kaolinites et argiles 2/1 sont rencontrees. L'alteration hydrothermale des pyroxenes est liee a l'importance du systeme fissural. Les modelisations reproduisent ces transformations dependantes de la temperature qui se font plutot en systemes fermes. Les transferts de matiere se font a echelles tres reduites
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Marme, Frédérique. "Synthèse et caractérisation de solides acides à base de matériaux lamellaires ou mésoporeux." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10237.
Full textAbstract:
La recherche de catalyseurs heterogenes susceptibles de remplacer les acides liquides dans l'alkylation isobutane/butene nous a conduit a construire des materiaux plus acides et presentant une porosite plus ouverte que les zeolithes. Differents materiaux ont ete synthetises par intercalation d'especes acides dans des materiaux lamellaires ou mesoporeux. La force des sites acites a ete evaluee par l'activite catalytique de ces solides dans deux reactions tests: la desydratation du methanol en dimethylether a 453k qui est generalement utilisee pour caracteriser des sites de force moderee, et l'isomerisation du n-butane a 473k qui caracterise les sites acides forts. Les anions du type xm#1#2o#4#0#n#- avec n = 5, 6 et 7 intercales dans une argile anionique znal-(no#3) n'ont pas montre de proprietes acides en raison de l'echange parfait avec les ions nitrates. L'echange des cations des montmorillonites par des macrocations a base de zirconium ou d'aluminium a conduit a une augmentation de leur acidite mais la force des sites acides reste moderee. L'insertion de ces memes macrocations dans des zeolithes de type mcm-41 n'a augmente que faiblement leur acidite. L'utilisation de differents materiaux pour supporter les heteropolyacides h#3pw#1#2o#4#0 et h#4siw#1#2o#4#0 a montre l'importance de la mesoporosite pour pieger les heteropolyacides, conferant ainsi aux materiaux a base de silice hexagonale mesoporeuse (hms) ou de montmorillonite activee les meilleures proprietes acides. Pour la reaction d'isomerisation de n-butane, les meilleures performances (activite, selectivite et stabilite) ont ete obtenues avec h#3pw#1#2o#4#0 supporte sur la silice hms ce qui fait de ce solide un catalyseur de choix pour la reaction d'alkylation isobutane/butene
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Anjos, Camila Wense Dias dos. "Facteurs conditionnant la genèse des minéraux argileux des blackshales et des pélites associées à la formation Irati, Nord du Bassin du Paraná." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Wense-Dias-Dos-Anjos-Camila/2008-Wense-Dias-Dos-Anjos-Camila.pdf.
Full textAbstract:
A Formação Irati (Permiano) apresenta uma ampla distribuição na Bacia do Paraná, estendendo-se desde os estados de Goiás e Mato Grosso, ao norte, até o Rio Grande do Sul. Esta unidade encontra-se frequentemente intrudida por sills de diabásio, cujo calor altera a mineralogia inicial das rochas sedimentares. A geometria heterogênea da bacia na época de deposição propiciou o desenvolvimento de diferentes fácies sedimentares nessa unidade, favorecendo a deposição de rochas terrígenas ao sul da bacia e carbonáticas e evaporíticas ao norte. No norte da bacia, área de estudo desta tese, seis fácies sedimentares foram reconhecidas na Formação Irati: Fácies Carbonática Dolomítica, Fácies Pelítica Inferior, Fácies Carbonática Oolítica, Fácies Pelítica Superior, Fácies Estromatolítica e Fácies Carbonática Rosada. As quatro primeiras fácies ocorrem em toda borda norte da bacia, e as duas últimas aparecem somente na região de Alto Garças. A composição mineralógica dos pelitos dessa região, assim como as feições sedimentares, distinguem-se de seus equivalentes nas demais regiões da bacia. Os folhelhos negros e os níveis de argilito verde intercalados são anomalamente formados por Mg- e Fe-esmectitas, saponita e nontronita respectivamente, e destacam-se ainda pela baixa concentração de Al e álcalis. A saponita ocorre tanto nos folhelhos sem influência térmica de sills quanto nos folhelhos próximos a esses corpos ígneos, onde está associada aos minerais metamórficos: talco, serpentina, piroxênio e plagioclásio. Os cristais metamórficos são diferenciados dos componentes sedimentares a partir de suas feições texturais e quantidades relativas. Os folhelhos negros sem influência térmica de sills são formados predominantemente por saponita e quartzo, com contribuições de talco, nontronita e serpentina, e os argilitos verdes são formados por nontronita, lizardita e quartzo, com contribuições de saponita e talco. A formação dos argilominerais citados acima está relacionada com a alteração de minerais detríticos máficos (piroxênio, anfibólio, olivina), que podem ser provenientes ou de uma área proximal, nas vizinhanças da bacia, ou de fontes vulcânicas distais, cujos detritos foram depositados a partir da queda de cinzas na bacia. A atual configuração da área fonte ao norte da bacia não é coerente com a composição dos argilominerais (saponita, talco, lizardita, nontronite), e nem com os demais minerais detríticos (Cr-espinélio, anfibólio, piroxênio, cromita entre outros), que indicam uma fonte predomiantemente máfica/ultramáfica. Um nível de argilito verde intercalado nos folhelhos negros, formado principalmente por nontronita e quartzo, apresenta quantidades anômalas de zircão, monazita, apatita e cromita, além de altos teores de ETR e acentuada anomalia em Ce. Essas características indicam a contribuição de cinzas vulcânicas na formação desse argilito, que segundo sua composição geoquímica, possui afinidade com rochas vulcânicas andesíticas. Atividades vulcânicas permianas com uma composição intermediária a básica são reconhecidas no Grupo Mitu, na porção central dos AndesLa Formation Irati (Permien) présente une vaste distribution dans le Bassin du Paraná, depuis les états de Goiás et de Mato Grosso, au nord, jusqu'à le Rio Grande do Sul, au sud du Brésil. Cette unité fréquemment se trouve traversée par sills de diabase, dont la chaleur change la minéralogie initiale des roches sédimentaires. La géométrie hétérogène du bassin à l'époque de dépôt a rendu propice le développement de différentes faciès sédimentaires dans cette unité, favorisant le dépôt de roches terrigènes au sud du bassin et carbonatées et évaporitiques au nord. Au nord du bassin, où se trouve le secteur d'étude de cette thèse, six faciès sédimentaires ont été reconnues pour la Formation Irati: Faciès Carbonaté Dolomitique, Faciès Pélitique Inférieur, Faciès Carbonaté Oolitique, Faciès Pélitique Supérieur, Faciès Stromatolitique et Faciès Carbonaté Rosé. Les quatre premiers faciès sont reconnus dans tout le bord nord du bassin, et les deux derniers arrivent seulement dans la région de Alto Garças - MT. La composition minéralogique des pélites de cette région, ainsi que les caractéristiques sédimentaires, se distinguent de leurs équivalents dans les autres régions du bassin. Les black shales et les niveaux d'argillite verte intercalés sont composés anormalement de smectites-Mg et -Fe, saponite et nontronite respectivement. Elles se distinguent en outre par la basse concentration d'Al et des álcalis. Pour la caractérisation de la paragenèse sédimentaire de ces pelites, il faut premièrement identifier l'influence de la chaleur des sills sous ces roches. La saponite est encore présente dans le contact avec les corps ignés. Proche des sills, la formation de saponite s’accompagne de talc, serpentine, pyroxène et plagioclase. Les cristaux métamorphiques ont été différenciés des composantes sédimentaires à partir des caractéristiques texturales et quantités relatives. Les black shales sans influence thermique de sills sont formés majoritairement par de la saponite et du quartz, avec des petites quantités de talc, nontronite et serpentine. Les argillites vertes sont formées par de la nontronite, lizardite et quartz, avec des contributions de saponite et de talc. La formation des minéraux argileux mentionnés ci-dessus est rapportée à l’altération des minéraux détritiques mafiques (pyroxène, amphibole, olivine), qui peuvent provenir ou d'un secteur proximal, dans les voisinages du bassin, ou de sources volcaniques distantes dont les débris ont été déposés à partir de la chute de cendres dans le bassin. L'actuelle configuration du secteur source au nord du bassin n'est pas cohérente avec la composition des minéraux argileux des pelites (saponite, talc, lizardite, nontronite), ni avec les autres minéraux détritiques associés (spinelle, amphibole, pyroxène, chromite entre autres). Ces derniers indiquent une source composée principalement par des roches mafiques/ultramafiques. Un niveau d'argilitte verte intercalée dans les black shales est formé principalement par de la nontronite et du quartz. Elle présente des quantités anormales de zircon, monazite, apatite et chromite, et de hautes teneurs en ETR. L’anomalie en Cérium et accentuée. Ces caractéristiques indiquent la contribution de cendres volcaniques dans la formation de cette argilitte, qui selon sa composition géochimique possède une affinité avec des roches andésitiques. Des activités volcaniques permiennes avec une composition intermédiaire à basique sont reconnues dans le Groupe Mitu, dans la portion centrale de Andes
The Permian Irati Formation has an extensive distribution in the Paraná basin, and is frequently intruded by diabase sills. The heterogeneous geometry of the basin in the depositional time propitiated the development of different sedimentary facies in this unit and favored the deposition of terrigenous rocks in the south portion of the basin and carbonate and evaporitic rocks in the north portion. In the north area, six sedimentary facies were distinguished in the Irati Formation: Dolomitic Carbonate Facies, Lower Pelitic Facies, Oolitic Carbonate Facies, Upper Pelitic Facies, Stromatolitic Facies and Pink Carbonate Facies. The first four facies are recognized in all the north area of the basin, but the last two ones occur only next to Alto Garças city. The pelites of these facies have a distinct mineral composition when compared with other areas of the basin. The black shales and green claystones interbedded have low amounts of Al and alkalis and they are anomalously formed of saponite and nontronite respectively. Saponite occurs in rocks without sill thermal influence and also in the contact with intrusive rocks. Thus, it is necessary to identify the non-metamorphic assemblages from the metamorphic ones in order to research the geochemical signature of the sediment sources. Next to the sills, the crystals of saponite, talc, lizardite, pyroxene and plagioclase were formed. These metamorphic minerals can be distinguished from the sedimentary ones by their relative quantities and texture. The black shales without sill thermal influence are formed predominantly by saponite and quartz, with less amounts of talc, lizardite and nontronite. The interbedded green claystones are composed of nontronite, lizardite and quartz, and in lesser amounts of talc and saponite. The formation of the Mg- and Fe-rich clay minerals is related to the alteration of mafic minerals (pyroxene, amphibole, olivine), whose origin could be either a proximal source area or a distal contemporaneous active volcanos (ashes). The clay minerals components of the pelites (saponite, talc, lizardite and nontronite) as well as the detrital minerals associated (Cr-spinel, amphibole, pyroxene, chromite among others) indicate a source area with a predominant mafic/ultramafic composition. One level of green claystone formed by nontronite and quartz has anomalous amounts of euhedral zircon, monazite, apatite and chromite, as well as high amounts of REE. These features indicate an important volcanic ash contribution to this level. According to their geochemical composition, these volcanic ashes have an andesitic composition. Permian volcanic activities with intermediate to basic composition are recorded in the Mitu Group, Central Andes
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Laverret, Emmanuel. "Evolutions temporelles et spatiales des altérations argileuses des gisements d'uranium sous discordance, secteur de Shea Creek (bassin de l'Athabasca, Canada)." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2310.
Full textAbstract:
L'étude des paragénèses argileuses a été entreprise dans le secteur minéralisé de Shea Creek, sur plus de cent soixante échantillons provenant de contextes stériles et minéralisés. Les méthodes d'études pétrographiques, morphologiques (MEB), cristallochimiques (DRX, IRTF et microanalyses chimiques) et isotopiques (datations K-Ar) ont permis de circonscrire spatialement les phénomènes d'altération associés à l'épisode minéralisateur principal et de préciser leur mise en place. Entre environ 1600 et 1400 Ma, les formations gréseuses sont principalement affectées par une paragénèse à kaolinite-dickite diagénétique d'ampleur régionale. La première période d'illitisation (± dravite) est circonscrite vers 1400-1350 Ma, et date l'ouverture du système diagénétique à l'incursion de fluides de socle, résultant probablement d'une réactivation des structures tectoniques. La période 1350-1150 Ma correspond à de nouvelles phases d'illitisation, certainement associées à une longue période d'activité du système de failles. Dans l'environnement étudié, les illites, via leurs propriétés microstructurales et texturales, apparaissent comme des marqueurs des conditions régnant lors de leur formation: (1) les illites de polytype 1Mc (morphologies en lattes) remplacent les minéraux du groupe kaolin, et marquent des environnements dans lesquelles les fluides, suite aux diverses interactions avec les roches, présentent des degrés de sursaturations plus faibles que pour (2) les illites de polytype 1Mt (morphologies en "cheveux"), associées à la sudoite. Ces illites ont précipitées à partir de solutions qui présentent une forte contribution des produits d'altération du socle D'un point de vue de l'exploration, le modèle d'argilisation proposé souligne la relation forte entre les dépôts économiques d'uranium et les paragenèses argileuses à illite de polytype 1Mt dominant + sudoite + draviteA detailed study of clays minerals assemblages has been performed in the Shea Creek prospect (Saskatoon, Saskatchewan, Canada), with more than 160 samples representing the diagenetic background and the vicinity of U mineralizations. Petrographic studies, textural analysis (SEM), crystal-chemical characterisation (XRD, FTIR and microprobe analysis) and K-Ar dating allow to define spatially the alteration assemblages are associated with the main mineralization event. Their genesis has been reconstructed. Between approximately 1600 et 1400 Ma, sandstone formations were affected by a kaolinite-dickite diagenesis as observed regionally in the basin. The first illitization stage (± dravite) is situated between 1400-1350 Ma, and dates the opening of the diagenetic system to basement fluids, resulting probably of the reactivation of tectonic structures. The period 1350-1150 Ma corresponds to new illitization phases, which are certainly associated with a long activity of the faults system. The microstructural and textural properties of illites are good indicators of the paleoconditions during their formation: (1) 1Mc-illite (lath morphologies) have grown at the expense of kaolin minerals and the fluids had lower sursaturations than (2) 1Mt-illite (hairy morphologies), associated with sudoite. This illite have grown from fluids which reflects a strong contribution of alteration products of basement rocks. From an exploration point of view, the model show a strong relation between U-mineralization and an 1Mt-illite + sudoite + dravite assemblage
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Territo, Claudio. "I suoli della area forestale di mustigarufi : contributo mineralogico allo studio della pedogenesi." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2255.
Full textAbstract:
Les sols du complexe forestier de Mustigarufi (Caltanissetta, Sicile) sont très représentatifs du contexte pédologique de l'intérieur sicilien. Partant de l'étude de la variabilité spatiale des certaines propriétés physico-chimique (conductivité électrique, conductivité apparente, granulométrie, pH) des sols situés sur une pente à l'intérieur de cette zone, les travaux ont été étendus aux aspects minéralogiques et géochimiques des argiles. Les principaux aspects concernant la composition des sols en éléments majeur et en trace,(teneurs totales et variabilités spatiale), soit au niveau de chaque profil génetique, soit pour l'ensemble de la zone d'étude. La dernière partie de la thèse a été consacrée à l'étude des propriétés de la fraction fine des minéraux argileux en considérant leur origine, la stabilité thermodynamique des ses composants, leur distribution le long de la zone d'étude et leurs liens avec le contexte pédologiqueSoils of Mustigarufi wood are representative of the Sicily interior. Based on a spatial variability survey of chemical and physical properties (electric conductivity, apparent electric conductivity, pH, grain size distribution) of soils situated on along slope, the study of clay mineralogy and geochemistry was emphasized. Elemental analysis of major and trace elements composition was carried out. Total content and its spatial variability both in the profile and in the whole study area was investigated. The final part of this thesis deals with properties of fine clay mineral fraction. Origin, thermodynamic stability and distribution in the study area and their relationships with the pedological Environment were taken into account
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Dzene, Liva. "Influence de la taille des particules et de la cristallochimie sur les propriétés d'échange cationique des minéraux argileux gonflants." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2283.
Full textAbstract:
Les minéraux argileux gonflants sont omniprésents dans tous les compartiments de la surface de la Terre et notamment dans les sols. La structure lamellaire de ces minéraux et leur faible taille leur confèrent une forte réactivité notamment vis à vis des polluants et nutriments qui sont présents dans les eaux porales des sols. Dans ce cadre, cette thèse vise à contribuer à une meilleure compréhension des interactions entre des minéraux argileux gonflants et des cations nutritifs (calcium, strontium) et/ou d'intérêt environnemental (césium). Dans les sols, ces minéraux possèdent de larges distributions de taille et de cristallochimie (charge des feuillets). Par conséquent, pour mieux comprendre le rôle de chacun de ces paramètres sur la réactivité de ces particules naturelles, nous avons travaillé avec des « systèmes modèles », représentatifs des particules argileuses des sols : des particules de vermiculite triées en taille et des saponites synthétiques avec des charges de feuillets contrôlées. Les résultats d'adsorption des cations étudiés (Cs, Sr) en compétition avec les cations majeurs des eaux naturelles (Na, Ca) ont été obtenus en couplant l'analyse chimique des solutions et la modélisation des réflexions 00ℓ des diffractogrammes de rayons X afin d'obtenir la distribution de cations entre les différents sites d'adsorption (interfoliaire vs externes). Une telle approche et l'utilisation des « systèmes modèles » nous ont permis d'obtenir des paramètres quantitatifs décrivant la réactivité des minéraux argileux gonflants des sols. Ces paramètres pourront être pris en compte dans les codes de transport prédisant la migration des cations dans les solsThe swelling clay minerals are ubiquitous in all areas of the surface of the Earth, particularly in soils. The lamellar structure of these minerals and their small size are at the origin of their high reactivity in particular with respect to pollutants and nutrients that are present in soil pore water. In this context, our work aims to contribute to a better understanding of the interactions between swelling clay minerals and cations of nutritive (calcium) and/or environmental interest (cesium, strontium). In soils, swelling clay minerals have broad size distribution and can have a varied crystal chemistry. Therefore, to better understand the role of each of these parameters on the reactivity of the natural particles, we worked with "model systems", which are yet representative of the swelling clay particles encountered in soil environment. Different particle size fractions of vermiculite and different synthetic saponites characterised by well-controlled layer charge were used as "model systems". Results concerning ion-exchange isotherms for Cs and Sr, in competition with major cations of natural waters (Na, Ca), were obtained by combining chemical analyses and 00ℓ reflection modelling of X-ray diffractograms in order to assess the cation distribution between the different adsorption sites (interlayer vs external) located on swelling clay minerals. Such approach and the use of ‘model systems’ have allowed us to obtain quantitative parameters describing the reactivity of soil swelling clay mineral particles, and should be considered in reactive transport codes devoted to predict the migration of nutritive and polluted cations in soil environments
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Hebert, Benoit. "Approche quantitative par spectrométrie Vis-NIR des minéraux argileux et uranifères dans les sables du gisement de Tortkuduk, Kazakhstan." Thesis, Poitiers, 2018. http://www.theses.fr/2018POIT2268/document.
Full textAbstract:
Les gisements de type roll-front du Kazakhstan représentent près de 13% des réserves mondiales en uranium en 2015. Les minéraux argileux, présents à chaque étape du cycle minier, ont récemment suscité l’intérêt des exploitants. L’étude de la distribution et des proportions de ces minéraux dans les sédiments à l’échelle d’un gisement permettraient d’améliorer à la fois l’exploration, l’exploitation et la réhabilitation de ce type de gisement.Différentes méthodes ont été développées pour identifier et quantifier les minéraux d’intérêt à partir de la spectrométrie infrarouge (IR), une technique instrumentale rapide, adaptée à une utilisation sur le terrain. Ces méthodes ont été calibrées à l’aide d’une large base de données de spectres IR et la préparation de sables artificiels.Il est possible d’obtenir, à partir d’une seule mesure spectrale, la teneur en argiles des sables et particulièrement celle en smectite afin d’identifier les zones les plus riches et adapter l’extraction de l’uranium. L’ensemble de ces méthodes permettent de réaliser des cartographies de la répartition des minéraux argileux à l’échelle du gisement pour comprendre sa géométrie et sa mise en place.La migration des corps minéralisés à l’échelle régionale a été mise en évidence par spectrométrie de résonance paramagnétique, avec l’étude des défauts structuraux engendrés par la proximité des minéraux argileux avec les minéraux uranifèresUranium roll-front type sandstone-hosted deposits from Kazakhstan account for about 13% of the worldwide uranium reserve in 2015. Clay minerals occur at every step of the mining cycle and recently begun to be considered by mining companies.The proportions and distribution of these clay minerals in the sediments at the roll-front deposit scale could improve the exploration, exploitation and rehabilitation of such uranium deposits.Several methods were developed to identify and quantify minerals using a portable near-infrared spectrometer, a convenient and fast analytical tool for use in the field. These methods were calibrated with the help of a wide spectral database and the conception of artificial sands.The clay mineral content, and more importantly, the smectite content can be obtained from a single spectral measurement. It enables the detection of smectite-rich areas to optimise the uranium extraction process where they occur. Combination of the methods provide a mapping tool for clay minerals at the ore deposit scale, yielding information about its actual geometry and formation.Uranium ore bodies migration was observed at the ore deposit scale with the use of the electron paramagnetic resonance spectroscopy. Crystalline radiation induced defects in clay minerals that were in close contact with uranium showed records of the past migration
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Attari, Allel. "Caractéristiques physiques et processus de migration de l'eau dans les matériaux à base de gypse et de minéraux argileux." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0094.
Full textAbstract:
Les plâtres sont, après consolidation, des matériaux essentiellement macroporeux (r > 1000 Å) donc constituent des milieux dans lesquels l'eau liquide peut facilement migrer. L'objectif du travail a été d'essayer de remédier à cet inconvénient en incorporant au plâtre avant consolidation des solides finement divisés; minéraux argileux de différents types (Kaolinite, Montmorillonite, Mica muscovite, Talc, Sépiolite et Attapulgite) ou liants particuliers constitués d'un minéral argileux thermiquement activé (Métakaolinite) additionné ou non d'hydroxyde de calcium ou de ciment portland artificiel. Le travail a permis de montrer que l'addition de certains des solides divisés précités ne modifiait pas sensiblement la cinétique d'hydratation (étude par calorimétrie isotherme) ni les résistances mécaniques (compression pure et traction par flexion) dans la mesure ou leur teneur n'excède pas 10% en masse dans le plâtre de départ. Mais tous abaissent la distribution des rayons de pores et, excepté le mélange "métakaolin-chaux", la vitesse de migration de l'eau dans le matériau à des degrés plus ou moins divers. Les résultats concernant ce dernier point ont été obtenus à l'aide d'un montage original permettant l'étude de la migration de l'eau sous charge vrujable. Une modélisation théorique du phénomène, basée sur une loi de Darcy modifiée, et prenant en compte les valeurs expérimentales des coefficients de perméabilité, des distributions des rayons de pores et de la porosité totale ouverte des matériaux, a pu être proposée. Ce travail a permis de définir sans ambiguïté le choix des ajouts répondant au problème poséAfter hardening, β hemihydrate plasters are essentially macroporus materials (r>1000Å), then constitute media into which liquid water can easily migrate. The aim of the present work was to remedy such an inconvenient by incorporating into the material, before hardening; finely divided solids such as mineral clays (kaolinite, montmorillonite, muscovite, talc, sepioloite and attapulgite) or a thermally activated mineral clay (meta-kaolinite) added or not to calcium hydroxide or ordinary Portland cement. The research as allowed to point out that certain precited solids idi not sensitively modify either hydratation kinetics (investigation by isothermal calorimetry) nor both compressive and flexural strength, when the content of additive solids does not exceed 10% in weight in plaster. But all added solids decrease both the pore size distribution and , except for metakaolinite-lime addition, the water migration rate into the material. He results concerning the last point have been obtained by using an original experimental set allowing the study of water migration on variable hydraulic charge. A theoretical modelling of the phenomenon implying to take into account experimental values of permeability coefficient, pore size distribution and total open porosity of the material, has been proposed. The present work has allowed to define without any ambiguity, the choice of solid additives able to resolve the set problem
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Esnault, Loïc. "Réactivité géomicrobiologique des matériaux et minéraux ferrifères : impact sur la sureté d'un stockage de déchets radioactifs en milieux argileux." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10139/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'est attachée à décrire le concept dynamique d'une activité microbiologique viable et durable en conditions de stockage géologique profond et à évaluer son impact sur les propriétés de confinement et les composants du stockage. Ainsi, dans cette étude, un modèle bactérien basé sur la ferriréduction a été choisi pour ses critères de viabilité dans le système et sa capacité à altérer les matériaux dans les conditions du stockage. Les principaux résultats de ce travail de thèse ont permis de démontrer la capacité du milieu à supporter l'activité bactérienne ferriréductrice et les conditions de son développement dans les environnements argileux profonds. Il a été clairement montré la biodisponibilité du Fe(III) structural des matériaux argileux et des oxydes de fer produits lors des processus de corrosion métallique. Dans ce système, la corrosion paraît être un facteur positif pour les activités bactériennes notamment en produisant une source énergétique, l'hydrogène. Les activités bactériennes ferriréductrices peuvent entraîner une reprise de la corrosion métallique via la consommation des oxydes de fer de la couche passivante. La conséquence directe pourrait être une diminution de la durée de vie des enveloppes métalliques de colisage. Dans le cas des matériaux argileux ferrifères, les conséquences d'une telle activité sont telles qu'elles peuvent avoir un impact sur l'ensemble de l'édifice poreux que ce soit en termes de réactivité chimique des matériaux ou de comportement physique de la barrière argileuse. Un des résultats les plus marquants est la cristallisation de nouvelles phases argileuses à des températures très basses, inférieures à 40°C, témoignant de l'influence considérable de l'activité microbienne anaérobie dans les transformations minéralogiques des minéraux argileux. De plus, il faut noter que ces expériences ont permis de visualiser pour la première fois un mécanisme de respiration bactérienne à distance via une extension de la disponibilité d'éléments essentiels, ici le Fe3+. En conclusion, ces résultats ont clairement démontré l'impact du facteur microbiologique sur la réactivité des matériaux argileux et métalliques tout en s'appuyant sur des paramètres de contrôle de l'activité bactérienne. La pertinence de la prise en compte de ces activités microbiologiques dans le cas des évaluations de sûreté d'un stockage est ainsi établieThis thesis sought to describe the dynamic concept of a viable and sustainable microbiological activity under deep geological disposal conditions and to assess its impact on containment properties and storage components. Thus, in this study, a model based on the bacterial ferric reduction was chosen for its sustainability criteria in the system and its ability to alter the materials in storage conditions. The main results of this work demonstrated the capability of the environment to stand the iron-reducing bacterial activity and the conditions of its development in the deep clay environments. The bio-availability of structural Fe (III) in clay minerals and iron oxides produced during the process of metal corrosion was clearly demonstrated. In this system, the corrosion appears to be a positive factor on bacterial activities by producing an energy source, hydrogen. The iron-reducing bacterial activities can lead to a resumption of metallic corrosion through the consumption of iron oxides in the passive film. The direct consequence would be a reduction of the lifetime of metal containers. In the case of ferric clay minerals, the consequences of such an activity are such that they can have an impact on the overall porous structure both in terms of chemical reactivity of the materials or physical behavior of the clayey barrier. One of the most significant results is the crystallization of new clay phases at very low temperatures, below 40°C, highlighting the influence of the anaerobic microbial activity in the mineralogical transformations of clay minerals. Furthermore, these experiments also allowed to visualize, for the first time, a mechanism of bacterial respiration at distance, this increases the field of the availability of essential elements as Fe3+ for bacterial growth in extreme environment. In conclusion, these results clearly showed the impact of the microbiological factor on the reactivity of clay and metal minerals, while relying on control parameters on bacterial activity. The relevance of taking into account these microbiological activities in the case of safety assessments of a repository is then established
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Truche, Camille. "Caractérisation et quantification des minéraux argileux dans les sols expansifs par spectroscopie infrarouge aux échelles du laboratoire et du terrain." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00594021.
Full textAbstract:
Ce travail tend à l'amélioration de la détection et de la quantification des minéraux argileux, et plus particulièrement des minéraux argileux " gonflants ", dans la partie superficielle des sols. Cette étude est menée à l'échelle locale et à l'échelle globale pour accompagner la démarche des régions pour la prévention du risque de retrait-gonflement des argiles. La première partie présente les principes généraux de la spectrométrie infrarouge et la base de données utilisés dans la thèse. Nous confrontons ensuite deux approches classiquement utilisées dans les sciences du sol : Les méthodes statistiques (PLSR et ACP) et l'étude des figures d'absorption caractéristiques des minéraux argileux. Elles montrent principalement la quantification de la kaolinite dans un mélange multiphasé et dans un sol. Les limites de ces méthodes pour la quantification de la smectite amènent au développement d'une nouvelle méthode basée sur la transformée en ondelettes continue et la corrélation croisée en ondelette. Cette méthode apparaît être la plus prometteuse pour la quantification fine de la teneur en smectite des sols, à l'échelle locale comme à l'échelle globale, dans les études de prévention des risques de retrait et de gonflement des sols.
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Messad-Challal, Djouhra. "Production (photo)catalytique de combustibles à partir d'eau, de dioxyde ou de monoxyde de carbone, en surface de minéraux argileux." Orléans, 1986. http://www.theses.fr/1986ORLE0215.
Full textAbstract:
Etude de trois processus catalytiques ou photocatalytiques, qui, ensemble, constituent une voie potentielle de stockage de l'énergie solaire: photodécomposition de l'eau, (photo) réduction du CO en CO2 et hydrogénation du CO, à l'aide de catalyseurs, photocatalyseurs ou de photosensibilisateurs au ruthénium adsorbes sur des argiles. Mécanisme des réactions. Influence du partage de l'argile, et de la nature cristallochimique de celle-ci
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Papapanagiotou, Photinie. "Evolution des minéraux argileux en relation avec la dynamique des champs géothermiques haute enthalpie : l'exemple du champ de Chipilapa (Salvador)." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2324.
Full textAbstract:
L'etude petrologique des alterations et la microthermometrie des inclusions fluides demontrent que le champ geothermique de chipilapa (salvador) a connu trois evenements hydrothermaux majeurs au cours de son activite recente (pleistocene), qui ont tous ete accompagnes d'argilogenese: (1) un episode precoce a dominante thermique (alteration propylitique) ; (2) un episode plus recent de type catastrophique a donne lieu a une intense fracturation et alteration de la partie superieure du champ (ouverture du systeme) ; (3) l'episode actuel est localise dans les grands drains naturels (failles actives) qui constituent les reservoirs potentiels du champ. L'etude drx de la fraction granulometrique fine (<0. 2m) des roches alterees et l'utilisation systematique des methodes de decomposition numerique des spectres permet de discerner les assemblages argileux, qui ont ete superposes au cours de l'activite du champ, permettant aussi d'affiner la signification des argiles dans les champs geothermiques, grace notamment a leur separation et leur analyse isotopique de l'oxygene. L'identification des divers assemblages argileux a ete utilisee sur la base de criteres granulometriques et de structure des series d'interstratifies i/s et c/s. L'argilogenese qui se deroule actuellement dans les reservoirs est associe aux phenomenes d'ebullition des fluides. Les argiles, qui y cristallisent aux environs de 200c, sont essentiellement de type smectite ou interstratifies tres riches en smectite. La presence de smectites en haute temperature constitue un guide de localisation des reservoirs actuels ou tres recents. L'etude cristallochimique comparative des smectites demontre que les smectites de haute temperature des reservoirs sont de type beidellite ferrifere + saponite et different des smectites localisees en subsurface, dont la composante montmorillonitique est plus affirmee. Ces smectites different egalement par leur composition isotopique. Le couplage drx analyses isotopiques de l'oxygene des argiles purifiees se revele comme un moyen efficace de reconstitution de l'hydrodynamique recente du systeme geothermique. A partir des travaux sur l'argilogenese hydrothermale a chipilapa, il apparait que la transposition des donnees issues de la diagenese qui est largement utilisee pour l'interpretation des alterations en geothermie, doit etre reconsideree
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Bouna, Lahcen. "Fonctionnalisation des minéraux argileux d'origine marocaine par TiO2 en vue de l'élimination par photocatalyse de micropolluants organiques des milieux aqueux." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0143/document.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'élaboration par voie humide (pontage, solvothermale et colloïdale) de photocatalyseur TiO2 supporté sur trois types de minéraux argileux d'origine marocaine: la stévensite, la beidellite et la palygorskite, à leurs caractérisations et finalement à l'évaluation de leurs activités photocatalytiques vis-à-vis de l'élimination en milieu aqueux du colorant anionique l'Orange G (OG) très utilisé en industrie textile. La stévensite et la beidellite sont toutes les deux des smectites de types magnésien trioctaédrique et aluminifère dioctaédrique respectivement. En revanche, la palygorskite est un minéral fibreux riche en Al doté d'un caractère dioctaédrique très marqué. Les matériaux photocatalyseurs supportés développés par le pontage de la stévensite ou de la beidellite ne révèlent pas de formation de piliers interlamellaires de TiO2, mais plutôt l'obtention dans les deux cas de matrice de TiO2 amorphe dans laquelle sont éparpillées quelques rares particules indemnes de phyllosilicates. De même, ceux à base de stévensite élaborés par la méthode solvothermale révèlent des particules du phyllosilicate désintégrées au sein d'une matrice de TiO2 toutefois cristallisée sous forme d'anatase. Néanmoins, la fonctionnalisation selon la voie colloïdale a permis d'immobiliser avec succès des nanoparticules d'anatase (10 nm) sur aussi bien des feuillets plus ou moins exfoliés de stévensite ou de beidellite que sur des fibres de palygorskite. L'anatase attachée aux particules de ces minéraux argileux demeure extraordinairement stable jusqu'à 900 °C alors que celle formée en absence de ces phyllosilicates se convertit complètement en rutile vers 650 °C. Cette stabilité remarquable de l'anatase supportée est due à l'empêchement de la croissance, par coalescence à haute température, de la taille de ses particules au-delà de la taille critique (30 nm) requise pour sa conversion en rutile relativement moins photoactive. Les essais de photocatalyse révèlent que l'activité catalytique des différents matériaux élaborés croit selon la méthode de fonctionnalisation: pontage - méthode solvothermale - voie colloïdale et aussi selon la nature du minéral argileux : stévensite - beidellite - palygorskite. En outre, les matériaux photocatalyseurs supportés, à base de beidellite ou de palygorskite, développés par la voie colloïdale, manifestent une activité deux fois supérieure à celle de la poudre commerciale TiO2 Degussa P25. Leurs particules floculent aisément, ce qui facilite leur élimination du milieu aqueux sans recourir à la microfilitration requise dans le cas de la Degussa P25This work was devoted to the elaboration by wet route (pillaring, solvothermal and colloidal) of TiO2 supported photocatalysts on three kinds of clay minerals (stevensite, beidellite and palygorskite) from Morocco, to their characterizations and finally to the evaluation of their photocatalytic activities towards the removal from aqueous media of anionic Orange G dye, widely used in textile industry. Stevensite and beidellite were magnesian trioctahedral and aluminiferous dioctahedral smectites respectively. Nevertheless, palygorskite was a fibrous Al-rich clay mineral with a predominant dioctahedral character. The photocatalyst materials elaborated by the pillaring of stevensite or beidellite did not reveal the formation of TiO2 interlayer pillars, but the observation of an amorphous matrix of Ti-rich phase within which were distributed some rare unaltered particles of phyllosilicates. Those based on stevensite elaborated according to solvothermal method also showed dissolved phyllosilicates particles, but within crystalline TiO2 anatase matrix. Nevertheless, the functionalized materials developed according to colloidal route exhibited successful immobilization of anatase nanoparticles (10 nm) onto as well as more or less exfoliated layers of stevensite or beidellite than on palygorskite fibers. Anatase remained remarkably stable up to 900 °C when attached to particles of clay minerals in comparison with that developed in their absence which underwent a complete transformation into rutile at around 650°C. This remarkable stability at high temperature of anatase supported on clay minerals particles was due to the hindrance of particles growth by sintering whose the sizes remained below the nucleus critical sizes (30 nm) required for its transition into less photoactive rutile. The photocatalysis tests revealed that the catalytic activity of different elaborated materials increased according to the synthesis route: pillaring process - solvothermal method - colloidal route and according to the nature of clay mineral: stevensite - beidellite - palygorskite. In addition, the supported photocatalysts based on beidellite or palygorskite prepared by colloidal route were found to be twice more active than the commercial TiO2 powder Degussa P25. Furthermore, their particles easily floculated so that they are readily removable from treated solutions without resorting to expensive microfiltration required upon the use of Degussa P25
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Drummond, C. Varajao Angelica F. "Mécanismes de conversion des interstratifiés ordonnés illite-smectite en illite dans les shales : application à la série diagénétique de Barra de Itiuba (bassin Sergipe-Alagoas, Brésil)." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2317.
Full textAbstract:
Les mecanismes de la reaction smectite en illite durant la diagenese des shales ont ete mis en evidence a l'aide de la diffraction de rayons-x, des mesures de parametres morphologiques de particules et des analyses de leur composition chimique. L'etude s'est appuyee sur des echantillons de shales de la formation barra de itiuba (cretace inferieure) du bassin sergipe-alagoas, preleves dans cinq forages a differentes profondeurs dans les domaines de plaine deltaique, de front-deltaique et de pro-deltaique. Ils contiennent des interstratifies illite/smectite pour lesquels le pourcentage de smectite diminue progressivement de 20 a 10%. On met en evidence une transformation continue de lattes en particules plus isometriques en fonction de la profondeur. Cependant, tous les deux, les lattes et les particules isometriques grandissent, enrichissant la fraction plus grossiere. Deux reactions de cinetiques differentes expliquent la transformation de ces particules dans les shales: une reaction plus rapide, qui forme de grosses lattes, caracteristiques d'un stade metastable de la phase illitique ; et, une reaction moins rapide, qui mene a la croissance de particules isometriques, representantes de la phase stable illitique. Les donnees chimiques sur les plus grosses particules montrent une composition d'interstratifies illite/chlorite/smectite trioctaedrique, d'interstratifies illite/chlorite et d'illite riche en fe-mg. Une telle evolution explique le mauvais ajustement entre le pourcentage de smectite mesure et celui obtenu par le modele de velde & vasseur (1992). Les erosions differencielles entre le nord-ouest et le sud-est du bassin, liees a tectonique de blocs bascules, ont ete determinees a partir de correlations entre les valeurs de matiere organique calculees a partir du modele et celles mesurees. Ainsi, les piles erodees de 1500-1000 m, de 1000-500 m et de 500-0 m ont ete estimees, respectivement pour fu-1, smc et bsm
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Bardot, Frédérique. "Les minéraux argileux et leur hétérogénéité superficielle : influence de la nature des cations compensateurs superficiels de l'illite sur les mécanismes d'adsorption de gaz." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1998_BARDOT_F.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude contribue à la compréhension des mécanismes d'adsorption de gaz à la surface des minéraux argileux. Le solide utilise est un phyllosilicate 2:1, l'illite du puy. Après purification, neufs échantillons ont été préparés en échangeant les cations compensateurs superficiels avec Li+,Na+, K+, Rb+, Cs+, Mg²+, Ca²+, Sr²+ ou Ba²+. Ces échantillons ont fait l'objet d'une caractérisation préalable par analyses chimiques, thermiques et texturales. Les résultats obtenus montrent que les particules élémentaires sont formées de 5 à 6 feuillets, de surface spécifique de l'ordre de 170 m²/g et organisées en agrégats dont la porosité est pratiquement indépendante de la nature du cation. Les propriétés énergétiques superficielles ont été analysées par adsorption d'azote et d'argon haute résolution et microcalorimétrie d'adsorption basse température à 77K. Le facteur de forme des particules élémentaires ne peut être déduit des isothermes d'adsorption d'argon que pour les échantillons monovalents. La modélisation des isothermes par la méthode dis met en évidence le rôle des cations pour l'adsorption d'azote et d'argon. Des mécanismes ont alors été proposés en considérant deux familles de sites primaires sur lesquels s'adsorbent les premières molécules de gaz : sites primaires associés aux cations et sites primaires associés aux cages hexagonales vides du réseau tétraédrique. Le rôle de ces sites pour l'adsorption d'azote et d'argon est alors discuté. Les mécanismes d'interaction avec l'eau ont enfin été étudiés par gravimétrie d'adsorption de vapeur d'eau et microcalorimétrie d'immersion à 303K. Il apparait que le moteur principal de l'adsorption d'eau est l'hydratation des cations superficiels accessibles. Les résultats ont aussi été analysés et comparés en termes de mouillabilité.
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Ploquin, Florian. "Argiles, traceurs de paléoconditions diagénétiques et hydrothermales." Poitiers, 2011. http://www.theses.fr/2011POIT2287.
Full textAbstract:
Dans le cadre du programme TAPPS2000 – GNR FORPRO, mené sur le site de Bures (Meuse, France), l'ANDRA a réalisé un forage profond (EST 433) de reconnaissance du Trias local ; les terrains triasiques constituant le soubassement rocheux du niveau d'argilites amené à servir d'encaissant géologique pour le stockage des déchets radioactifs. Le forage a recoupé le Trias sur une épaisseur totale de 700 m en rencontrant successivement de bas en haut : (1) le Buntsandstein restreint à un grès à passées conglomératiques (120 m) ; (2) le Muschelkalk (150m) essentiellement composé d'argiles gréseuses coiffées par des dépôts dolomitiques ; (3) le Keuper constitué de dépôts (450 m) argileux gréso-silteux à intercalations de niveaux salifères ; (4) un ensemble Rhétien-Hettangien caractérisé par des faciès argilo-marneux (80 m). Cette succession lithostratigraphiqie permet de retracer l'évolution des paléoenvironnements sédimentaires depuis des milieux fluviatiles (Buntsandstein) puis lagunaires (Muschelkalk supérieur), à des systèmes de grandes plaines d'inondations temporairement envahies par la mer (Keuper) et, enfin, à un contexte de mer épicontinentale (Rhétien-Hettangien) annonçant la transgression généralisée qui gagnera le centre du Bassin de Paris. La proximité des aires continentales est enregistrée dans la fraction détritique des sédiments tout au long du Trias. La géochimie de ces matériaux signe nettement leur caractère de croûte continentale et leurs valeurs isotopiques Nd-Sm associées en donnent une origine liée aux méta-sédiments et aux granites hercyniens « contaminés » par des roches juvéniles. La minéralogie des phases argileuses authigènes (fraction < 0,2 µm) montre que seul le conglomérat de base du Buntsandstein contient de la dickite et de l'illite, étroitement associées à des interstratifiés illite/smectite réguliers de type R1, riches en illite (90%). Ces interstratifiés dominent dans ce faciès drainant de base et restent présents dans le reste du Trias. Ainsi, ils sont associés à la corrensite dans les niveaux magnésiens sus-jacents du Muschelkalk et du Keuper. Leur disparition ne survient qu’à la transition Rhétien-Hettangien, dans les faciès fins et riches en matière organique, où ils sont brusquement remplacés par des interstratifiés illite/smectite irréguliers de type R0. Ces cortèges d'argiles néoformées et les données isotopiques indiquent que cette partie Est du bassin de Paris est sous influence conjuguée d'une histoire thermique contrôlée par un faible gradient géothermique et des circulations de fluides. Le faible gradient géothermique (30°C. Km-1) est enregistré par une diagenèse modérée dans les lithofaciès du Muschelkalk et Keuper. Les circulations de fluides sont identifiées dans toute la série étudiée mais sont le plus remarquables dans les lithofaciès silicoclastiques drainant du Buntsanstein. Datées, elles marquent des événements au LiasWithin the framework of the multi-organization TAPSS 2000 program - GNR-FORPRO, led on the Bure site (Meuse-France), the ANDRA Company realized a deep drilling (named EST 433) to investigate the local Trias because the grounds Triassic levels constituting the bed rock of Clayey level for the storage of the nuclear waste. The drilling cut the Trias rocks on a total thickness of 700m, successively from the bottom up: (1) the Buntsandstein (120 m) is characterized by sandy-conglomerat facies ; (2) the Muschelkalk (150m) is essentially consisted of clayey-sandy-siltstone series headed by a dolomitic deposit system ; (3) the Keuper part (450m) is an alternation of sandy-claystone or silty-claystone deposits with insertions of saliferous levels ; (4) finally the rethienne part of the drilling associated with Hettangien (80 m), are characterized by clayey-shale facies. This lithostratigraphy can redraw the evolution of the sedimentary paléoenvironments since fluviatiles circles (Buntsandstein) then lagoon (upper Muschelkalk), to large floods plains systems occasionaly invaded by sea (Keuper) and, finally, in an epicontinental sea context (Rhétien-Hettangien) announcing the generalized transgressive phase of which the progressive evolution coming from the border towards the center of the basin. The nearness of the continental areas is recorded in the detrital fraction of the Triassic sediments. The geochemistry of these materials signs their continental crust character and their associated isotopic Nd-Sm values gives a Hercynian meta-sediments and granites origin with from time to time a contribution of young forming rock. The mineralogy of the clayey fraction (< 0,2µm) shows that only the conglomerate on the base of the drilling consists of an assembly of dickite and illites strictly associated with regular illite / smectite mixed-layer of R=1 type illite-rich. These last ones are the main part of the clayey mineralogy of the draining facies of Buntsandstein and are in association with other clay in the rest of the Triassic series. Corrensites, regular chlorite/smectite mixed-layer of R=1 type (50/50) are developed in the Muschelkalk and Keuper magnesium rich levels. They disappear in the Rhetien-Hettangien transition, in fine facies rich in organic matter, where irregular illite/smectite mixed-layer of R=0 type were protected. These authigenics clays and the isotopic data indicate that this East part of the Paris basin is under the combined influence of a thermal history controlled by a low geothermal gradient and fluids circulations. The low geothermal gradient (30°C. Km-1) is recorded by a moderate diagenesis in the Muschelkalk and Keuper lithofacies. The fluids circulations are identified in all the studied series but are the most remarkable in silicoclastic draining lithofacies of Buntsanstein. Dated, they mark some events during Liassic period
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Meiller, Clémentine. "Etude cristallochimique de solutions solides de minéraux argileux. Impact de la déshydratation des smectites sur les surpressions dans les bassins sédimentaires." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863843.
Full textAbstract:
L'augmentation de la demande énergétique incite les compagnies pétrolières à prospecter dans des zones où les conditions de forage et d'exploitation du gisement sont de plus en plus difficiles, comme les réservoirs profondément enfouis. Ces réservoirs sont localisés à des profondeurs de l'ordre de 5000 m et peuvent présenter des régimes de pressions anormaux. Ces surpressions sont classiquement expliquées par différents mécanismes comme la compaction mécanique, la pression hydrothermale, la génération d'hydrocarbures, la cimentation de l'espace poreux et la libération d'eau par réaction minérale. C'est à la contribution de ce dernier phénomène que nous nous sommes intéressés et en particulier à la réaction de déshydratation des smectites. Les smectites sont des phyllosilicates et présentent la particularité de pouvoir insérer des molécules d'eau dans leur structure, entraînant de fortes variations de volumes. Elles présentent également une grande variabilité chimique : les feuillets, chargés négativement, sont sujets à de nombreuses substitutions cationiques et le cation compensateur situé en site interfoliaire peut être de nature très variée, généralement un alcalin ou un alcalino-terreux. Dans une première partie expérimentale, nous avons calculé les paramètres cristallochimiques de smectites dioctaédriques alumino-magnésiennes sodiques ou calciques dans une large gamme de compositions chimiques par analyse Rietveld à partir de diffractogrammes de rayons X (DRX) pour différents états d'hydratation. La structure chimique a été déterminée par microscopie électronique à balayage munie d'un spectromètre à dispersion d'énergie (MEB-EDS). Les paramètres de Margules de chaque solution solide ont été déterminés par régression multilinéaire pour un modèle non idéal asymétrique. Il apparaît que l'hydratation est le phénomène principal faisant varier le volume molaire des smectites (environ 50vol% pour un passage d'un état 3W à 0W) mais que la composition chimique a un impact également (environ 5vol%), que ce soit la variation de composition du feuillet ou de l'interfoliaire. Dans une seconde partie de modélisation, nous avons combiné les résultats de thermodynamique avec des données de modélisation de bassin afin d'estimer la contribution de la déshydratation des smectites sur la génération de surpression dans les bassins sédimentaires, en prenant un exemple dans le delta du Niger. Dans ce cas de bassins ayant un fort taux de sédimentation et d'épaisses couches argileuses, les simulations indiquent que les surpressions générées par la déshydratation des smectites sont de l'ordre de 40% de la surpression totale observée dans les puits.
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Meiller, Clémentine. "Étude cristallochimique de solutions solides de minéraux argileux : Impact de la déshydratation des smectites sur les surpressions dans les bassins sédimentaires." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066250.
Full textAbstract:
L'augmentation de la demande énergétique incite les compagnies pétrolières à prospecter dans des zones où les conditions de forage et d'exploitation sont difficiles, comme les réservoirs profondément enfouis qui peuvent présenter des surpressions. Elles sont classiquement expliquées par différents mécanismes parmi lesquels, la libération d'eau par réaction minérale. Nous nous sommes intéressés à la réaction de déshydratation des smectites. Les smectites sont des phyllosilicates et ont la particularité de pouvoir insérer des molécules d'eau dans leur structure, entraînant de fortes variations de volumes. Elles présentent également une grande variabilité chimique. Dans une partie expérimentale, nous avons calculé les paramètres cristallochimiques de smectites dioctaédriques alumino-magnésiennes sodiques ou calciques dans une large gamme de compositions chimiques par analyse Rietveld à partir de diffractogrammes de rayons X pour différents états d'hydratation. La structure chimique a été déterminée par microscopie électronique à balayage munie d'un spectromètre à dispersion d'énergie. Les paramètres de Margules de chaque solution solide ont été déterminés pour un modèle non idéal asymétrique. Il apparaît que l'hydratation est le phénomène principal faisant varier le volume molaire des smectites mais que la composition chimique a un impact également. Dans une partie de modélisation, nous avons combiné les résultats de thermodynamique avec des données de modélisation de bassin afin d'estimer la contribution sur les surpressions dans les bassins sédimentaires, en prenant un exemple dans le delta du Niger, ayant un fort taux de sédimentation et d'épaisses couches argileusesSince the energetic demand is increasing, the oil companies have to prospect in more hostile drilling conditions, such as in deep buried reservoirs that can present overpressures. Among the mechanisms put in evidence to explain the generation of overpressure there is water released from mineral reaction. This PhD thesis focuses on the contribution of the reaction of smectite dehydration. Smectites are clay minerals belonging to the phyllosilicates swelling family. Their particularity is to incorporate water in their structure, leading to huge volume variations. They present a wide chemical variability: cationic substitutions impart a net negative charge to the 2:1 layer, compensated by interlayer cations, such as Na+ or Ca2+. In a first part, we calculated cell parameters of dioctahedral smectites in the systems SiO2-Al2O3-MgO-Na2O-H2O and SiO2-Al2O3-MgO-CaO-H2O, in a wide range of chemical compositions by Rietveld analysis from X-ray diffraction patterns, for different hydration states. Chemical formulae have been determined by scanning electronic microscopy with an energy dispersive probe. Margules parameters of each solid solution have been determined for a non ideal asymetric model. It appears that hydration is the main factor influencing molar volume variations but chemical composition has an effect too. In a second part, we combined results from the thermodynamic study with data extracted from basin modelling, in order to estimate the contribution of smectite dehydration on overpressure generation in sedimentary basins. The case studied is from Niger Delta, where can be found high sedimentary rates, thick shale layers and overpressures due to undercompaction
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Prêt, Dimitri. "Nouvelles méthodes quantitatives de cartographie de la minéralogie et de la porosité dans les matériaux argileux : application aux bentonites compactées des barrières ouvragées." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2334.
Full text
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Lavastre, Véronique. "Evénements sédimentaires, diagénétiques et post-diagénétiques dans la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (Bassin de Paris, France) : enregistrement isotopique des minéraux et de l'eau porale." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077103.
Full text
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Chernoburova, Olga. "Étude des interactions entre les particules fines dans les suspensions concentrées pour améliorer la valorisation de minerais complexes durable." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0272.
Full textAbstract:
Les suspensions minérales de particules fines sont connues pour leur comportement non-Newtonien pendant l'écoulement. Les interactions particule-particule dans de tels systèmes (c’est-à-dire, suspensions minérales) ne sont pas limitées au contact physique, e.g. collision et frottement. La capacité des minéraux de développer une charge dans l'environnement aqueux justifie des comportements différents des systèmes similaires de première vue. C’est à dire qu’étant caractérisées avec la même fraction volumétrique, composition chimique et granulométrie des solides et densité de dispersant, deux suspensions peuvent montrer un comportement rhéologique différent en raison de la chimie de la solution. Dans ce cas, la composition ionique du dispersant définira la charge des particules, et donc le degré d'agglomération/dispersion dans la suspension. Les argiles phyllosilicates sont connues pour être particulièrement problématiques dans les processus de valorisation des minéraux. L’origine de ces minéraux phyllosilicates implique leur inhomogénéité chimique spatiale, ce qui signifie que le bord et la face de la particule montrent des propriétés chimiques et physiques différentes. La présence de tels minéraux dans les dispositifs d'agitation (réservoirs d'agitation, cellules de flottation) est souvent caractérisée par la coexistence de volumes de suspension stagnants et agités, ce qui a un impact négatif sur l'efficacité de l'agitation. Dans ce travail, les suspensions aqueuses diluées de Na-bentonite ont été examinées par vélocimétrie par imagerie par résonance magnétique afin d'étudier l'influence du pH et du type d'électrolyte monovalent sur leur comportement rhéologique local. Les résultats ont montré que les suspensions contenant 0,1% de solide en volume peuvent présenter une bande de cisaillement, une localisation de cisaillement ou aucun phénomène local en fonction de la chimie du milieu de suspension. Il a été suggéré que l’existence d’une «master curve» (ou courbe d’écoulement globale) pour les suspensions diluées dépendait de l’organisation des particules de bentonite dans la suspension, cette organisation est influencée par la chimie de solution et l’historique des contraintes précédentes. Dans l'étape suivante, une seconde et troisieme phases minérales (hématite et quartz) ont été ajoutées dans la matrice de bentonite. L’intérêt dans tels systèmes est lié au comportement sous écoulement des matrices formées avec des types de contacts différents entre particules. Les types de contacts établis dans les suspensions avec une chimie différente du milieu ont été discutés, ainsi que leurs propriétés d’écoulementFine particle mineral slurries are known to exhibit non-Newtonian behavior under the load. The particle-particle interactions in such suspensions go beyond physical contact due to the collision and friction. An ability of minerals to gain the charge in the aqueous environment justifies different behaviors of the similar systems. Being characterized with the same volumetric fraction, chemistry and particle size distribution of solids, and specific gravity of dispersing media, two suspensions can possess different rheological behavior due to the chemistry of the solution. In this case, the ionic composition of the media defines particle charging, and thus the degree of agglomeration/dispersion in the suspension. Phyllosilicate clays are known to be particularly problematic in the mineral beneficiation processes. Their nature leads spatial chemical inhomogeneity, meaning that the particle edge and face possess different chemical and physical properties. The presence of such minerals in the stirring devices (stirring tanks, flotation cells) is often characterized with coexistence of stagnant and agitated volumes of slurry, which negatively impacts the efficiency of stirring. In this work, the dilute aqueous Na-bentonite suspensions were examined via magnetic resonance imaging velocimetry to investigate the influence of pH and type of monovalent electrolyte on their local rheological behavior. The results indicated that suspensions with 0.1 vol.% solid can exhibit shear banding, shear localization or no local phenomenon as a function of chemistry of the suspending media. It was suggested that the existence of master curve (or global flow curve) for dilute suspensions was dependent on the bentonite particle organization in the suspension, which was influenced by the chemistry of the environment and the previous flow history. In the next step, second mineral phase (hematite or quartz) was added to the bentonite matrix. The interest in examination of such systems is related to the flow behavior of matrix formed with different kinds of inter-particle contacts. For example, at pH 4 the resulting electrostatic interaction between positively charged bentonite edge and negatively charged quartz is attractive, whereas at the same pH it is repulsive with the positively charged hematite. These electrostatic interactions result in different organization of matrix particles around another mineral phase. In the system with solely repulsive interactions between all sites of all mineral phases (e.g., quartz and bentonite, pH 10) the deviation from Newtonian behavior is justified by the shear-induced particle rearrangements, collision and friction. The difference in the arrangement of bentonite particle aggregates around the hematite or quartz particles was observed using SEM. As a next step the third mineral phase was added. The types of contacts established in the suspensions with different chemistry of the media were discussed along with their flow propperties