benjamin brigaud

sédimentologue

Étiquette : sables

Les argiles se collent aux sables dans les estuaires grâce aux biofilms

15 juillet 2020 /

Des agrégats composés de minéraux argileux détritiques, formant des tapissages argileux (ou clay coats), enveloppent les grains de sable dans les estuaires modernes. Ces tapissages sont une source potentielle pour le développement de chlorites authigènes lors de l’enfouissement du sédiment. Ce type d’enveloppe argileuse est observé dans de nombreux grès côtiers et estuariens anciens, au sein desquels ils permettent la préservation des propriétés réservoirs en limitant la formation de surcroissances de quartz. Plusieurs études récentes ont questionné le processus d’adhésion entre les sables et les particules de silts et d’argiles au sein des sédiments côtiers. En effet ces deux classes de particules sédimentaires sont normalement ségréguées par les courants de marée.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont proposé de tester le rôle des exopolymères des biofilms à diatomées dans l’adhésion des particules d’argile aux grains de quartz. Pour cela, l’équipe a reproduit les tapissages argileux en laboratoire en mélangeant à température ambiante des exopolymères de l’estuaire de la Gironde avec des standards de minéraux argileux et de sables de quartz. Des analyses en cryomicroscopie électronique à balayage et en microscopie à force atomique ont révélé que ces exopolymères forment un adhésif entre les sables et les argiles via la mise en place de ponts organiques. Des tests colorimétriques et des analyses infra-rouges ont montré que ces exopolymères contiennent principalement des polysaccharides et des protéines, dont certains présentent des fonctions réactives capable d’interagir avec les sables et les argiles. Les chercheurs ont également observé une similitude texturale entre des coats détritiques des grès anciens et les tapissages reproduits au laboratoire, ce qui indique que la présence de tapissages argileux détritiques pourrait être la biosignature d’un développement de biofilm relié à la sécrétion d’exopolymères dans les environnements passés.

En savoir plus

Experimental formation of clay-coated sand grains using diatom biofilm exopolymers – Geology, v. 48

Thibault Duteil, Raphaël Bourillot, Brian Grégoire, Maxime Virolle et al.

https://doi.org/10.1130/G47418.1

Source: https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/les-argiles-se-collent-aux-sables-dans-les-estuaires-grace-aux-biofilms

7 février 2015 /

Les 8 et 22 novembre 2014, deux sorties sédimentologiques dans l’estuaire de la Gironde ont permis de réaliser un échantillonnage de huit bancs de sable accessibles à marée base par bateau . Ces sorties ont été réalisées par Maxime Virolle, Raphaël Bourillot et Hugue Feniès  (Université de Bordeaux) et Benjamin Brigaud (Université Paris-Sud). Cet échantillonnage est la première mission de terrain entrant dans le cadre du projet scientifique CLAYCOAT « CLAY COATing in shallow marine clastic deposits to improve reservoir quality prediction » (collaboration entre les Universités de Paris-Sud, Poitiers, de l’Institut Polytechnique de Bordeaux et Gdf-Suez). Ce projet de recherche et développement (R&D) en géologie sédimentaire vient de démarrer et s’entendra jusqu’en 2018. L’objectif de ce projet R&D est d’essayer d’améliorer notre compréhension sur le dépôt d’argile dans les séries sableuses estuariennes, formant de minuscules (10 micromètres) tapissages argileux autour des grains de quartz. Même minuscules, ces tapissages favorisent la conservation des bonnes porosités et perméabilités des sédiments lors de leur enfouissement, même à très grandes profondeurs (>3500m) et contribuent ainsi à former des réservoirs d’eau ou d’hydrocarbures. En revanche, les conditions de formation de ces argiles restent très peu connues (lieu dans l’estuaire, chimie de l’eau, timing…). Par analogie, trouver le lieu exact de formation de ces tapissages dans des estuaires actuels (Gironde et Bassin d’Arcachon)  va permettre d’améliorer considérablement la connaissance des estuaires ayant des millions d’années et d’améliorer l’exploration pétrolière et les prédictions de l’architecture des réservoirs gréseux.

 

7 mars 2014 /

Ces vingt dernières années, les travaux sur la diagenèse des grès montrent que la présence de tapissages argileux (ou grain coatings), notamment de chlorite, enrobant les grains de quartz contrôle l’existence de fortes perméabilités dans les réservoirs (Ehrenberg, 1993, Bloch et al., 2002, Worden and Morad, 2003, Dowey, 2012). Ces tapissages inhibent la précipitation de ciment de quartz au cours de la diagenèse d’enfouissement, et préservent les fortes perméabilités même à des profondeurs très importantes (>3500 m). Ces grain coatings se mettent en place préférentiellement dans les grès se déposant dans des environnements d’estuaires soumis à une dynamique tidale.

L’objectif de cette journée de terrain a été de prélever des échantillons de sables déposés dans un estuaire, qui était alors en place dans la région de Reims au Thanétien (il y a environ 55 million d’années). Les échantillons seront étudiés par un stagiaire de M2 engagé par Gdf-suez. En effet, un programme de collaboration avec Gdf-suez est en cours sur la compréhension du développement des grain coatings dans les sables. A plus grande échelle et avec l’étude d’autres échantillons de sables actuels ou très anciens, les objectifs de cette collaboration seront (1) d’améliorer nos connaissances sur la localisation spatiale des argiles ou des grains coatings dans un cadre séquentiel et environnemental défini (environnement d’estuaire et présence de barres tidales sableuses), (2) mieux comprendre les facteurs influençant leur formation et leur répartition. Les premiers résultats montrent que des tapissages argileux peuvent être présents dans ces sables dans les faciès sédimentaires de mégarides tidales présentant des rides subordonnées, typiques du foreshore. Ces tapissages se présentent sous deux formes, buissonnantes en kaolinite et encroûtantes en chlorite, et pourraient constituer des précurseurs argileux à partir desquels des tapissages argileux plus conséquents se mettraient en place au cours de la diagenèse d’enfouissement.

 Référence:

Frank Perochon. 2014. Les tapissages argileux dans les grès et sables d’environnements d’estuaire et fluviatile de réservoirs pétroliers profonds et d’un analogue de terrain (Qatar et Bassin de Paris) : Impact sur les qualités réservoirs. Master 2ème année, Université Paris-Sud, 56p.

26 novembre 2013 /

Suite au 14ème Congrès des Sédimentolgistes Français, une journée de terrain a été organisée le 8 novembre 2013 par Médard Thiry sur les Sables et Grès de Fontainebleau : que reste-t-il des faciès sédimentaires initiaux ?

« Les faciès typiques des Sables de Fontainebleau sont en fait secondaires, acquis tardivement, en liaison avec la mise à l’affleurement de la formation. Il n’y a guère que les figures sédimentaires qui peuvent être considérés comme primaires ! Tous les autres faciès considérés comme caractéristiques (grès, sables blancs, et même la composition minéralogique) sont dus à des altérations de subsurface, en liaison directe avec la géomorphologie et la mise à l’affleurement et les dernières périodes glaciaires.

Si l’exemple de Sables de Fontainebleau est presque « caricatural », ces phénomènes d’altération existent aussi dans d’autres formations : il faut en être averti pour les distinguer. C’est l’objectif de cette excursion, faire la part du primaire et du secondaire dans une formation affleurante. »

Infos : http://hebergement.u-psud.fr/congres-sedimentologie/index.php/excursions/sables-et-gres-de-fontainebleau-que-reste-t-il-des-facies-sedimentaires-initiaux/

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