{"id":26,"date":"2012-04-16T21:49:04","date_gmt":"2012-04-16T21:49:04","guid":{"rendered":"http:\/\/hebergement.u-psud.fr\/brigaud\/?page_id=26"},"modified":"2018-01-03T18:00:58","modified_gmt":"2018-01-03T18:00:58","slug":"these","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/hebergement.universite-paris-saclay.fr\/brigaud\/recherche\/these\/","title":{"rendered":"Ma Th\u00e8se"},"content":{"rendered":"

 <\/h2>\n

\"\"<\/a>Influence du contexte s\u00e9dimentaire et de la diagen\u00e8se sur les propri\u00e9t\u00e9s p\u00e9trophysiques du Dogger calcaire de l’Est du Bassin de Paris<\/h2>\n

Th\u00e8se t\u00e9l\u00e9chargeable sur tel.archives-ouvertes.fr: PDF<\/a><\/p>\n

Th\u00e8se soutenue le 7 d\u00e9cembre 2009 \u00e0 l’Universit\u00e9 de Bourgogne<\/p>\n

Directeurs de th\u00e8se : C. Durlet et J.-F. Deconninck<\/p>\n

Mots clefs: S\u00e9dimentologie, Diagen\u00e8se, G\u00e9ochimie min\u00e9rale, P\u00e9trophysique, Ondes acoustiques, Carbonate<\/p>\n

A l’Est du Bassin de Paris, les carbonates du Dogger pr\u00e9sentent habituellement de faibles porosit\u00e9s et perm\u00e9abilit\u00e9s, en relation notamment avec une intense cimentation sparitique et d’importants ph\u00e9nom\u00e8nes de pression-solution (stylolitisation). Il existe n\u00e9anmoins quelques exceptions \u00e0 cette tendance : des niveaux r\u00e9servoirs sont recens\u00e9s au toit de s\u00e9quences de d\u00e9p\u00f4t r\u00e9put\u00e9es \u00e9mersives. Pour comprendre ces exceptions, ce travail bas\u00e9 sur une \u00e9tude s\u00e9dimentologique, diag\u00e9n\u00e9tique, g\u00e9ochimique et p\u00e9trophysique, se propose d’examiner les influences de la diagen\u00e8se pr\u00e9coce puis de la diagen\u00e8se tardive sur les propri\u00e9t\u00e9s r\u00e9servoirs dans ces carbonates.<\/p>\n

S\u00e9dimentologie et architecture stratigraphique<\/h2>\n

L’analyse s\u00e9dimentologique d’un grand nombre de coupes et de 4 forages carott\u00e9s r\u00e9partis sur un profil Langres-Nancy, r\u00e9v\u00e8le 18 faci\u00e8s attribuables \u00e0 5 environnements de d\u00e9p\u00f4ts caract\u00e9ristiques d’un profil de rampe carbonat\u00e9e. L’interpr\u00e9tation g\u00e9om\u00e9trique et s\u00e9quentielle met en \u00e9vidence dix s\u00e9quences de d\u00e9p\u00f4t de 3\u00e8me ordre, pouvant \u00eatre regroup\u00e9es en 4 intervalles bios\u00e9dimentaires. Ces 4 intervalles sont marqu\u00e9s par des producteurs carbonat\u00e9s et par des morphologies de rampe diff\u00e9rents. Les \u03b418O et \u03b413C des fragments biog\u00e8nes et l’\u00e9volution des cort\u00e8ges argileux sugg\u00e8rent que des changements environnementaux tels que la temp\u00e9rature, l’humidit\u00e9 et la pCO2 ont, en partie, contr\u00f4l\u00e9 l’existence de ces intervalles bio-s\u00e9dimentaires.
\nLes descriptions p\u00e9trographiques, g\u00e9om\u00e9triques et g\u00e9ochimiques des surfaces sommitales des s\u00e9quences de d\u00e9p\u00f4t montrent que 4 d’entre elles (SB5, SB6, SB7 et SB8) sont \u00e9mersives, cons\u00e9quence de chutes eustatiques identifiables dans l’ensemble du Bassin de Paris, uniquement durant le Bathonien. Les variations des pal\u00e9otemp\u00e9ratures dans le domaine NW t\u00e9thysien au cours du Dogger montrent que ces chutes eustatiques sont coh\u00e9rentes avec un possible contr\u00f4le glacio-eustatique pendant un intervalle sensiblement plus froid.<\/p>\n

\"Resume_sedimento\"<\/a>
\nArchitecture stratigraphique des formations s\u00e9dimentaires du Jurassique moyen de l’Est du Bassin de Paris (Brigaud et al., 2009, Sedimentary Geology)
\n<\/em><\/p>\n

Diagen\u00e8se et g\u00e9ochimie min\u00e9rale<\/h2>\n

Les analyses g\u00e9ochimiques sur les ciments pr\u00e9coces de certaines limites de s\u00e9quences \u00e9mersives mettent en \u00e9vidence une intrusion de fluides m\u00e9t\u00e9oriques cons\u00e9cutive \u00e0 des chutes eustatiques. Lors de ces \u00e9mersions, les eaux m\u00e9t\u00e9oriques ont \u00e9t\u00e9 \u00e0 l’origine d’une lithification et d’une stabilisation min\u00e9ralogique pr\u00e9coce du s\u00e9diment carbonat\u00e9 sur une dizaine de m\u00e8tres maximum. Sous ces s\u00e9quences \u00e9mersives, ces ciments ont probablement rigidifi\u00e9 pr\u00e9cocement le contact entre les grains et ont ainsi contribu\u00e9 \u00e0 limiter la compaction m\u00e9canique et la stylolitisation lors de l’enfouissement. De plus, le lessivage par des eaux m\u00e9t\u00e9oriques sous-satur\u00e9es en CaCO3 d’un s\u00e9diment carbonat\u00e9 marin en min\u00e9ralogie instable (aragonaite et\/ou HMC High Magnesium Calcite) sont souvent responsables de la disparition (ou de la diminution) de ces phases instables au profit de la LMC (Low Magnesium Calcite, phase stable). Ces ph\u00e9nom\u00e8nes de transformations min\u00e9ralogiques pr\u00e9coces lors des \u00e9mersions bathoniennes ont probablement favoris\u00e9 la pr\u00e9servation de la porosit\u00e9 dans ces niveaux durant l’enfouissement.
\nHuit phases min\u00e9rales m\u00e9sog\u00e9n\u00e9tiques comprenant 3 g\u00e9n\u00e9rations de calcite, de la pyrite, de la silice, 2 g\u00e9n\u00e9rations de dolomite et de la fluorine se sont succ\u00e9d\u00e9es depuis le Jurassique moyen. En moyenne 70 % du volume de ces ciments sont form\u00e9s par 2 zones successives de sparites de blocage (Bc1 et Bc2). Les analyses g\u00e9ochimiques r\u00e9alis\u00e9es sur les ciments de blocages form\u00e9s lors de la diagen\u00e8se d’enfouissement montrent qu’ils ont probablement pr\u00e9cipit\u00e9 \u00e0 partir d’eaux m\u00e9t\u00e9oriques ayant circul\u00e9 pendant le Cr\u00e9tac\u00e9 inf\u00e9rieur, p\u00e9riode marqu\u00e9e par d’intenses mouvements g\u00e9odynamiques sur les bordures du Bassin de Paris. Ces recharges en eaux m\u00e9t\u00e9oriques durant le Cr\u00e9tac\u00e9 semblent \u00eatre \u00e0 l’origine du d\u00e9veloppement extensif des sparites de blocage dans l’Est du Bassin de Paris.<\/p>\n

\"Resume_timing\"<\/a><\/div>\n
Chronologie relative des \u00e9v\u00e8nements diag\u00e9n\u00e9tiques dans les calcaires du Dogger du Bassin de Paris (Brigaud et al., 2009, Sedimentary Geology).<\/em><\/div>\n

 <\/h2>\n

P\u00e9trophysique<\/h2>\n

Les analyses p\u00e9trophysiques ont confirm\u00e9 les faibles porosit\u00e9s et perm\u00e9abilit\u00e9s g\u00e9n\u00e9rales de l’Est du Bassin de Paris (\u03c6<5% and k<0.5mD). Toutefois, ces analyses p\u00e9trophysiques ont mis en exergue la pr\u00e9sence de deux niveaux poreux (Niveau Poreux 1 et Niveau Poreux 2) situ\u00e9s dans la partie sup\u00e9rieure du Dogger calcaire. D’une dizaine de m\u00e8tres d’\u00e9paisseur, ces niveaux poreux ont une porosit\u00e9 d\u00e9passant 15%. Leur perm\u00e9abilit\u00e9 est variable, elle est \u00e9lev\u00e9e (k=100-700mD) lorsque les niveaux sont macroporeux et correspondent \u00e0 des grainstones de shoals oolitiques, elle est faible (k=0,1-1mD) lorsque les faci\u00e8s sont boueux (d\u00e9p\u00f4ts de lagon prot\u00e9g\u00e9) et domin\u00e9s par de la microporosit\u00e9 inter-cristalline.
\nL’analyse des propri\u00e9t\u00e9s acoustiques, i.e. vitesse des ondes P (Vp), et p\u00e9trographiques (texture, faci\u00e8s, et diagen\u00e8se) a permis d’identifier les param\u00e8tres contr\u00f4lant les vitesses acoustiques dans cette s\u00e9rie carbonat\u00e9e. Les niveaux poreux 1 et 2 identifi\u00e9s dans le Dogger pr\u00e9sentent une signature acoustique diff\u00e9rente. Les Vp dans les mudstones\/wackestones microporeux (Np2) de lagon sont plus rapides que celles des grainstones macroporeux (Np1). Les \u00e9quations standard utilis\u00e9es pour pr\u00e9dire les porosit\u00e9s \u00e0 partir des Vp (\u00e9quations de Wyllie et de Raymer) se superposent avec les r\u00e9gressions lin\u00e9aires entre porosit\u00e9 (\u03c6) et Vp des \u00e9chantillons mudstones ou provenant d’environnements de lagon. Toutefois, une variabilit\u00e9 importante des Vp pour une porosit\u00e9 donn\u00e9e dans les grainstones est d\u00e9tect\u00e9e. La pr\u00e9sence de ciment pr\u00e9coce dans les \u00e9chantillons semble contr\u00f4ler une grande partie de cette variabilit\u00e9. Les observations p\u00e9trographiques sugg\u00e8rent que les cimentations pr\u00e9coces diminue la vitesse de propagation des ondes P dans les faci\u00e8s grainstones.<\/p>\n

\"Resume_petrophy\"<\/a>
\nRelation Vitesse acoustique (Vp) – Porosit\u00e9 dans les carbonates du Dogger du Bassin de Paris (Brigaud et al., 2010, Journal of Sedimentary Research).<\/em><\/p>\n

Origine des niveaux r\u00e9servoirs<\/h1>\n

L’architecture stratigraphique issue de l’\u00e9tude s\u00e9dimentologique permet de supposer que celle-ci a jou\u00e9 un r\u00f4le sur le positionnement des niveaux poreux au sommet du Dogger. En effet, le mod\u00e8le stratigraphique montre la pr\u00e9sence d’un \u00e9cran imperm\u00e9able marneux positionn\u00e9 lat\u00e9ralement aux calcaires du sommet du Dogger. Cet \u00e9cran marneux a pu perturber ou emp\u00eacher les recharges en eaux m\u00e9t\u00e9oriques, pouvant expliquer le sous-d\u00e9veloppement des ciments de blocage dans ces niveaux poreux du sommet du Dogger.
\nL’\u00e9tude int\u00e9gr\u00e9e s\u00e9dimentologique et diag\u00e9n\u00e9tique montre que l’existence des niveaux poreux r\u00e9servoirs (NP1 et NP2) semble tributaire d’une histoire s\u00e9dimento-diag\u00e9n\u00e9tique particuli\u00e8re qui peut \u00eatre r\u00e9sum\u00e9e en 3 actes :
\n(1) lithification et stabilisation min\u00e9ralogique pr\u00e9coce sous des surfaces d’\u00e9mersion (SB7 et SB8), rendant le s\u00e9diment r\u00e9sistant aux ph\u00e9nom\u00e8nes de compaction et pression-solution ;
\n(2) faibles recharges m\u00e9t\u00e9oriques au Cr\u00e9tac\u00e9 en raison de l’\u00e9cran lat\u00e9ral form\u00e9 par les Marnes \u00e0 Rhynchonelles (Bathonien), emp\u00eachant le d\u00e9veloppement de ciments de blocage dans le sommet du Dogger
\n(3) faibles recharges hydrothermales et cimentations associ\u00e9es durant l’Oligoc\u00e8ne.
\nCes 3 facteurs ne se sont conjugu\u00e9s qu’au niveau de NP1 et de NP2 (niveaux r\u00e9servoirs), sur une \u00e9paisseur cumul\u00e9e de moins de 20 m, \u00e0 comparer aux 210 m totalement compact\u00e9s et\/ou ciment\u00e9s formant le reste du Dogger (niveaux non-r\u00e9servoirs).<\/p>\n

  \"Resume_these_paleocirculation\"<\/a>
\nPaleo-circulations au Cr\u00e9tac\u00e9 inf\u00e9rieur, responsable d’une min\u00e9ralisation calcitique de grande ampleur dans les calcaires jurassiques.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

  Influence du contexte s\u00e9dimentaire et de la diagen\u00e8se sur les propri\u00e9t\u00e9s p\u00e9trophysiques du Dogger calcaire de l’Est du Bassin de Paris Th\u00e8se t\u00e9l\u00e9chargeable sur tel.archives-ouvertes.fr: PDF Th\u00e8se soutenue le 7 d\u00e9cembre 2009 \u00e0 l’Universit\u00e9 de Bourgogne Directeurs de th\u00e8se : C. Durlet et J.-F. 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