Ces travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre des études de faisabilité du stockage du dioxyde de carbone en couches géologiques profondes, et portent plus particulièrement sur l’évolution des propriétés de confinement de roches-couvertures de type argilite, soumises à des fluides enrichis en CO2. Pour ce faire, les argilites de Tournemire (Aveyron, France) ont été utilisées comme roches analogues, après avoir identifié leurs possible points de faiblesse vis-à-vis du stockage, à savoir leur minéralogie, la présence de fissures naturelles remplies de calcite et la présence d’interfaces ciment/argilite attendues au niveau des puits d’injection rebouchés. Le montage expérimental de type « diffusion à travers » a été adapté pour permettre d’estimer (i) la possible modification des paramètres de transport diffusif enregistrés, avant et après attaque acide, pour les différents traceurs radioactifs (tritium et chlore-36) et non-radioactifs (deutérium et bromure) utilisés pour caractériser les échantillons d’argilite de Tournemire et de pâte de ciment et (ii) l’évolution des compositions chimiques des solutions contenues dans les réservoirs amont et aval des cellules de diffusion au cours des attaques acides. Enfin, l’analyse des solides a été réalisée pour partie par MEB-EDS, µTomographie-X et DRX. Tout d’abord, pour l’ensemble des échantillons étudiés, les valeurs des paramètres de transport déterminées avant attaque acide (coefficient de diffusion effectif et porosité) sont cohérentes avec celles de la littérature. En outre, il apparaît que tous les matériaux ont fortement réagi aux attaques acides. Ainsi, les argilites ont vu leurs paramètres de diffusion augmenter jusqu’à un facteur deux, notamment pour les traceurs anioniques, et ce, quelque soit la proportion de minéraux carbonatées présents initialement dans les échantillons d’argilite. Les observations post-mortem ont permis l’identification d’une zone de dissolution des minéraux carbonatés en leur au sein, mais dont l’extension (400 µm au maximum) ne peut à elle seule expliquer cette importante dégradation des propriétés de confinement. Seuls des phénomènes non observables à l’échelle d’investigation, tels des effets de digitation au sein du réseau poreux pourraient en être à l’origine. Par ailleurs, les échantillons d’argilites recoupés par des fissures naturelles ont systématiquement développé des courts-circuits hydrauliques, qui s’expliquent par la mise en place d’un processus de chenalisation préférentielle au sein même de la fissure, observé au MEB-EDS et par µTomographie X. De plus, les matériaux cimentaires ont vu leurs propriétés de confinement améliorées, et ce, plus le fluide d’attaque était proche de la neutralité. Ceci est lié à l’apparition d‘une croûte de calcite d’environ 30 µm d’épaisseur, situé à l’avant d’une zone de dissolution, dont l’épaisseur est proportionnelle à la quantité d’acide en solution. Cette croûte imperméable, obstruant la porosité, serait responsable de la diminution des paramètres de diffusion, observée à l’échelle de l’échantillon, ainsi que le reproduisent les simulations numériques. Enfin, les interfaces ciment/argilites n’ont pas révélé de changement de leurs propriétés de confinement à l’échelle globale, la dégradation des argilites étant compensé par l’aggradation du ciment via la formation de cette croûte de calcite. / This research is part of the studies of feasibility of CO2 storage in deep geological strata, focusing more particularly on the evolution of the confinement properties of cap-rocks type argillite subjected to CO2 enriched fluids. The argillite of Tournemire (Aveyron, France) were used as analog rocks, having identified what their weak points could be face to storage, namely their mineralogy, natural fractures filled with calcite and the presence of interfaces cement / argillite expected in filled injection wells. The "through diffusion" experimental setup has been adapted to estimate (i) the possible modification of diffusive transport parameters recorded before and after acid attack for different radioactive tracers (tritium and chlorine-36) and non-radioactive tracers (deuterium and bromide) used to characterize samples of argillite of Tournemire and cement paste and (ii) the evolution of the chemical compositions of the solutions in the upstream and downstream reservoirs of diffusion cells during acid attacks. Finally, the analysis of solids was carried out in part by SEM-EDS, XRD and X-μTomographie. Firstly, for all the samples studied, the values of the transport parameters determined before acid attack (effective diffusion coefficient and porosity) are consistent with those of the literature. In addition, it appears that all materials have reacted strongly to acid attacks. Thus, argillites saw their diffusion parameters increase up to a factor of two, especially for anionic tracers, and, whatever the proportion of carbonate minerals initially present in samples of argillite. The post-mortem observations have led to the identification of a zone of dissolution of carbonate minerals in them, but whose extension (400 microns or less) can not alone explain the significant degradation of the containment properties. Only unobservable phenomena during investigation scale, such as wormhole effects in porous network could be the cause. In addition, the samples of argillite intruded by natural fractures have systematically developed hydraulic short circuits, which can be explained by the introduction of a process of preferential channeling within the fracture observed by SEM-EDS and X. μTomographie In addition, the more close to neutral was the fluid attack the more cementitious materials saw their confinement properties improved. This is related to the appearance of a crust of calcite about 30 microns thick on the front of a dissolution zone, the thickness of which is proportional to the amount of acid in solution. This waterproof crust, clogging the pores, would be responsible for the decrease in diffusion parameters observed across the sample, and as numerical simulations reproduce it. Finally, the interface cement / claystone showed no change in their confinement properties on a global scale, the degradation of clays being offset by aggradation cement via the formation of the crust of calcite.

Les travaux de recherche de cette thèse s'inscrivent dans le cadre général de l'expertise des projets de stockage de déchets radioactifs en couche argileuse. La présence de failles dans ces roches peut modifier ses propriétés de perméabilité ; la détection des failles constitue donc un enjeu majeur. Depuis de nombreuses années, l'IRSN mène des travaux de recherche dans la station expérimentale de Tournemire où des failles à faible décalage vertical sont interceptées dans le milieu argileux depuis des ouvrages souterrains. Les travaux précédents ont montré la difficulté de détecter ces failles depuis des acquisitions de surface que cela soit en sismique réflexion, réfraction ou en électrique.Dans le cadre de cette thèse, nous avons proposé une nouvelle géométrie d'acquisition sismique en transmission (sources en surface-récepteurs dans les ouvrages souterrains). Pour traiter ces données, un code de tomographie a été développé afin de maîtriser parfaitement les paramètres d'inversion et aussi d'introduire de l'information a priori. De nombreux tests synthétiques ont ensuite été menés dans le souci d'analyser de manière fiable les résultats obtenus, notamment en termes de résolution et de pertinence de l'image. L'application de ce code de tomographie aux données en transmission nouvellement acquises permet de mettre en évidence pour la première fois une discontinuité des vitesses sismiques dans les calcaires et argilites de la Station Expérimentale de Tournemire. Cette anomalie de vitesse est localisée à l'aplomb de la zone de faille visible depuis les ouvrages souterrains et est aussi en accord avec les observations de surface. / Deep argillaceous formations have physical properties adapted to the radioactive waste disposal but their permeability properties can be modified by the presence of fractured zones; detection of these faulted zones are thus of primary importance. Several experiments have been led by IRSN in the Experimental Platform of Tournemire where faults with small vertical offsets in the deep argillaceous formation have been identified from underground installations. Some previous studies have shown the difficulty to detect this fractured zone from surface acquisitions using reflection or refraction seismic but also with electrical methods.We here propose a new seismic transmission acquisition geometry in where seismic sources are deployed at the surface and receivers are installed in the underground installations. In the scope to process these data, a new tomography algorithm has been developed in order to control the inversion parameters and also to introduce a priori information. Several synthetic tests have been led to reliably analyze the results in terms of resolution and relevance of the final image. A discontinuity of the seismic velocities in the limestones and argillites of the Tournemire Platform is evidenced for the first time by applying the algorithm to the data recently acquired. This low velocity anomaly is located just above the fracture zone visible from the underground installations and its location is also consistent with observations from the surface.

En géomécanique, la caractérisation de l’état de contrainte et de la rhéologie d’un massif rocheux peut être obtenue en mesurant la réponse en déformation du terrain sous l’effet d’une sollicitation connue. Une méthode parmi d’autres consiste à recourir pour cela à une cellule de mesure intégrée (comportant des capteurs de déformation orientés selon différentes directions) installée dans un forage et rendue solidaire du massif par l’intermédiaire d’une colle époxy. Ce principe de mesure est utilisé, notamment, pour déterminer l’état de contraintes in situ par la méthode dite de « surcarottage » et les caractéristiques élastiques de la roche à partir de l’essai « biaxial ».Entre novembre 2005 et janvier 2006, une campagne d’essais géomécaniques de ce type a été menée dans l’argilite de Tournemire (Aveyron, France), à l’aide des cellules CSIRO. Les mesures de déformation obtenues ont révélé des phénomènes inhabituels qui ont rendu délicate la détermination des caractéristiques élastiques anisotropes de la roche et impossible l’accès aux contraintes du site.La présente thèse a pour objectif de contribuer, par la recherche d’explications à l’origine de ces phénomènes, d’une part, à l’amélioration de la connaissance du comportement de l’argilite de Tournemire et, d’autre part, à l’amélioration du protocole de mesure et d’interprétation de déformations obtenues par cellules CSIRO.Notre démarche consiste, dans un premier temps, à émettre un certain nombre d’hypothèses explicatives des phénomènes observés par la recherche bibliographique. Dans un deuxième temps, nous testons ces hypothèses à travers la modélisation analytique et numérique des essais de surcarottage et biaxiaux, puis à travers la réalisation de nouvelles expérimentations in situ et en laboratoire sur l’argilite, mais aussi sur des matériaux-tests (ciment, échantillon de colle).Nous concluons que les phénomènes inhabituels observés résultent, pour l’essentiel, des conditions de mise en œuvre in situ des cellules CSIRO. En particulier, nous mettons l’accent sur les artéfacts induits par le comportement visco-plastique de la colle époxy lorsqu’elle n’est pas parfaitement polymérisée. Le rôle de l’endommagement de la roche généré par les opérations de forage est également discuté. Nous en tirons des recommandations pratiques pour la réalisation de nouveaux essais dans des conditions similaires / In Geomechanics, determining the state of stress and the rheology of rock massive can be obtained by measuring the strain response of the ground under the effect of a known stress. A method among others is to use a cell integrated (with strain gauges oriented in different directions) installed in a borehole and secured to the mass through an epoxy glue. This measurement is used, notably, to determine the stress state in situ by the « overcoring » method and the elastic parameters of the rock from the « biaxial » test.Between November 2005 and January 2006, a geomechanical testing campaign was conducted in the argillaceous formation of the Tournemire experimental site (Aveyron, France) using CSIRO Hi cells. The strain measurements obtained during overcoring and biaxial tests, have shown unusual phenomena, which have made difficult the determination of anisotropic elastic parameters of the rock and the access to the site stress.Therefore, through researches for explanations of the origin of these phenomena, this thesis aims to improve and to contribute to the understanding of argillite Tournemire’s behaviour and to upgrade the measurement protocol as well as the interpretation of cells CSIRO’s strain.Our approach is, firstly, to issue a number of hypotheses to explain certain, phenomena observed in literature. In a second step, we test these hypotheses through analytical and numerical modelling of the biaxial and overcoring tests then through the realization of new experiments in situ within laboratory on argillite, and also on materials tests (cement, sample of glue).We conclude that the unusual phenomena observed are essentially the result of the conditions for implementing in situ CSIRO’s cell. In particular, we focus on the artefacts induced by the visco-plastic behaviour of the epoxy glue when it is incompletely polymerised. The role of damage on the rock generated by drilling operations is also discussed. We draw some practical recommendations for implementing new tests under similar conditions

O presente trabalho objetiva elaboraruma edição de performance da Improvisação Coral sobre Victimae Paschali de Charles Tournemire, transcrita pelo seu aluno Maurice Duruflé. A edição de performance foi construída através da análise, escolha de registração e elaboração de exercícios técnicos para os trechos difíceis. O livro Guidelines to Style Analysis de Jan La Rue (1970) foi usado como ferramenta analítica, enfocando os cinco parâmetros fornecidos pelo autor: Som, Harmonia, Melodia, Ritmo e Crescimento. A escolha da registração foi delineada a partir de um estudo do órgão da Igreja Sainte Clotilde de Paris e do órgão da Capela São José do Centro Universitário La Salle (Unilasalle) em Canoas, RS (Brasil). Os exercícios técnicos para os trechos difíceis foram gerados a partir de passagens que apresentaram maior demanda durante meu estudo. Por fim, a edição de performance reúne essas informações junto à partitura de maneira sucinta como síntese do trabalho e da construção da minha performance da obra para recital. / The purpose of this study is to present a performance edition of the Choral Improvisation on Victimae Paschali by Charles Tournemire, transcribed by his pupil Maurice Duruflé. The performance edition was constructed based on analysis, choice of registration and the elaboration of technical exercises for the difficult passages. The book Guidelines to Style Analysis by Jan La Rue (1970) was used as an analytical tool, focusing on the five parameters presented by the author: Sound, Harmony, Melody, Rhythm and Growth. The choice of registration was decided based on a study of the organ at the Sainte Clotilde Church in Paris and the organ at St. Joseph´s Chapel of the La Salle University Center (Unilasalle) in Canoas, RS (Brazil). Technical exercises were generated from the passages that proved to be more demanding for me during my practice. Finally, the performance edition contains all of this information as a summary of my work and the preparation of the piece for performance.

O presente trabalho objetiva elaboraruma edição de performance da Improvisação Coral sobre Victimae Paschali de Charles Tournemire, transcrita pelo seu aluno Maurice Duruflé. A edição de performance foi construída através da análise, escolha de registração e elaboração de exercícios técnicos para os trechos difíceis. O livro Guidelines to Style Analysis de Jan La Rue (1970) foi usado como ferramenta analítica, enfocando os cinco parâmetros fornecidos pelo autor: Som, Harmonia, Melodia, Ritmo e Crescimento. A escolha da registração foi delineada a partir de um estudo do órgão da Igreja Sainte Clotilde de Paris e do órgão da Capela São José do Centro Universitário La Salle (Unilasalle) em Canoas, RS (Brasil). Os exercícios técnicos para os trechos difíceis foram gerados a partir de passagens que apresentaram maior demanda durante meu estudo. Por fim, a edição de performance reúne essas informações junto à partitura de maneira sucinta como síntese do trabalho e da construção da minha performance da obra para recital. / The purpose of this study is to present a performance edition of the Choral Improvisation on Victimae Paschali by Charles Tournemire, transcribed by his pupil Maurice Duruflé. The performance edition was constructed based on analysis, choice of registration and the elaboration of technical exercises for the difficult passages. The book Guidelines to Style Analysis by Jan La Rue (1970) was used as an analytical tool, focusing on the five parameters presented by the author: Sound, Harmony, Melody, Rhythm and Growth. The choice of registration was decided based on a study of the organ at the Sainte Clotilde Church in Paris and the organ at St. Joseph´s Chapel of the La Salle University Center (Unilasalle) in Canoas, RS (Brazil). Technical exercises were generated from the passages that proved to be more demanding for me during my practice. Finally, the performance edition contains all of this information as a summary of my work and the preparation of the piece for performance.

Une connaissance plus approfondie du comportement des roches argileuses, et plus particulièrement de leur tenue, s'avère aujourd'hui indispensable dans le cadre de plusieurs thèmes de recherche d'importance croissante : comme couverture des réservoirs pétroliers pour la production d’hydrocarbures et la séquestration de CO2, ou en tant que roche hôte pour le stockage des déchets nucléaires en couches géologiques profondes. Ces roches sont particulièrement difficiles à caractériser expérimentalement du fait de leur très faible perméabilité et de leur sensibilité à l'eau. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la compréhension des couplages hydromécaniques intervenant dans ces matériaux. Tout d’abord, une contribution à la caractérisation de l’évolution de la structure des roches argileuses soumises à un chargement mécanique est apportée. A cet effet, un essai de compression uniaxiale sur l’argilite de Tournemire associant des observations au MEB et une méthode de corrélation d’images numériques est proposé. Par la suite, des simulations numériques des essais œdométriques ont été réalisées pour appréhender l'influence des propriétés poromécaniques, en particulier de la faible perméabilité sur le comportement de l'échantillon. L’étude des équations de diffusion et les simulations numériques effectuées nous permettent de proposer une méthode de détermination de la perméabilité intrinsèque de ces matériaux. Dans la dernière partie, une étude du comportement d’une roche couverture d’un réservoir pétrolier à grande échelle est réalisée sur un cas synthétique 3D. L’objectif de ce chapitre est d’étudier les variations du champ de contrainte au sein de la couverture au cours de la production du réservoir / Knowledge of shale poromechanical behavior is essential for various environmental issues such as CO2 deep geological storage, high level radioactive waste storage, oil field abandonment… Furthermore, due to their good confinement properties, there are considered as potential host rocks for high level radioactive waste storage. However, their experimental characterization is very complex because of their very low permeability and their saturating fluid sensitivity. The main objective of this study is to improve knowledge of hydromechanical coupling of such a material. To study the structure of argillites under stress, SEM in-situ uniaxial compression test is performed on parallelepiped sample; compression orientation is perpendicular to bedding planes direction. Correlation techniques are used to estimate strain distributions. Second part underlines the key points of shale experimental characterization using the framework of Biot’s mechanics of fluid saturated porous solids. Shales are well known as a more or less transverse isotropy material. The complete methodology to conduct œdometric tests on such sensitive and weakly permeable material is described. Measurements realized on Tournemire argillite are proposed and a comparison with the poroelastic parameters of Meuse / Haute-Marne is given. Furthermore, to investigate hydromechanical coupling, a transverse isotropic poroelastic model is used to estimate the influence of anisotropy on diffusion characteristic time. The experimental data are used in numerical simulations to estimate the intrinsic permeability of the samples. In the last part, the caprock behavior of a petroleum field is studied at large scale with a 3D synthetic model (finite element analysis). The purpose of this last chapter is to study changes in stress field during the oil production

O presente trabalho objetiva elaboraruma edição de performance da Improvisação Coral sobre Victimae Paschali de Charles Tournemire, transcrita pelo seu aluno Maurice Duruflé. A edição de performance foi construída através da análise, escolha de registração e elaboração de exercícios técnicos para os trechos difíceis. O livro Guidelines to Style Analysis de Jan La Rue (1970) foi usado como ferramenta analítica, enfocando os cinco parâmetros fornecidos pelo autor: Som, Harmonia, Melodia, Ritmo e Crescimento. A escolha da registração foi delineada a partir de um estudo do órgão da Igreja Sainte Clotilde de Paris e do órgão da Capela São José do Centro Universitário La Salle (Unilasalle) em Canoas, RS (Brasil). Os exercícios técnicos para os trechos difíceis foram gerados a partir de passagens que apresentaram maior demanda durante meu estudo. Por fim, a edição de performance reúne essas informações junto à partitura de maneira sucinta como síntese do trabalho e da construção da minha performance da obra para recital. / The purpose of this study is to present a performance edition of the Choral Improvisation on Victimae Paschali by Charles Tournemire, transcribed by his pupil Maurice Duruflé. The performance edition was constructed based on analysis, choice of registration and the elaboration of technical exercises for the difficult passages. The book Guidelines to Style Analysis by Jan La Rue (1970) was used as an analytical tool, focusing on the five parameters presented by the author: Sound, Harmony, Melody, Rhythm and Growth. The choice of registration was decided based on a study of the organ at the Sainte Clotilde Church in Paris and the organ at St. Joseph´s Chapel of the La Salle University Center (Unilasalle) in Canoas, RS (Brazil). Technical exercises were generated from the passages that proved to be more demanding for me during my practice. Finally, the performance edition contains all of this information as a summary of my work and the preparation of the piece for performance.

Denna uppsats handlar om Charles Tournemires (1870-1939) improvisation från 1930 över den gregorianska sekvensen Victimae Paschali. Improvisationen nedtecknades senare av Maurice Duruflé. Sekvensen återfinns i den svenska psalmboken från 1986 där den sjungs som en växelsång mellan kör och församling. Uppsatsen behandlar frågor gällande komposition och improvisation och den eventuella problematiken som kan uppstå i nedtecknandet av en annan musikers verk. Vad händer när man spelar musik som var menat att finnas en gång, där det framgått att upphovsmannen inte velat få den transkriberad? Hur mycket hänsyn till notbilden tar musikern när denne vet att det är en improvisation, gentemot när det rör sig om en komposition? / <p>Konsertprogram, examenskonsert:</p><p>J.S Bach: Komm, heiliger Geist, Herre Gott (BWV 651)</p><p>D. Buxtehude: Toccata d-moll (BuxWv 155)</p><p>M. Reger: Melodia (Op 59 no 11)</p><p>C. Tournemire: ur <em>Cinq improvisation</em>: Improvisation sur le Victimae Paschali</p>

Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre des études de faisabilité du stockage du dioxyde de carbone en couches géologiques profondes, et portent plus particulièrement sur l'évolution des propriétés de confinement de roches-couvertures de type argilite, soumises à des fluides enrichis en CO2. Pour ce faire, les argilites de Tournemire (Aveyron, France) ont été utilisées comme roches analogues, après avoir identifié leurs possible points de faiblesse vis-à-vis du stockage, à savoir leur minéralogie, la présence de fissures naturelles remplies de calcite et la présence d'interfaces ciment/argilite attendues au niveau des puits d'injection rebouchés. Le montage expérimental de type " diffusion à travers " a été adapté pour permettre d'estimer (i) la possible modification des paramètres de transport diffusif enregistrés, avant et après attaque acide, pour les différents traceurs radioactifs (tritium et chlore-36) et non-radioactifs (deutérium et bromure) utilisés pour caractériser les échantillons d'argilite de Tournemire et de pâte de ciment et (ii) l'évolution des compositions chimiques des solutions contenues dans les réservoirs amont et aval des cellules de diffusion au cours des attaques acides. Enfin, l'analyse des solides a été réalisée pour partie par MEB-EDS, µTomographie-X et DRX. Tout d'abord, pour l'ensemble des échantillons étudiés, les valeurs des paramètres de transport déterminées avant attaque acide (coefficient de diffusion effectif et porosité) sont cohérentes avec celles de la littérature. En outre, il apparaît que tous les matériaux ont fortement réagi aux attaques acides. Ainsi, les argilites ont vu leurs paramètres de diffusion augmenter jusqu'à un facteur deux, notamment pour les traceurs anioniques, et ce, quelque soit la proportion de minéraux carbonatées présents initialement dans les échantillons d'argilite. Les observations post-mortem ont permis l'identification d'une zone de dissolution des minéraux carbonatés en leur au sein, mais dont l'extension (400 µm au maximum) ne peut à elle seule expliquer cette importante dégradation des propriétés de confinement. Seuls des phénomènes non observables à l'échelle d'investigation, tels des effets de digitation au sein du réseau poreux pourraient en être à l'origine. Par ailleurs, les échantillons d'argilites recoupés par des fissures naturelles ont systématiquement développé des courts-circuits hydrauliques, qui s'expliquent par la mise en place d'un processus de chenalisation préférentielle au sein même de la fissure, observé au MEB-EDS et par µTomographie X. De plus, les matériaux cimentaires ont vu leurs propriétés de confinement améliorées, et ce, plus le fluide d'attaque était proche de la neutralité. Ceci est lié à l'apparition d'une croûte de calcite d'environ 30 µm d'épaisseur, situé à l'avant d'une zone de dissolution, dont l'épaisseur est proportionnelle à la quantité d'acide en solution. Cette croûte imperméable, obstruant la porosité, serait responsable de la diminution des paramètres de diffusion, observée à l'échelle de l'échantillon, ainsi que le reproduisent les simulations numériques. Enfin, les interfaces ciment/argilites n'ont pas révélé de changement de leurs propriétés de confinement à l'échelle globale, la dégradation des argilites étant compensé par l'aggradation du ciment via la formation de cette croûte de calcite.

Treatise (D.M.A.)--University of Texas at Austin, 2003. / Supervisors: Marianne Wheeldon and Frank Speller. Vita. Includes bibliographical references. Available also from UMI Company.