david christian tectonique umr 7072

david christian tectonique umr 7072 umr 7072 laboratoire de tectonique christian david professeur univ. cergy-pontoise directeur adjoint du laboratoire équipe "pétrophysique et tectonique des bassins" université de cergy-pontoise laboratoire de tectonique - cnrs umr 7072 département des sciences de la terre et de l'environnement bâtiment neuville iii.1, 4ème étage, 5, mail gay lussac, neuville-sur-oise 95031 cergy-pontoise cedex france   tel : +33 (0)1 34 25 73 60 fax : +33 (0)1 34 25 73 50 email : christian.david(at)u-cergy.fr thèmes de recherches développés mes thèmes de recherche concernent la compaction mécanique des matériaux granulaires, l'évolution des propriétés physiques des roches avec les contraintes, les relations entre les propriétés physiques des roches et la microstructure, la modélisation du transport en milieux poreux, et l'imagerie de la microstructure des milieux poreux. la méthodologie utilisée associe les expériences en laboratoire, le développement de modèles théoriques et l'analyse qualitative et quantitative des microstructures de roches. avant mon recrutement en 1999, la thématique « physique des roches » n'était pas représentée dans l'équipe de recherche. dans un premier temps un équipement destiné à réaliser des mesures de vitesse d'ondes acoustiques et de conductivité électrique sur des échantillons de roche a été acquis. une première thèse expérimentale a ainsi pu débuter en octobre 2000 (laurent louis). en 2001 j'ai bénéficié d'un concours de circonstances exceptionnel car j'ai pu profiter du transfert vers notre laboratoire d'une presse triaxiale gds 100 kn du laboratoire de mécanique des roches du cea (bruyères-le-châtel) qui a cessé ses activités. cet équipement nous permet d'étudier le comportement mécanique de roches réservoir, et l'évolution de leurs propriétés en fonction des contraintes appliquées. la capacité de la machine permet de reproduire les conditions auxquelles sont soumises les roches de la croûte à des profondeurs inférieures à un kilomètre avec également la possibilité de réaliser simultanément des mesures de perméabilité et de vitesses acoustiques sous contraintes, et d'analyser et de localiser les émissions acoustiques générées au cours de la déformation. anisotropie, deformation et proprietes physiques de roches reservoirs cette étude concerne essentiellement le travail de thèse de laurent louis (début octobre 2000). cette thèse se situe à l'interface entre les deux disciplines représentées dans notre équipe, à savoir la tectonique des bassins et la physique des roches. l'objectif est d'établir les relations entre la déformation à petite échelle, les structures à grande échelle et les manifestations de cette déformation sur les propriétés physiques de roches réservoirs. l'accent est mis sur l'aspect anisotropie des propriétés. le travail réalisé jusqu'à présent a montré qu'il est possible d'identifier l'origine microstructurale de l'anisotropie mesurée à l'échelle de l'échantillon par une approche intégrée où plusieurs propriétés sont mesurées (vitesses acoustiques des roches sèches et saturées, conductivité électrique, perméabilité, susceptibilité magnétique). le deuxième chantier dans le cadre de cette étude est la caractérisation pétrophysique d'échantillons prélevés dans une structure plissée, le pli des chaudrons dans les corbières, dans l'avant-pays de la chaîne pyrénéenne. une très bonne corrélation a été obtenue entre le tenseur relatif aux vitesses acoustiques et le tenseur des susceptibilités magnétiques, ce qui donne une justification à l'utilisation de l'asm comme outil d'interprétation des structures tectoniques. une étude microstructurale a montré que les directions d'anisotropie corrèlent avec la présence de plan de dissolution où des minéraux magnétiques ont cristallisé et qui forment des zones de faiblesse pour l'élasticité de ces roches. enfin grâce à une collaboration avec gaz de france, nous étudions aussi à partir d'échantillons carottés in situ dans une formation gréseuse utilisée comme réservoir pour le stockage de gaz. comme il s'agit d'une structure plissée (anticlinal), nous nous intéressons aussi à l'évolution des propriétés dans la structure. caracterisation microstructurale et anisotropie des argilites de l'est (site de bure) dans le cadre du volet « géomécanique et couplages » du gdr forpro, nous appliquons notre méthodologie de caractérisation pétrophysique intégrée à un matériau d'une toute autre nature que les roches réservoirs, à savoir les argilites du site de bure où est implanté le laboratoire souterrain de l'andra pour l'étude de faisabilité concernant le stockage de déchets radioactifs en milieu géologique. un financement de 11,5 k¤ nous a été accordé pour 2003. l'étude proposée incorpore également une partie importante de caractérisation microstructurale des argilites au microscope électronique à balayage et au microscope à force atomique. compaction et comportement mecanique de roches granulaires faiblement consolidees nous nous intéressons à l'évolution de la perméabilité avec la déformation pour des roches testées dans le domaine de déformation fragile. nous avons pu reproduire les résultats observés par d'autres, à savoir que pour les roches à forte porosité la perméabilité décroît même durant la phase de dilatance où le volume de porosité augmente. au contraire les roches à faible porosité montrent une corrélation positive entre variation de perméabilité et variation de porosité en phase de dilatance. en collaboration avec teng-fong wong (state university of new york at stony brook) et beatriz menéndez, nous avons écrit un chapitre de 60 pages sur la compaction mécanique (« mechanical compaction ») dans un livre intitulé « mechanics of fluid saturated rocks » paru en 2004 (academic press). notre contribution a été de réaliser une compilation de données expérimentales portant essentiellement sur des roches granulaires (grès et carbonates) et de dégager un certain nombre de lois générales sur l'évolution des propriétés mécaniques de ces matériaux. une partie essentielle de ce travail a été de montrer comment les microstructures à la fois contrôlent ces propriétés et évoluent au cours de la déformation mécanique. en particulier la microscopie confocale (lscm=laser scanning confocal microscopy) a été utilisée pour visualiser la morphologie tridimensionnelle des pores et des contacts de grains dans les roches étudiées, et pour caractériser la distribution des fissures dans les échantillons ayant subi des essais triaxiaux en laboratoire. transfert de fluides en milieu poreux dans le cadre du programme d'actions intégrées picasso nous avons développé un programme de collaboration scientifique entre notre laboratoire et le laboratoire de pétrophysique de l'université d'oviedo. le thème de l'étude concerne les relations entre les caractéristiques pétrophysiques de roches et le transfert de fluides, avec applications à des problèmes en environnement. nous étudions les propriétés physiques de quelques roches utilisées comme matériau de construction, avec notamment une étude détaillée des processus de transfert de fluides par capillarité ou par diffusion qui sont la clé pour comprendre en particulier les mécanismes d'altération des matériaux au contact avec l'atmosphère en milieu urbain ou industriel. points forts des activités de recherche le développement de techniques expérimentales originales pour caractériser la déformation et l'évolution des propriétés pétrophysiques de roches, le développement de méthodes intégrées pour aboutir à une meilleure compréhension des relations entre les caractéristiques des roches à l'échelle micro et les propriétés effectives à l'échelle macro, avec l'accent mis sur les aspects hétérogénéité et anisotropie, la caractérisation des structures à l'échelle micro par différentes techniques d'imagerie. listes des publications récentes popp, t., burlini, l., david, c., huenges, e., mainprice, d., rabbel, s. and wulff, a. [guest editors], "geomaterial properties", a special issue of physics and chemistry of the earth, vol. 25, n°2, 107-223, 2000. ouvrage collectif : manuel de mécanique des roches, par le comité français de mécanique des roches, rédaction d'un chapitre sur la perméabilité des roches, éditions "les presses de l'ecole des mines", 2000. menendez, b., c. david and a. martinez nistal, "confocal scanning laser microscopy applied to the study of void networks in cracked granite samples and in cemented sandstones", computer & geosciences, 27, 1101-1109, 2001. david, c., b. menendez, w. zhu and t.-f. wong, mechanical compaction, microstructures and permeability evolution in sandstones, physics & chemistry of the earth part a, 26, p45-51, 2001. david, c., petford, n. and risnes, r. [guest editors], compaction, subsidence and the mechanics of granular materials, a special issue of physics and chemistry of the earth, vol. 26, n°1-2, 1-111, 2001. louis, l., c. david and p. robion, comparison of the anisotropic behaviour of undeformed sandstones under dry and saturated conditions, tectonophysics, 370, 193-212, 2003. louis, l., robion, p. and david, c., a single method for the inversion of anisotropic data sets with application to structural studies, j. struct. geology, 26, 2065-2072, 2004. baud, p., louis, l., david, c., rawling, g.c., and wong, t.-f., effects of bedding and foliation on mechanical anisotropy, damage evolution and failure mode, sous presse dans geological society of london, special publication, eds. luigi burlini and david bruhn, 2005. louis, l., david, c., metz, v., robion, p., menendez, b., and kissel, c., microstructural control on the anisotropy and transport properties in undeformed sandstones, sous presse dans int. j. rock mech., 2005. louis, l., robion, p., david, c. and frizon de lamotte, d., multiscale anisotropy controlled by folding : the example of the chaudrons fold (corbieres, france), soumis à j. struct. geology, 2005. david, c., robion, p., and menendez, b., anisotropy of elastic, magnetic, and microstructural properties of the callovo-oxfordian shales (meuse), soumis à physics and chemistry of the earth, 2005. david, c., ruiz de argandona, v.g., rodriguez rey, a., menendez, b. and metz, v., anisotropy of fluid transport in bentheim sandstone, en préparation, 2005. rédaction du chapitre 2 "mechanical compaction" (auteurs t.f. wong, c. david et b. menendez, 60 pages) dans l'ouvrage collectif "mechanics of fluid saturated rocks" édité par yves guéguen et maurice boutéca, academic press - elsevier, 450 pages, isbn 0123053552, 2004. principales responsabilités scientifiques et administratives direction de thèse - laurent louis, soutenue en octobre 2003 - virginie metz "etude de la déformation mécanique de roches sédimentaires faiblement consolidées, application aux modèles mécaniques de plissement". - matthieu angeli "l'altération du calcaire du lutétien" responsabilités scientifiques - directeur-adjoint de l'umr cnrs 7072 "laboratoire de tectonique" - responsable français d'un programme de collaboration avec l'université d'oviedo dans le cadre du programme d'actions intégrées picasso, janvier 2002- décembre 2003. - membre du comité organisateur d'une série de trois conférences (2003-2005) sur le thème « rock mechanics and rock physics » - co-organisateur de la session "dilatancy, compaction, failure modes and fluid flow in crustal rocks" au congrès egs-agu-eug à nice en avril 2003. - organisateur principal de la session "compaction, subsidence and the mechanics of granular materials" au congrès de l'egs à nice (avril 2000). - editeur principal d'un numéro spécial de la revue internationale «physics and chemistry of the earth» sur le thème «compaction, subsidence and the mechanics of granular materials» (vol. 26, n°1-2, 2001). - co-éditeur d'un numéro spécial de «physics and chemistry of the earth» sur le thème «geomaterial properties» (vol. 25, n° 2 , 2000). responsabilités administratives - responsable de la maîtrise de sciences de l'environnement de l'université de cergy-pontoise. - membre élu du conseil scientifique de l'université de cergy-pontoise (ucp). - membre élu du conseil du département des sciences de la terre et de l'environnement, ucp. - président de la commission de spécialistes - sections 35-36, université de cergy-pontoise. - membre titulaire de la commission de spécialistes - sections 35-36, université louis pasteur, strasbourg i. - responsable des laboratoires expérimentaux dans l'équipe "tectonique des bassins et pétrophysique", umr 7072. - co-responsable de la salle informatique du département des sciences de la terre et de l'environnement. - participation en 2001 et 2002 au comité de sélection des candidats à la pedr (prime d'encadrement doctoral et de recherche), ministère de la recherche. - membre du conseil du laboratoire de tectonique depuis le 01/01/2005. coopérations industrielles et valorisation bénéficiaire d'un contrat de recherche avec gaz de france sur le théme « etude intégrée de l 'anisotropie des propriétés physiques de roches réservoirs » d'une durée de 18 mois (janvier 2001-juin 2002), montant 23 k¤ . activités internationales depuis janvier 2002 et jusqu'en décembre 2003, je suis responsable français d'un programme de collaboration avec l'université d'oviedo dans le cadre du programme d'actions intégrées picasso. la collaboration avec le groupe de pétrophysique du département de géologie de l'université d'oviedo a pour thème les relations entre les caractéristiques pétrographiques de roches et le transfert de fluides, avec applications à des problèmes en environnement. ce programme permet de financer des échanges entre les partenaires scientifiques (séjours + voyages). nous avons bénéficié de 2847 ¤ la première année, et de 2011 ¤ la seconde année (sommes équivalentes pour les collègues espagnols). activités d'enseignement - etablissement : université de cergy-pontoise géomécanique (dea géodynamique et physique de la terre, ens-orsay-cergy), 12.5cm ondes sismiques (dess techniques de modélisation et de simulation, ucp), 2.5cm+2.5td hydrogéologie - pollution (maîtrise sciences de l'environnement, ucp), 20cm géophysique appliquée à l'environnement (maîtrise sciences de l'environnement), 4cm mathématiques (maîtrise sciences de l'environnement, ucp), 3cm+6td physique des roches (licence sciences de la terre, ucp), 17.5cm+17.5td+10tp gravimétrie (licence sciences de la terre, ucp), 7.5cm+7.5td informatique (licence sciences de la terre, ucp), 14cm+5td+10tp géophysique générale (deug stu, ucp), 7.5cm+7.5td tutorat de trois ppl (projets personnels de licence) tutorat de deux ter (travaux d'études et de recherche) en maîtrise, 2td total pour 2002-2003 : 194 htd (heures effectives devant étudiants : 154 heures

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