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Séminaire PLUM

Jeudi 13 avril à 16h00,
Salle Erwin Bertaut, F418

Oratrice : Elena F. Bazarkina (MRS, ESRF)
Etude expérimentale du système H2 – H2O – NaCl de 25- 350°C et de 1-2000 bar.

Abstract

La présence de sources naturelles d’hydrogène associées à des circulations de fluides hydrothermaux dans des roches ultramafiques, sous les océans comme sur les continents, représente une des plus grandes découvertes de ces vingt dernières années en science de la Terre. Cet hydrogène produit par serpentinisation de l’olivine, est alors vu tour à tour comme une source d’énergie pour des développements bactériens, comme un réactif nécessaire à la génération d’hydrocarbures abiotiques, ou comme une ressource énergétique décarbonée. Malgré l’importance de ces découverts, notre connaissance du flux de H2, de la solubilité de H2 et de l’équilibre liquide-vapeur dans ce type d’environnement géologique reste très limitée. Très peu d’études expérimentales des systèmes biphasiques H2-H2O et H2-H2O-NaCl ont été menées à hautes T-P-xH2 (e.g. Wiebe & Gaddy, 1934 ; Seward & Franck, 1981). Pourtant l’immiscibilité, et donc l’apparition d’une phase vapeur riche en H2, est le mécanisme principale à même d’augmenter le flux de H2 et la vitesse des réactions chimiques associés.
Le but ultime de cette étude expérimentale a été de quantifier in situ la composition des phases liquide et vapeur et de caractériser les interactions intramoléculaires dans les systèmes H2-H2O et H2-H2O-NaCl à haute T-P par la micro-spectroscopie Raman couplé avec la technique des capillaires de silice. Les résultats obtenus montrent l’évolution de la composition des phases avec T-P-mNaCl. Elle révèle également, pour la première fois, la formation de dimères H2-H2O à haute pression dans les phases liquide et vapeur. Quelle sont les propriétés de ces molécules H2-H2O ? Quel est leur rôle dans les environnements géologiques associés riche en H2 ? Ou en est notre compréhension des interactions H2-H2O à hautes T-P ? Quels sont les verrous expérimentaux ? J’exposerai ces questions clés dans mon séminaire.

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