Titre original :

What can a hardrock geologist bring to a civil & environmental engineering laboratory in geomaterials characterization (and vice-versa)?

Titre traduit :

Qu’est-ce qu’un géologue peut apporter à un laboratoire de génie civil et environnemental du point de vue de la caractérisation des géomatériaux (et vice-versa) ?

Mots-clés en français :
  • Géothermométrie
  • Analogues naturels de phase cimentaire
  • Analogues anthropiques de phénomènes naturels
  • Imagerie multifocale

  • Géomatériaux
  • Métamorphisme (géologie)
  • Inclusions (géologie)
  • Métallogénie
  • Pétrologie
  • Béton -- Détérioration
  • Schistes bitumineux
  • Terrils
  • Ettringite
  • Imagerie tridimensionnelle en géologie
  • Langue : Anglais, Français
  • Discipline : Géosciences
  • Identifiant : Inconnu
  • Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
  • Date de soutenance : 20-06-2017

Résumé en langue originale

La caractérisation des géomatériaux représente une étape fondamentale de leur étude, qu’il s’agisse de recherche appliquée ou fondamentale. À ce titre, les approches sont différentes en fonction du parcours de chacun : pour un géologue, la définition voire la nomenclature d’un géomatériau ne sera pas forcément la même que pour un chimiste, un mécanicien des roches… Partant de ce constat, mon manuscrit d’HDR résume les travaux de recherches que je mène, ou auxquels j’ai été associé, de ma licence à maintenant (2004-2017) et qui, du fait de mon parcours, ont trait aux géomatériaux tant du point de vue fondamental qu’appliqué. La démarche scientifique consistant à concilier les deux approches repose sur l’utilisation de techniques de microscopie et de microanalyse communes depuis la fin du 19ème siècle tant à la géologie qu’au génie civil ainsi que sur la description de phénomènes analogues. Mes travaux en géologie fondamentale concernent la description de roches et de minéraux dans des contextes géologiques particuliers et sont abordés dans ce mémoire sous l’angle de leur caractérisation plutôt que de leurs implications (une sélection d’articles clé, repris dans le manuscrit, permet d’aller plus loin dans la compréhension de leurs tenants et aboutissants). Mes travaux sur des matériaux du génie civil concernent la description de mortiers de la fin du 19ème siècle, les schistes calcinés utilisés dans les ciments composés et les schistes houillers qui sont des résidus de l’extraction du charbon. L’apport du géologue sur ces thématiques est discuté sur la base des analogies existant entre certains phénomènes naturels (métamorphisme de combustion) et les ciments industriels, ou entre certains phénomènes partiellement anthropiques (combustion des terrils) et des phénomènes naturels tels que la prismation des coulées de lave. Ainsi, en jonglant entre divers géomatériaux (roches, minerais, sous-produits industriels, déchets miniers, matériaux cimentaires) et différentes thématiques (géodynamique, environnement, procédés industriels), mes travaux illustrent comment celles-ci s’alimentent mutuellement.

Résumé traduit

Geomaterials characterization is a fundamental step for their study, both in the case of pure or applied research. On this basis, the approaches are different depending on one’s background: for a geologist, the definition ore even the nomenclature of a geomaterial may not be exactly the one of a chemist, a rock mechanist… Based on this observation, my habilitation thesis’ manuscript summarizes the research that I lead or in which I have been associated from my bachelor up to now (2004-2017) and which, according to my background, concern both fundamental and applied geomaterial. The scientific approach consisting on studying both of them relies on the use of common microscopy & microanalysis techniques, which are of use for such materials since the end of the 19th century, and also on the description of analogous phenomena. My research in pure geology concerns rocks and minerals characterization in peculiar geological context and are addressed in this thesis under the prism of their characterization rather than the geological implications. Selected reprints at the end of the manuscript will allow the reader to go deeper in the implications. My research on civil engineering materials deal with the description of mortars from the end of the 19th century, burnt oil shale used in blended cements and colliery spoil which is a residue from coal mining.The input of a geologist on those subjects is discussed on the basis of existing analogies between natural phenomena (combustion metamorphism) and industrial cement but also on analogies between (partly) anthropogenic phenomena (coal heap combustion) and natural ones such as columns in lava flows. Thus, walking the line between several geomaterials (rocks, ores, industrial by-products, mining wastes, cementitious materials) and various thematic (geodynamics, environment, industrial processes), my work show how they interact and feed each other.

  • Directeur(s) de thèse : Gauthier, Arnaud
  • Laboratoire : Génie civil et environnemental. École des mines de Douai
  • École doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq)

AUTEUR

  • Thiéry, Vincent