Étude des mécanismes de transfert des composés ferro-manganésifères dans la formation des patines superficielles des grès

  • Doctorant : Laure Gatuingt
  • Ecole Doctorale : UPE (Université Paris-Est) – École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (SIE-ED531)
  • Pôle(s) scientifique(s) : Pierre

Sujet et description

Financement : thèse CIFRE (entreprise FLB) - ANRT

La recherche a pour but d’explorer une problématique d’altération des grès siliceux dont les surfaces sont propices au développement de patines noires insolubles à l’eau, riches en oxydes et parfois en argiles. Elle s’appuie sur un corpus de grès provenant du château de Lunéville dont les patines, apparues très rapidement après l’incendie dévastateur de 2003, résultent à la fois d’un effet de température à l’origine de contraintes thermiques, et d’un apport d’eau considérable lié à l’extinction de l’incendie par les pompiers.

La recherche s’attache à la caractérisation chimique et minéralogique des phases porteuses des substances colorées (fer et manganèse). Leur localisation dans les grès et leur redistribution finale dans la patine sont comparées afin d’identifier d’éventuelles transformations minérales en lien avec les contraintes thermo-hydriques subies.

La nature des oxydes de fer et manganèse étant sensible à l’évolution du milieu, l’influence des principaux paramètres extrinsèques (température, saturation en eau, pH, durée des interactions solution-minéraux…) et des propriétés de transport des grès (transfert capillaire, perméabilité,…) sera évaluée grâce à un banc dédié de re-création des patines. La compréhension des facteurs et des cinétiques impliquées dans la libération puis le transfert des éléments ou des particules doit faire émerger des orientations stratégiques pour le traitement durable de ces colorations superficielles inesthétiques.

Collaboration : Laboratoire Géomatériaux et Environnement (LGE - UPEM) - Institut des Sciences de la Terre de Grenoble (ISTerre) - Institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO)

Co-encadrants : Jean-Didier Mertz (LRMH) – Stéphanie Rossano (LGE) – Bruno Lanson (ISTerre) – Olivier Rozenbaum (ISTO) 

Durée : novembre 2014 – octobre 2017