Argile de Boom
L'argile de Boom est une formation sédimentaire composée d'argile fine non cimentée, dont les particules sont orientées selon un plan de stratification. Cette formation est connue pour une imperméabilité et stabilité thermique et chimique très importante. Cette formation fait partie des formations hôtes étudiées pour le stockage géologique des déchets radioactifs en Belgique depuis 1974[1].
Géologie
Origine
L'argile de Boom est le nom donné à une formation argileuse plastique épaisse, datant de l'Oligocéne, que l'on retrouve dans le bassin de Campine, au nord-est de la Belgique, aux Pays-Bas, sous la mer du Nord(Formation de Lark), ainsi que dans la région du Rhin inférieur et dans le nord de l'Allemagne(Septarienton/Rupelton). Elle date d'environ 34 à 23 millions d'années et fait partie de l'ère Cénozoïque[2].
Description
L'argile s'enfonce vers le Nord-est et l'Est en raison du Graben de Roermond, avec une inclinaison de 1 à 2%. En profondeur, l'épaisseur de l'argile est de l'ordre de 100 m, tandis que dans la zone d'affleurement, elle atteint 80 m au maximum. L'épaisseur maximale est d'environ 140 m, y compris les sédiments silteux et argileux de la formation d'Eigenbilzen[3].
Minéralogie
La caractéristique la plus frappante de l'argile de Boom, directement observable dans les affleurements, est sa stratification horizontale, qui résulte des variations de la granulométrie, de la teneur en matière organique et de la teneur en carbonates.
Selon l’ONDRAF/NIRAS, l’argile de Boom est constituée de plus que 66% de minéraux argileux (ilites, Kaolinite et smectite) et de 5% à 10% de minéraux non argileux, principalement du quartz et des feldspaths[2].
| Composition mineralogique de l'argile de Boom
(% masse) (min-max) |
Mol-1 borehole | Campine basin |
|---|---|---|
| Quartz | 22 - 66 | 20 - 66 |
| Na-plagioclase | 0 - 6.3 | 0 - 7 |
| K-Feldspar | 0.4 - 8 | 0 - 8 |
| Siderite | 0 - 1.5 | 0 - 6 |
| Calcite | 0 - 4.6 | 0 - 5 |
| Dolomite | 0 - 1 | 0 - 1 |
| Apatite | 0 - 0.9 | 0 - 1 |
| Pyrite | 0.3 - 5 | 0 - 5 |
| Illite/muscovite | 5 - 37 | 4 - 37 |
| Smectite and illite-smectite | 6.8 - 37 | 6 - 43 |
| Kaolinite | 2 - 14 | 1 - 20 |
| Chlorite | 0.5 - 4 | 0 - 4 |
Caractéristiques physico-chimique
L'eau de pores de l'argile de Boom est constitué de sodium, potassium, calcium, magnésium et du bicarbonate [2].
| Composant dissous | Eau de pores de l'argile de Boom | |
|---|---|---|
| (mg/L) | (mmol/L) | |
| Na | 359 | 15.6 |
| K | 7.2 | 0.2 |
| Ca | 2.0 | 0.05 |
| Mg | 1.6 | 0.06 |
| Fe | 0.2 | 0.003 |
| Si | 3.4 | 0.1 |
| Al | 0.6*10-3 | 2.4*10-5 |
| B | - | - |
| HCO3− | 878.9 | 14.4 |
| Carbone inorganique total | 181.3 | 15.1 |
| Alcalinité(meq/L) | 15.12 | - |
| Cl | 26 | 0.7 |
| Total S | 0.77 | 0.02 |
| SO42- | 2.2 | 0.02 |
| F | - | - |
L'argile de Boom est une argile plastique surconsolidée qui présente une porosité moyenne de l'ordre de 38% et teneur en eau d'environ 25% [4].
| Parameter (unit) | Value or range of values |
|---|---|
| Bulk density (kg/m3) | 1900 - 2100 |
| Grain density (kg/m3) | 2682 |
| Dry density (kg/m3) | 1490 - 1648 |
| Water content (wt%) | 20 - 30 (close to 40% in volume) |
| Porosity (%) | 35 - 40 |
| Plastic limit (%) | 13 - 29 |
| Liquid limit (%) | 55 - 80 |
| Over-consolidation ratio [OCR] (-) | 2.4 |
Cette formation argileuse présente une très faible perméabilité, de l’ordre de 10-19 m² pour l’eau et 10-16m² pour le gaz [6].
Notes et références
- ↑ « 40 years RD&D in HADES », sur ONDRAF (consulté le )
- B. Dehandschutter, S. Vandycke, M. Sintubin et N. Vandenberghe, « Microfabric of fractured Boom Clay at depth: a case study of brittle–ductile transitional clay behaviour », Applied Clay Science, clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement, vol. 26, no 1, , p. 389–401 (ISSN 0169-1317, DOI 10.1016/j.clay.2003.12.013, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) EURIDICE, « Geology of the Boom Clay »
Articles connexes
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