L'objectif principal du projet de thèse est de développer une méthodologie pour caractériser l'état redox et la dynamique des systèmes salins chauds, comme ceux rencontrés dans la partie occidentale de la structure pyrénéenne. Deux actions principales sont envisagées pour atteindre cet objectif :

1) Mise en oeuvre et modélisation des processus d'interaction impliquant les couples redox Fe(III)/Fe(II) et H2O/H2 dans des saumures aqueuses synthétiques simplifiées qui imitent les saumures hydrothermales du bassin aquitain ;
2) Application à des expériences de génération de H2 par serpentinisation de roche naturelle.

La mise en oeuvre et la modélisation des processus d'interaction sera réalisée au BRGM qui dispose :
i) du matériel et de l'expertise nécessaires pour réaliser les expériences et assurer, par électrochimie, un suivi cinétique operando des réactions redox
ii) des outils de modélisation géochimique et de l'expertise pour dimensionner les essais et interpréter les résultats obtenus.

Pour ce faire, le BRGM dispose de réacteurs hydrothermaux équipés de sondes tout-solide robustes pour la mesure operando des paramètres physico-chimiques et de canules de prélèvement pour échantillonner les fluides, et le cas échéant, les solides pour des analyses chimiques (mesure de spéciation des éléments redox, caractérisation physico-chimiques des soldes par DRX et spectroscopie Raman).

Le BRGM dispose aussi du code de calcul géochimique PhreeSCALE, développé en interne, pour décrire les propriétés chimiques des saumures et les équilibres minéraux-saumure jusqu'à des salinités élevées de plusieurs centaines de grammes par litre, et des températures et pressions représentatives des conditions hydrothermales.

La mise oeuvre d'expériences à partir de roche naturelle sera réalisée à l'ISTO qui dispose de l'expertise nécessaire à la réalisation d'essais d'interactions eau-roche grâce à une gamme complète d'autoclaves et à la caractérisation physico-chimique des fluides et des solides. En particulier, l'ISTO possède deux autoclaves d'échantillonnage conçus pour faire réagir des fluides de haute salinité avec des roches pulvérulentes jusqu'à 350°C et 500 bars.