Salts are widely present in all porous building materials. Their chemical composition, degree of ... more Salts are widely present in all porous building materials. Their chemical composition, degree of hydration and crystalline phase as well as their abundance and location in the building are highly variable. In addition, these parameters depend on the type of material, the location and environmental factors such as climate, air pollution or groundwater composition. The crystallization of salts inside porous materials depends on the nature of the solutions present in the pores and the conditions under which it occurs. Environmental, climatic and pollution conditions have changed in the past and continue to change today.In this work we will estimate the changes of the potential salt weathering in vernacular cultural heritage in Europe and archaeological sites in Latin America, in particular in the selected regions of the European project SCORE (Sustainable COnservation and REstoration of built cultural heritage 2021-2024). In order to determine how future climatic conditions may affect...
This work proposes sustainability criteria for the selection or design of restoration mortars bas... more This work proposes sustainability criteria for the selection or design of restoration mortars based on their physical and mechanical properties, durability, price in the French market, and the environmental impact estimated by the global warming potential. A score is assigned to the mortars based on normalized values of their physical and mechanical properties. A total of 24 formulations of restoration mortars were characterized, and their scores were compared. A case study showing the application of the proposed selection method is presented, focused on the restoration of historical monuments in Paris, France, built with Lutetian and Euville stones. In this case, hydraulic lime mortars were the most sustainable options. The application of the method is also projected for global application, as showcased for the restoration of Mayan stones in Southern Mexico.
Le stockage géologique est aujourd'hui envisagé dans plusieurs domaines tels que le stockage ... more Le stockage géologique est aujourd'hui envisagé dans plusieurs domaines tels que le stockage de CO2 ou celui de déchets nucléaires. C'est un projet à long terme qui nécessite un protocole d'étude particulier afin de déterminer et comprendre la formation envisagée, notamment en termes de mécanismes de transports. Les formations étudiées sont fonction du type de stockage dans le sens où un stockage de gaz ou de déchet radioactifs ne vont pas requérir les mêmes besoins. Dans le cas d'un stockage de CO2, la formation hôte doit posséder de bonnes propriétés réservoirs afin de, notamment, faciliter l'injection. Pour un stockage de déchets radioactifs, la formation hôte doit retenir au maximum les éventuelles fuites de fluides contaminés, c'est pourquoi les sites de stockage envisagés sont au sein de formation très peu poreuse et très peu perméable, argilite ou granite notamment.Les travaux présentés dans cette thèse sont liés à deux projets de stockage. Le premier ...
Twelve experimental restoration mortars were formulated using air lime, hydraulic lime or Portlan... more Twelve experimental restoration mortars were formulated using air lime, hydraulic lime or Portland cement as binders. A cradle-to-grave life cycle assessment was used to quantify the potential environmental impacts on the categories of global warming potential, abiotic resources depletion potential-fossil fuels, acidification potential, and the photochemical oxidants creation potential of mortars. Hydraulic lime binders perform better in all evaluated environmental impacts. The global warming potential of the mortars are in the range of 472–737 kg CO2-eq/t. The critical hot spots are the transport model assumptions, and the fuel used for the binder production; using natural gas instead of mineral coke may reduce the global warming potential between 14 and 22 %, depending on the type of binder.
La presente etude s'integre dans le cadre du projet de recherche SHPCO2 (Simulation Haute per... more La presente etude s'integre dans le cadre du projet de recherche SHPCO2 (Simulation Haute performance pour le stockage geologique de CO2), finance par l'ANR(1) et en partenariat avec l'IFP, ENSMSE(2), LAGA(3), INRIA(4). Il est dedie au developpement d'une plate-forme informatique haute performance pour la simulation numerique du stockage geologique de CO2 avec la volonte de se confronter a des modeles geologiques « realistes » (domaines failles, geometries caracteristiques des bassins, variations laterales de facies) et donc aux difficultes numeriques de simulations des ecoulements que ces contraintes impliquent. Dans ce cadre, l'unite GBS (service GEO du BRGM) est chargee de realiser des modeles geologiques 3D mailles de l'aquifere du Dogger du bassin parisien, a partir du logiciel de modelisation 3D Petrel. Ces modeles doivent restituer d'une part, la geometrie 3D de la zone d'etude et d'autre part les proprietes petrophysiques des roches (porosite, permeabilite) qui caracterisent cet aquifere. Application d'une methodologie integree La zone d'etude est choisie en fonction du fort potentiel de stockage geologique du CO2 (maximum d'epaisseur de l'aquifere, incluant des facies sedimentaires poreux) et de la qualite des donnees de puits disponibles. Cette zone est localisee au sud-est de Paris sur une superficie de 100 km x 100 km. Les modeles realises dans ce secteur beneficient du programme de valorisation des donnees de subsurface du BRGM. Ils integrent notamment des donnees de puits varies : •les logs fondamentaux issus de la base BEPH(5), •les logs diagraphiques digitalises et les logs petrophysiques calcules, •des descriptions de carottes (3 puits de reference sur le secteur etudie), •des contraintes biostratigraphiques (Garcia, 1993) •mais aussi des travaux d'interpretations geologiques realises a l'echelle du bassin de Paris: •des donnees sismiques (lignes retraitees de la non-exclusive du bassin parisien, BRGM), •un schema structural simplifie de la zone etudiee (failles de Bray, Malnoue, Vittel, Belou, Saint-Martin de Bossenay, Valpuiseaux) construit a partir de plusieurs horizons pointes sur les profils sismiques de l'etude non-exclusive (BRGM) •des cartes paleogeographiques des sequences de depots du Bajocien Superieur au Callovien Terminal (Gaumet, 1997) Notre methodologie est basee sur l'integration de ces informations pour realiser un modele geologiquement coherent et realiste en se basant sur les principes de la stratigraphie sequentielle. Depuis le toit de l'Aalenien jusqu'a l'Oxfordien Inferieur, dix lignes isochrones (« Maximum Flooding Surfaces ») sont correlees sur 70 puits (correlations modifiees d'apres Gaumet F., 1997). Ces lignes sont ensuite interpolees en 3D, recalees selon une grille sismique de reference et confrontees au schema de failles disponible. On obtient ainsi un modele geometrique 3D dont les couches sedimentaires sont limitees par des surfaces isochrones. Le modele de facies est construit en superposant les cartes paleogeographiques sur les surfaces de meme âge et conditionnees par un parametrage en electrofacies aux puits (modifiees d'apres Gaumet F., 1997). Cette methode permet de visualiser la repartition des variations laterales et verticales de facies, nous renseignant ainsi sur la connectivite (ou non) des reservoirs. Cette information est essentielle a la simulation des ecoulements dans la zone consideree. Le remplissage des mailles en proprietes petrophysiques est simule de maniere stochastique dans le modele geometrique 3D et permet de proposer un modele statique du Dogger du bassin parisien. La variabilite de la porosite est simulee au sein de chaque facies a partir de logs de porosite calculee, continue sur toute la profondeur etudiee (25 logs). La permeabilite est quant a elle determinee a partir de lois Phi-K, recalculees pour chaque facies selon des valeurs de couples porosite-permeabilite mesurees sur carottes et extraites des rapports de fin de sondages. Valorisation scientifiques et techniques Aujourd'hui, ces modeles permettent aux ingenieurs-reservoir du projet SHPCO2 de tester concretement leur capacite de calcul et de simulation d'injection et d'ecoulement du CO2. Plusieurs modeles volumiques, de tailles, de precisions geologiques variees qui integrent des failles majeures sont realises : •un modele de la zone d'injection (20 x 20 km) qui contient 2 millions de mailles (500 x 500 m), •2 modeles de 700 000 et 10 millions de mailles (500 x 500 m) sur la totalite de la zone d'etude (100 x 100 km). Ces modeles rentrent dans le cadre de la valorisation des travaux de recherche, de mise a jour et du developpement des connaissances geologiques du bassin de Paris. Ils permettent de proposer une visualisation 3D de la repartition spatio-temporelle des facies reservoirs (barriere oolithique et/ou bioclastique et shoals granulaires) et des niveaux potentiellement impermeables qu'ils renferment (facies de plate-forme externe/bassin profond), tout en integrant…
Salts are widely present in all porous building materials. Their chemical composition, degree of ... more Salts are widely present in all porous building materials. Their chemical composition, degree of hydration and crystalline phase as well as their abundance and location in the building are highly variable. In addition, these parameters depend on the type of material, the location and environmental factors such as climate, air pollution or groundwater composition. The crystallization of salts inside porous materials depends on the nature of the solutions present in the pores and the conditions under which it occurs. Environmental, climatic and pollution conditions have changed in the past and continue to change today.In this work we will estimate the changes of the potential salt weathering in vernacular cultural heritage in Europe and archaeological sites in Latin America, in particular in the selected regions of the European project SCORE (Sustainable COnservation and REstoration of built cultural heritage 2021-2024). In order to determine how future climatic conditions may affect...
This work proposes sustainability criteria for the selection or design of restoration mortars bas... more This work proposes sustainability criteria for the selection or design of restoration mortars based on their physical and mechanical properties, durability, price in the French market, and the environmental impact estimated by the global warming potential. A score is assigned to the mortars based on normalized values of their physical and mechanical properties. A total of 24 formulations of restoration mortars were characterized, and their scores were compared. A case study showing the application of the proposed selection method is presented, focused on the restoration of historical monuments in Paris, France, built with Lutetian and Euville stones. In this case, hydraulic lime mortars were the most sustainable options. The application of the method is also projected for global application, as showcased for the restoration of Mayan stones in Southern Mexico.
Le stockage géologique est aujourd'hui envisagé dans plusieurs domaines tels que le stockage ... more Le stockage géologique est aujourd'hui envisagé dans plusieurs domaines tels que le stockage de CO2 ou celui de déchets nucléaires. C'est un projet à long terme qui nécessite un protocole d'étude particulier afin de déterminer et comprendre la formation envisagée, notamment en termes de mécanismes de transports. Les formations étudiées sont fonction du type de stockage dans le sens où un stockage de gaz ou de déchet radioactifs ne vont pas requérir les mêmes besoins. Dans le cas d'un stockage de CO2, la formation hôte doit posséder de bonnes propriétés réservoirs afin de, notamment, faciliter l'injection. Pour un stockage de déchets radioactifs, la formation hôte doit retenir au maximum les éventuelles fuites de fluides contaminés, c'est pourquoi les sites de stockage envisagés sont au sein de formation très peu poreuse et très peu perméable, argilite ou granite notamment.Les travaux présentés dans cette thèse sont liés à deux projets de stockage. Le premier ...
Twelve experimental restoration mortars were formulated using air lime, hydraulic lime or Portlan... more Twelve experimental restoration mortars were formulated using air lime, hydraulic lime or Portland cement as binders. A cradle-to-grave life cycle assessment was used to quantify the potential environmental impacts on the categories of global warming potential, abiotic resources depletion potential-fossil fuels, acidification potential, and the photochemical oxidants creation potential of mortars. Hydraulic lime binders perform better in all evaluated environmental impacts. The global warming potential of the mortars are in the range of 472–737 kg CO2-eq/t. The critical hot spots are the transport model assumptions, and the fuel used for the binder production; using natural gas instead of mineral coke may reduce the global warming potential between 14 and 22 %, depending on the type of binder.
La presente etude s'integre dans le cadre du projet de recherche SHPCO2 (Simulation Haute per... more La presente etude s'integre dans le cadre du projet de recherche SHPCO2 (Simulation Haute performance pour le stockage geologique de CO2), finance par l'ANR(1) et en partenariat avec l'IFP, ENSMSE(2), LAGA(3), INRIA(4). Il est dedie au developpement d'une plate-forme informatique haute performance pour la simulation numerique du stockage geologique de CO2 avec la volonte de se confronter a des modeles geologiques « realistes » (domaines failles, geometries caracteristiques des bassins, variations laterales de facies) et donc aux difficultes numeriques de simulations des ecoulements que ces contraintes impliquent. Dans ce cadre, l'unite GBS (service GEO du BRGM) est chargee de realiser des modeles geologiques 3D mailles de l'aquifere du Dogger du bassin parisien, a partir du logiciel de modelisation 3D Petrel. Ces modeles doivent restituer d'une part, la geometrie 3D de la zone d'etude et d'autre part les proprietes petrophysiques des roches (porosite, permeabilite) qui caracterisent cet aquifere. Application d'une methodologie integree La zone d'etude est choisie en fonction du fort potentiel de stockage geologique du CO2 (maximum d'epaisseur de l'aquifere, incluant des facies sedimentaires poreux) et de la qualite des donnees de puits disponibles. Cette zone est localisee au sud-est de Paris sur une superficie de 100 km x 100 km. Les modeles realises dans ce secteur beneficient du programme de valorisation des donnees de subsurface du BRGM. Ils integrent notamment des donnees de puits varies : •les logs fondamentaux issus de la base BEPH(5), •les logs diagraphiques digitalises et les logs petrophysiques calcules, •des descriptions de carottes (3 puits de reference sur le secteur etudie), •des contraintes biostratigraphiques (Garcia, 1993) •mais aussi des travaux d'interpretations geologiques realises a l'echelle du bassin de Paris: •des donnees sismiques (lignes retraitees de la non-exclusive du bassin parisien, BRGM), •un schema structural simplifie de la zone etudiee (failles de Bray, Malnoue, Vittel, Belou, Saint-Martin de Bossenay, Valpuiseaux) construit a partir de plusieurs horizons pointes sur les profils sismiques de l'etude non-exclusive (BRGM) •des cartes paleogeographiques des sequences de depots du Bajocien Superieur au Callovien Terminal (Gaumet, 1997) Notre methodologie est basee sur l'integration de ces informations pour realiser un modele geologiquement coherent et realiste en se basant sur les principes de la stratigraphie sequentielle. Depuis le toit de l'Aalenien jusqu'a l'Oxfordien Inferieur, dix lignes isochrones (« Maximum Flooding Surfaces ») sont correlees sur 70 puits (correlations modifiees d'apres Gaumet F., 1997). Ces lignes sont ensuite interpolees en 3D, recalees selon une grille sismique de reference et confrontees au schema de failles disponible. On obtient ainsi un modele geometrique 3D dont les couches sedimentaires sont limitees par des surfaces isochrones. Le modele de facies est construit en superposant les cartes paleogeographiques sur les surfaces de meme âge et conditionnees par un parametrage en electrofacies aux puits (modifiees d'apres Gaumet F., 1997). Cette methode permet de visualiser la repartition des variations laterales et verticales de facies, nous renseignant ainsi sur la connectivite (ou non) des reservoirs. Cette information est essentielle a la simulation des ecoulements dans la zone consideree. Le remplissage des mailles en proprietes petrophysiques est simule de maniere stochastique dans le modele geometrique 3D et permet de proposer un modele statique du Dogger du bassin parisien. La variabilite de la porosite est simulee au sein de chaque facies a partir de logs de porosite calculee, continue sur toute la profondeur etudiee (25 logs). La permeabilite est quant a elle determinee a partir de lois Phi-K, recalculees pour chaque facies selon des valeurs de couples porosite-permeabilite mesurees sur carottes et extraites des rapports de fin de sondages. Valorisation scientifiques et techniques Aujourd'hui, ces modeles permettent aux ingenieurs-reservoir du projet SHPCO2 de tester concretement leur capacite de calcul et de simulation d'injection et d'ecoulement du CO2. Plusieurs modeles volumiques, de tailles, de precisions geologiques variees qui integrent des failles majeures sont realises : •un modele de la zone d'injection (20 x 20 km) qui contient 2 millions de mailles (500 x 500 m), •2 modeles de 700 000 et 10 millions de mailles (500 x 500 m) sur la totalite de la zone d'etude (100 x 100 km). Ces modeles rentrent dans le cadre de la valorisation des travaux de recherche, de mise a jour et du developpement des connaissances geologiques du bassin de Paris. Ils permettent de proposer une visualisation 3D de la repartition spatio-temporelle des facies reservoirs (barriere oolithique et/ou bioclastique et shoals granulaires) et des niveaux potentiellement impermeables qu'ils renferment (facies de plate-forme externe/bassin profond), tout en integrant…
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