Laurence Jouniaux

Forschungsthemen

Meine Interessenszentren stehen im Wesentlichen im Zusammenhang mit elektrokinetischen Phänomenen in den Geowissenschaften. Im Mittelpunkt steht dabei die Untersuchung der Kopplung zwischen Wasserflüssen und elektrischen Strömen in Gesteinen. Warum sollten diese Kopplungen untersucht werden? Sie kommen an zahlreichen Orten vor: Wasser- oder Kohlenwasserstoffspeicher, Vulkane, Subduktionszonen, Hydrothermalzonen, Brüche, kontaminierte Gebiete. Diese Kopplungen durch elektrische oder magnetische Messungen aufzuspüren, kann dabei helfen, Flüssigkeiten allgemein besser zu beschreiben (Wasser, Eis, CO2, Kontaminante). Die Interpretation dieser Beobachtungen setzt ein besseres Verständnis dieser Prozesse voraus, sowohl durch Labor- und Feldmessungen als auch durch geeignete Modellierungen.

Diese Kopplungen zeigen sich sowohl in dauerhaften Abflussregimen mittels Spontanpotentialen (siehe hier oder pdf) als auch in Übergangsregimen (in Verbindung mit der Ausbreitung von seismischen Wellen) durch seismoelektromagnetische Konversionen (siehe hier oder pdf).

Für ein TUTORIUM zu den elektrokinetischen Phänomenen in den Geowissenschaften siehe hier; für eine kurze ÜBERSICHT zu den Methoden im Zusammenhang mit Spontanpotentialen siehe hier; für ein Kapitel zur Bestimmung der Permeabilität ausgehend von den elektrokinetischen Techniken siehe hier; für mein HDR (Habilitation à Diriger des Recherches - Befähigung zur Leitung von Forschungen) „Die elektrischen Auswirkungen im Zusammenhang mit Wasserzirkulationen in Gesteinen“ siehe hier oder http://hal.archives-ouvertes.fr/tel-00137155.

Sonderausgabe zu den elektrokinetischen Effekten in den Geowissenschaften, veröffentlicht von International J. of Geophysics: www.hindawi.com/journals/ijgp/si/431262

Kein einziges Geräusch, die Erde wird unter die Lupe genommen [pdf]; Elektroden zur Verfolgung von Wasser [pdf]

Parlamentsbericht zur wissenschaftlichen und technologischen Wahl in Bezug auf: Erdbeben und Erdbewegungen: www.assemblee-nationale.fr/rap-oecst/risque95/titre1-3.asp


 

 

 

Hydro-elektrische Verknüpfungen

Im Wesentlichen geht es hierbei darum, das Phänomen der Elektrofiltration in Gesteinen besser zu verstehen. Die durch die Zirkulation von Wasser hervorgerufenen elektrischen Signale werden als Elektrofiltrationseffekte [I1] oder als elektrokinetische Effekte bezeichnet. Sie entstehen durch Ionen im Wasser, die einen elektrischen Strom erzeugen können. Diese elektrischen Ströme erzeugen ihrerseits ein magnetisches Feld. Diese Signale spiegeln im Wesentlichen die elektrische Interaktion zwischen Gestein und Wasser wieder. Die Elektrofiltration ist proportional zum Wasserdruckgradienten, was sie zu einer bevorzugten Methode für das Aufspüren von Wasserzirkulationen unter der Oberfläche macht. Zudem werden die Signale von auf Vulkanen gemessenen Spontanpotentialen in der Regel der Elektrofiltration zugeschrieben.

Die Labormessungen werden vom Zentimeter- zum bis Meterbereich durchgeführt (an verfestigten und nicht verfestigten Stoffen und in Brüchen). Diese sind erforderlich, um die Modelle zur Berechnung der durch die Zirkulation von Fluiden in der Kruste erzeugten elektrischen und magnetischen Felder einzugrenzen[I2] [I3] . Derzeit wird die Entwicklung der Elektrofiltration mit dem Wassergehalt im Boden noch erörtert, sowohl nach Beobachtungen (recht selten) als auch nach Modellierungen[I4] . Im Rahmen des Netzwerks REALISE und gemeinsam mit LhyGeS arbeitet unser Team an der Quantifizierung der Elektrofiltration bei Abflüssen im Sand, in besonders gesättigten Bedingungen, wobei jede Messung eines elektrischen Potentials an eine Messung des Wassergehalts und eine Druckmessung gekoppelt wird.

Foto nach V. Allègre

[Allègre et al., GJI, 182, 1248-1266, 2010 pdf]

[Allègre et al., GJI, 189, 285-295, 2012 pdf]

[Allègre et al., Geophysical Prospecting, 63, 694-712, 2015]

Programm: REALISE


Seismoelektromagnetische Übergangsphänomene bei porösen Medien

Seismoelektromagnetische Übergangsphänomene bei porösen Medien

Hierbei geht es darum, die elektrokinetischen Phänomene, die seismoelektromagnetische Konversionen bei gesättigten und ungesättigten Medien regeln [Strahser et al., GJI 187, 1378-1392, 2011 pdf], besser zu verstehen und diese Konversionen optimal als bildgebendes Werkzeug und zur geophysischen Beschreibung des Untergrundes zu nutzen. Die elektromagnetischen Signale werden durch die Ausbreitung von seismischen Wellen im Untergrund erzeugt, die ihrerseits durch die relative Bewegung zwischen Gestein und Wasser beim Durchgang der seismischen Welle erzeugt werden. Die seismoelektromagnetischen Methoden verknüpfen die räumliche Auflösung von seismischen Methoden mit der Sensibilität der elektrischen Methoden in Bezug auf den Wassergehalt. Wir versuchen, diese zu nutzen, um den Wassergehalt in Wasserspeichern und den Kohlenwasserstoffgehalt von Erdölspeichern zu beschreiben.

Schema nach Thompson et al. (2005).

Die Interpretation der im Feld beobachteten seismoelektrischen Konversionen ist noch schwierig. Unser Team arbeitet an diesem Thema im Rahmen des ANR-Projekts TRANSEK in Zusammenarbeit mit der Universität Pau (LFC, UPPA) und der Universität Grenoble (IsTerre, UJF).

[Warden et al., Geophysical Journal International, 190, 1533-1550, 2012]

[Jouniaux and Bordes, Internationla Journal of Geophysics, article ID648781, 2012]

[Jouniaux and Ishido, International Journal of Geophysics, article ID286107, 2012]

[Warden et al., Geophysical Journal International, 194, 1498-1513, 2013]

Projekt: ANR-TRANSEK Link