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DAVAL Damien

publié le , mis à jour le

Chargé de Recherche - CNRS

Contact : ddaval(-at-)unistra.fr

Tél : 03 68 85 05 56

- English version

- Curriculum vitae

- Thèmes de recherche

L’altération chimique des roches représente l’un des principaux processus géologiques à l’origine sur Terre d’un transfert d’énergie et de matière. Afin de prédire les flux mis en jeu au cours de telles interactions, des lois de cinétique de dissolution ont été établies à partir d’expériences sur monominéraux, menées dans des systèmes simplifiés. Alors que l’on attend de l’utilisation de ces lois des prédictions à grande échelle de temps et d’espace, elles peinent à prédire la réactivité des silicates sur quelques semaines, dans des volumes inférieurs au litre.
Mes travaux consistent à explorer en laboratoire des pistes contribuant à réduire sensiblement de tels écarts. Ils reposent d’une part sur l’expérimentation et le couplage de techniques classiques de chimie aqueuse (ICP-AES, colorimétrie) avec des techniques innovantes de caractérisation nano- à micrométrique des interfaces fluide/solide (MET, AFM, VSI), et d’autre part sur la caractérisation de la dissolution en laboratoire de phases pré-altérées dans le milieu naturel. Au centre de mes préoccupations figure la volonté de lier les cinétiques macroscopiques de dissolution des minéraux aux propriétés physicochimiques et microstructurales de l’interface.
Outre une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux mis en œuvre lors des interactions fluide/minéral, on espère de cette stratégie qu’elle permette d’aboutir à un modèle mécanistique quantitatif plus complet de l’évolution des propriétés (notamment texturales) des interfaces fluide/minéral et de son impact sur la cinétique de dissolution des silicates, intégrable dans des codes de transport réactif (tels que ceux développés au laboratoire) classiquement utilisés pour la modélisation des processus à grande échelle.

- Enseignement

- Encadrement de doctorants

  • Marion Pollet-Villard (directeur : Bertrand Fritz) : Altération hydrothermale des silicates : approche expérimentale et modélisation. Thèse réalisée dans le cadre du LabEx “G-Eau-Thermie-Profonde”, EOST, Université de Strasbourg.
  • Bastien Wild (directeur : Gwenaël Imfeld) : Modifications microstructurales de la surface des silicates associées aux processus d’altération biogéochimique : impacts macroscopiques sur les lois de vitesse de dissolution

- Publications

Rang A

14. Sissmann, O., Daval, D., Brunet, F., Guyot, F., Verlaguet, A., Pinquier, Y., Findling, N., and Martinez, I. (2013). The deleterious effect of secondary phases on olivine carbonation yield : Insight from time-resolved aqueous-fluid sampling and FIB-TEM characterization. Chemical Geology 357, 186-202 doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.08.031.

13. Saldi, G. D., Daval, D., Morvan, G., Knauss, K. G. (2013). The role of Fe and redox conditions in olivine carbonation rates : an experimental study of the rate limiting reactions at 90 and 150 °C in open and closed systems. Geochimica et Cosmochimica Acta 118, 157-183 doi.org/10.1016/j.gca.2013.04.029.

12. Daval, D., Hellmann, R., Martinez, I., Gangloff, S., Guyot, F. (2013) Lizardite serpentine dissolution kinetics as a function of pH and temperature, including effects of elevated pCO2. Chemical Geology 351, 245-256 doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.05.020.

11. Daval, D., Hellmann, R., Saldi, G. D., Wirth, R., Knauss, K. G. (2013). Linking nm-scale measurements of silicate surface reactivity to macroscopic dissolution rate laws : new insights based on diopside. Geochimica et Cosmochimica Acta 107, 121-134 doi.org/10.1016/j.gca.2012.12.045.

10. Hellmann, R., Wirth, R., Daval, D., Barnes, J.-P., Penisson, J.-M., Tisserand, D., Epicier, T., Florin, B., Hervig, R.L. (2012) Unifying natural and laboratory chemical weathering with interfacial dissolution-reprecipitation : A study based on the nanometer-scale chemistry of fluid-silicate interfaces. Chemical Geology 294-295, 203–216. doi:10.1016/j.chemgeo.2011.12.002.

9. Montes-Hernandez, G., Daval, D., Findling, N., Chiriac, R., Renard, F. (2012) Linear growth rate of nanosized calcite synthesized via gas-solid carbonation of Ca(OH)2 particles in a static bed reactor. Chemical Engineering Journal 180, 237–244. doi:10.1016/j.cej.2011.11.020.

8. Daval, D., Sissmann, O., Menguy, N., Saldi, G. D., Guyot, F., Martinez, I., Corvisier, J., Garcia, B., Machouk, I., Knauss, K. G., Hellmann, R. (2011) Influence of amorphous silica layer formation on the dissolution rate of olivine at 90 °C and elevated pCO2. Chemical Geology 284, 193–209. doi:10.1016/j.chemgeo.2011.02.021.

7. Guyot, F., Daval, D., Dupraz, S., Martinez, I., Ménez, B., Sissmann, O. (2011) CO2 geological storage : the environmental mineralogy perspective. Comptes Rendus Geoscience 343, 246–259. doi:10.1016/j.crte.2010.12.007.

6. Montes-Hernandez, G., Daval, D., Chiriac, R., Renard, F. (2010) Growth of nanosized calcite through gas-solid carbonation of nanosized portlandite under anisobaric conditions. Crystal Growth and Design 10, 4823–4830. doi:10.1021/cg100714m.

5. Daval, D., Testemale, D., Recham, N., Tarascon, J.-M., Siebert, J., Martinez, I., Guyot, F. (2010) Fayalite (Fe2SiO4) dissolution kinetics determined by X-ray absorption spectroscopy. Chemical Geology 275, 161–175. doi:10.1016/j.chemgeo.2010.05.005.

4. Hellmann, R., Daval, D., Tisserand, D. (2010) The dependence of albite feldspar dissolution kinetics on fluid saturation state at acid and basic pH : Progress towards a universal relation. Comptes Rendus Geoscience 342, 676–684. doi:10.1016/j.crte.2009.06.004.

3. Daval, D., Hellmann, R., Corvisier, J., Tisserand, D., Martinez, I., Guyot, F. (2010) Dissolution kinetics of diopside as a function of solution saturation state : macroscopic measurements and implications for modeling of geological storage of CO2. Geochimica et Cosmochimica Acta 74, 2615–2633. doi:10.1016/j.gca.2010.02.003.

2. Daval, D., Martinez, I., Guigner, J.-M., Hellmann, R., Corvisier, J., Findling, N., Dominici, C., Goffé, B., Guyot, F. (2009) Mechanism of wollastonite carbonation deduced from micro- to nanometer length scale observations. American Mineralogist 94, 1707–1726. doi:10.2138/am.2009.3294.

1. Daval, D., Martinez, I., Corvisier, J., Findling, N., Goffé, B., Guyot, F. (2009) Carbonation of Ca-bearing silicates, the case of wollastonite : Experimental investigations and kinetic modelling. Chemical Geology 265, 63–78.
doi:10.1016/j.chemgeo.2009.01.022.

Rang B

3. Hellmann, R, Daval, D., Wirth, R. (2013) Formation of amorphous silica surface layers by dissolution-reprecipitaton during chemical weathering : implications for CO2 uptake. Procedia Earth and Planetary Science 7, 346–349 doi.org/10.1016/j.proeps.2013.03.154.

2. Daval, D., Sissmann, O., Corvisier, J., Garcia, B., Martinez, I., Guyot, F., Hellmann, R. (2010) The effect of silica coatings on the weathering rates of wollastonite (CaSiO3) and forsterite (Mg2SiO4) : an apparent paradox ? Proceedings of the Water-Rock Interaction, P. Birkle and I. Torres-Alvarado (Eds.), 1, 713–716.

1. Hellmann, R., Daval, D., Tisserand, D., Renard, F. (2007) Albite feldspar dissolution kinetics as a function of the Gibbs free energy at high pCO2. Proceedings of the Water-Rock Interaction, T. D. Bullen and Y. Wang (Ed.), 1, 591-595.

- Communications


- Principales collaborations (hors LHyGeS)

Caractérisation nanométrique des interfaces solution/minéral

  • Sylvain Bernard (MNHN, Paris, France) page web
  • Alejandro Fernandez-Martinez (LBNL, Berkeley, États-Unis) page web
  • François Guyot (IMPMC, Paris, France) page web

Cinétique d’altération des minéraux

  • Roland Hellmann (ISTerre, Grenoble, France) page web
  • Kevin Knauss (LBNL, Berkeley, États-Unis) page web
  • Giuseppe Saldi (LBNL, Berkeley, États-Unis) page web
  • Marie-Pierre Turpault (INRA, Nancy, France) page web

Processus de carbonatation

  • Fabrice Brunet (ISTerre, Grenoble, France) page web
  • Jérôme Corvisier (Mines ParisTech, Fontainebleau, France)
  • Isabelle Martinez (IPGP, Paris, France)
  • German Montes-Hernandez (ISTerre, Grenoble, France) page web
  • Olivier Sissmann (IFP Energies Nouvelles, Rueil-Malmaison, France) page web

Dernière mise à jour le 14/03/2013

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