Cette étude est consacrée à l'effet des échanges cationiques sur la stabilité des milieux poreux argileux. Elle allie résultats expérimentaux et modélisation. Le milieu poreux étudié est un grès argileux naturel riche en illite, originaire des Vosges. Les expériences, menées en réacteur fermé et en écoulement sur des carottes de grès naturellement consolidées, ont permis de relier les réductions de perméabilité du milieu poreux aux compositions transitoires, engendrées par échange cationique, lors du remplacement de la solution en place par une solution de salinité plus faible. Pour des solutions aqueuses de chlorure de cation alcalin, à pH neutre ou basique, la diminution de la salinité injectée provoque un échange cationique entre les cations alcalins et les protons de l'eau. Il en résulte une composition transitoire déstabilisante, caractérisée par une salinité faible et un pH élevé. Les variations transitoires de pH sont modélisées en tenant compte d'une capacité d'échange cationique variable avec le pH et de l'échange cationique avec les protons. Pour les mélanges de chlorure de cation alcalin et de chlorure de calcium, à pH neutre, la stabilité du milieu poreux dépend du niveau global de la salinité et de la fraction ionique de cations divalents calcium en solution. En écoulement, l'échange cationique entre les cations monovalents alcalins et les cations divalents calcium peut conduire à une diminution transitoire de la concentration de calcium en solution, et donc à un endommagement du milieu