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Encadrante : Marie LAROCQUE

Modélisation des écoulements en milieux fracturés : essais transitoires et diagnostiques hydrodynamiques. Encadrante : Marie LAROCQUE. Silvain RAFINI.

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Presentation Transcript

  1. Modélisation des écoulements en milieux fracturés : essais transitoires et diagnostiques hydrodynamiques Encadrante : Marie LAROCQUE Silvain RAFINI

  2. Comment déterminer qualitativement et quantitativement les propriétés hydrauliques des milieux à porosité discontinue, anisotrope, et/ou à limites non-linéaires ? Pompage d'essai dans un calcaire fracturé (France) • Approximation flux radial (Theis, 1935) non-valide • Modèle Generalized Radial Flow (GRF, Barker, 1988). Dimension d'écoulement fractionnaire n : traçage de l'évolution temporelle (r ~ t0.5) de la surface A du front de diffusion (r : distance à la source) • A ~ r n -1 • Géométrie des écoulements : diagnostiques hydrodynamiques • n = 1 écoulements linéaires : conduite, faille très anisotrope, intersection de failles ? • 1 < n < 2et2 < n < 3 dimension fractionnaire : contribution simultanée de deux porosités (matrice / faille), faille inclinée, ralentissement de la diffusion ? • n = 2 écoulements radiaux : Theis • n = 3 écoulements sphériques : limites non-linèaires ?

  3. Essais numériques (exemple) • Double porosité • continue : matrice isotrope homogène • discontinue : faille unique isotrope • Variation de l'inclinaison de la faille : analyse de l'impact sur l'hydrodynamisme du système puits-faille-matrice • Compilation et traitement(différenciation et interprétation) d'une base données de 45 sites de pompage (Québec, France, Tunisie) en milieux fracturés : • n est variable dans le temps et fractionnaire indépendamment des contextes tectonique et lithologique (granite, gneiss, calcaires, dolomies) • Analyse structurale sur deux sites (Tunisie) • Modélisation aux éléments finis (modèle HydroGeoSphere) : simulations de pompages d'essais à débit constant K : conductvité hydraulique [L.T-1] S : capacité spécifique [L-1] h : charge hydraulique [L] s : rabattement [L] ; s=h0-h

  4. Dérivées logarithmiques des courbes de rabattements : relations n vs t Résultats des simulations de pompage d'essai dans le système matrice-faille unique verticale isotrope (source située au centre du modèle) • n fractionnaire, fonction du rapport Km/Kf • diffusion anormale dans la faille, fonction du rapport Km/Kf : r ~ ta ; a < 0,5 • géométrie du front de propagation variable dans le temps • plusieurs périodes d'écoulement (linéaire-radial ; linéaire-linéaire ; fractionnaire-radial...) Diffusion du front de propagation au cours du pompage (en plan) • n : indicateur hydrodynamique qualitatif et quantitatif

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