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

Comment déterminer qualitativement et quantitativement les propriétés hydrauliques des milieux à porosité discontinue, anisotrope, et/ou à limites non-linéaires ? ● 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 ~ t 0.5 ) 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 < 2 et 2 < 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 ? Pompage d'essai dans un calcaire fracturé (France)

● 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 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 K : conductvité hydraulique [L.T -1 ] S : capacité spécifique [L -1 ] h : charge hydraulique [L] s : rabattement [L] ; s=h 0 -h

Diffusion du front de propagation au cours du pompage (en plan) 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 ~ t a ; a < 0,5 ➢ géométrie du front de propagation variable dans le temps ➢ plusieurs périodes d'écoulement (linéaire-radial ; linéaire-linéaire ; fractionnaire- radial...) ➔ n : indicateur hydrodynamique qualitatif et quantitatif