Risque de subsidence et de contamination d'aquifère due à la dissolution des evaporites : modélisation d'écoulement et du transport du masse dans les milieux poreux et les milieux non-poreux
Langue Français
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Auteur : Zidane, Ali
Date de soutenance : 13-12-2012

Directeur(s) de thèse : Younes, Anis - Huggenberger, Peter

Président : Ackerer, Philippe
Rapporteur(s) : Amaziane, Brahim - Kaufmann, Georg
Membre(s) du jury : Zechner, Eric

Établissement de soutenance : Strasbourg - Universität Basel
Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
École doctorale : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
 
Discipline : Mécanique des fluides
Classification : Physique

Mots-clés libres : Milieu poreux, Millieu non-poreux, Solutions semi-analytique, Dissolution, Maillage dynamique, Subsidence
Mots-clés :
  • Écoulement en milieux poreux
  • Évaporites
  • Subsidences (géologie)
  • Sols -- Pollution
  • Modèles mathématiques
Résumé : La circulation de l’eau souterraine dans les aquifères contenants des roches évaporitiques peut provoquer des problèmes géo-mécaniques tels que l'affaissement du sol ou l'effondrement. Dans ce travail, nous nous intéressons au développement de modèles numériques permettant de simuler les écoulements dans les milieux poreux et non poreux ainsi que les phénomènes de dissolution et d’évolution des fractures dans le temps. La première partie de cette thèse est consacrée au développement de nouvelles solutions pour la validation des modèles numériques simulant les écoulements densitaires en milieux poreux. La nouvelle procédure consiste à résoudre simultanément les deux systèmes d’écoulement et de transport en utilisant l’algorithme de Levenberg-Marquardt. L’utilisation de cette technique nous a permis de développer, pour la première fois, des solutions semi-analytiques d’intrusion d’eau salée dans le cas de faible diffusion ainsi que dans le cas d’un grand contraste de densité. Dans la deuxième partie de ce travail, nous nous sommes intéressés aux écoulements dans les fractures des roches évaporitiques. Un code de calcul a été développé pour résoudre ce système non linéaire en utilisant des méthodes numériques adaptées. Pour valider ce nouveau modèle, nous avons développé une solution semi-analytique pour les écoulements densitaires de Stokes. La troisième partie de ce travail est consacrée au transport avec dissolution de la roche salée. Dans un premier temps, nous avons étudié l’influence de différents paramètres sur la dissolution du sel dans l’Adler tunnel situé à une profondeur de 160 m dans la région de Bâle en Suisse. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la simulation de l’évolution dune fracture sous l’effet de la dissolution. Le modèle numérique développé prend en compte les écoulements de Stokes ainsi que le transport de masse avec effets densitaires et la dissolution des parois de la fracture.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2012STRAH014
Type de ressource : Thèse