Comportement hydro-thermique d'un écoulement de fluide dans une fracture rugueuse : modélisation et application à des massifs fracturés
Langue Français
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Auteur : Neuville, Amélie
Date de soutenance : 29-06-2010

Directeur(s) de thèse : Schmittbuhl, Jean


Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
 
Discipline : Géophysique
Classification : Physique, Sciences de la terre

Mots-clés libres : fracture , couplage hydro-thermique , advection-diffusion de la chaleur , chenalisation , recirculation , différences finies , Boltzmann sur réseau , rugosité
Mots-clés :
  • Fluides, Dynamique des - Thèses et écrits académiques
  • Roches - Thèses et écrits académiques
  • Thermodynamique - Thèses et écrits académiques
  • Transport, Théorie du - Thèses et écrits académiques
Résumé : Dans de nombreux réservoirs géothermiques profonds, l'échangeur thermique est un massif de roches chaudes fracturées. Comment la morphologie des fractures influence-t-elle le flux hydraulique et le champ de température lorsque de l'eau froide est injectée dans ce milieu ? Cette question est abordée à l'échelle de la fracture, de manière numérique, à l'aide de deux méthodes : par différences finies, en 2D, et par méthode de Boltzmann sur réseau, en 3D. Les calculs en différences finies montrent qu'une ouverture auto-affine induit une variabilité spatiale du flux hydraulique et du champ de température (chenalisation). Souvent, ceci réduit l'efficacité du transfert thermique entre la roche et le fluide. Le comportement hydro-thermique est essentiellement contrôlé par les plus grandes longueurs d'ondes des ouvertures. Deux application à grande échelle sont proposées: à Soultz-sous-Forêts (France) et à Draix (France). À Draix, la géométrie de fractures du sous-sol est caractérisée précisément à partir de carottes géologiques, en utilisant un laser. Ces données sont utilisées pour quantifier la perméabilité. À l'aide de méthode de Boltzmann sur réseau, la modélisation du comportement hydro-thermique dans des fractures présentant une topographie avec de fortes pentes est abordée. Au voisinage d'une aspérité de forme simple, le comportement hydro-thermique modélisé est très différent (recirculation) de celui dans le reste de la fracture. L'ensemble de ces modélisations suggère qu'il est nécessaire de prendre en compte la morphologie des fractures pour estimer le comportement hydro-thermique en géothermie.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-300029
Type de ressource : Thèse