Methodes analytiques et numeriques pour l'etude des cavites salines profondes. Application au stockage du gaz naturel

Analytical and numerical methods for deep salt cavities study. Application to natural gas storage

• Auteur / Autrice : JOSE EDUARDO QUINTANILHA MENEZES
• Direction : Duc Nguyen-Minh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux

Gaz naturel -- Stockage

Résumé

Le stockage du gaz naturel en cavites lessivees dans les massifs saliferes reste encore une des solutions techniques les mieux adaptees a l'etablissement des reserves strategiques. Au long de cette etude on presente plusieurs techniques specifiques, analytiques et numeriques, en vue du dimensionnement des champs de stockage d'hydrocarbures en cavites salines et de la prevision du comportement mecanique a long terme, suivies de leur application a des problemes reels poses par le stockage souterrain. La specificite du probleme reside dans la coexistence dans le massif de deux types de materiaux tres contrastes au niveau du comportement: le sel gemme, fluide visqueux, relativement homogene dont on peut decrire le comportement assez precisement, et les autres materiaux, dont la couverture avec des proprietes moins connues mais qu'on peut assimiler a des materiaux de comportement elastique. Par ailleurs, le comportement a long terme se traduit par une grande extension de la zone deformee dans le sel gemme qui necessite une prise en compte correcte des conditions de l'infini pour reproduire fidelement les deplacements du champ lointain, notamment a la surface du sol. Dans certains cas, le champ de contrainte autour des cavites souterraines peut tendre vers un etat asymptotique qui traduit un comportement progressivement incompressible des structures. La modelisation numerique proposee pour reproduire ce genre de problemes des champs des cavites de stockage est basee sur une methode couplee elements finis - equations integrales. Tout au long du memoire la presentation et validation des algorithmes se fait d'une maniere progressive a travers la comparaison des resultats des solutions analytiques valables pour des structures geometriquement tres simples, avant de passer au calcul de systemes plus proches de la realite, notamment, avec des reseaux de cavites de stockage ou des mesures en place etaient disponibles