Modélisation par la méthode des éléments distincts du champ des contraintes à l'échelle du fossé rhénan (grande échelle) et de Soultz-Sous-Forêts (échelle locale)

Numerical modeling of the stress field distribution at the rhinegraben (largest scale) and soultz-sous-forets (local scale)

• Auteur / Autrice : Ahmed Hosni
• Direction : Bernard Feuga, Jack-Pierre Piguet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil, hydrosystème, géotechnique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale PROMEMA (Metz ; Nancy)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire environnement géomécanique et ouvrages (Vandoeuvre-lès-Nancy)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Modélisation tridimensionnelle

Méthode des éléments discrets

Rhénan, Fossé

Énergie géothermique

Mots clés libres

Fossé Rhénan

Réservoir géothermique

Modèle numérique

Tectonique compressive

Elémént distinct

Rhine Graben

Geothermal reservoir

Numerical model

Compressive Tectonique

Separate item

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet de recherche Roches Chaudes Sèches (R. C. S) qui se déroule actuellement dans la région de Soultz-Sous-Forêts en alsace (France). . Depuis une dizaine d'années, ce site fait l'objet de recherches scientifiques intenses dont le but est l'exploitation de l'énergie géothermique emmagasinée dans le sous-sol. Il est généralement admis que les puits d'injection et de récupération doivent être alignés selon la direction de la contrainte principale majeure (1) car l'ouverture des fractures par injection de fluide est plus aisée dans cette direction. Donc, une bonne connaissance du champ des contraintes dans le site est capitale dans le cadre de ce projet. Ce travail a pour objectif de déterminer la distribution du champ des contraintes principales dans le site de Soultz-Sous-Forêts. Un modèle tridimensionnel tenant compte des fractures majeures dans le massif est nécessaire pour réaliser cette étude. Ce modèle local nécessite une bonne définition des conditions aux limites à appliquer sur ses frontières externes. Ce problème est résolu grâce à l'étude préalable du modèle régional tri-dimensionnel à l'échelle du fossé rhénan, à l'intérieur duquel est localisé le site de Soultz-Sous-Forêts. Nous avons tenu compte dans ce modèle régional de l'histoire tectonique du fossé rhénan. Quatre événements sont simulés dont le premier est une compression N-S d'âge Eocène. Le second événement est l'extension E-W datant à l'Oligocène, suivi d'une compression NE-SW d'âge Miocène et enfin, une compression NW-SE post-Miocène. Nous avons aussi simulé les principales phases de sédimentation érosion connues par le fossé rhénan depuis l'époque Eocène. Nous avons ensuite réalisé le calcul à l'échelle locale (Soultz) en utilisant comme conditions aux limites les contraintes obtenues sur la frontière de celui ci dans le calcul régional. Cette modélisation constitue une première étape vers la réalisation de modèles plus complet dans lesquels on pourra étudier les comportements couples thermo-hydro-mécanique.