Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude des effets d'une microfissuration contrôlée sur les propriétés physiques des roches

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Auteur / Autrice : Sevi Gbaguidi Haore
Direction : Thierry Reuschlé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

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L'étude des milieux fissurés est devenue un thème majeur de recherche pour de nombreuses applications géophysiques et plus particulièrement dans des domaines tels que l'industrie pétrolière ou le stockage de déchets nucléaires. Dans cette étude principalement de modélisation, nous avons analysé l'effet d'une modification de la microstructure d'une roche sur les vitesses des ondes acoustiques VP et la perméabilité k. En amont de ce travail, une étude expérimentale a été effectuée sur des échantillons de granite à grains fins. La microstructure initiale de la roche a été modifié par traitement thermique à 450°C, 510°C, 555°C et 600°C. Des mesures de vitesses acoustiques ont été obtenues à différentes pressions de confinement et en fonction de la pression de pore sur tous les échantillons. Tandis que la perméabilité a été mesurée simultanément sur un échantillon préchauffé à 510°C. L'analyse des données de vitesses est effectuée en utilisant l'approche des milieux effectifs. L'hétérogénéité de la microstructure est prise en compte par l'introduction d'une distribution en pic de facteurs de forme de fissures. Une meilleure corrélation entre vitesses théoriques et expérimentales est obtenue. Pour cela, on ajoute une seconde population de fissures de facteurs de forme moyen plus élevé et un mécanisme de fermeture irréversible de fissures à chaque cycle de pression effective. La porosité résiduelle Ø1res prend en compte cette irréversibilité. Les résultats de ce modèle nous permettent d'estimer les effets de la fissuration thermique sur la microstructure. La perméabilité est modélisée en utilisant un réseau de conductances bidimensionnelles de valeur aléatoire avec la même distribution en pic de facteurs de forme de fissures. La comparaison des données expérimentales et des résultats numériques montre que cette simulation permet de prédire le comportement de la perméabilité à différents cycles de pression effective. Ceci est dû l'introduction d'un modèle d'aspérité de fissures, et également une porosité résiduelle Ø'1res. Par ailleurs, nous obtenons une bonne corrélation entre la porosité résiduelle Ø1res et la porosité résiduelle Ø'1res, dès lors que des paramètres microstructuraux cohérents avec les observations sont introduits.