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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Comportement hydro-thermique d'un écoulement de fluide dans une fracture rugueuse : modélisation et application à des massifs fracturés.

NEUVILLE, Amélie (2010) Comportement hydro-thermique d'un écoulement de fluide dans une fracture rugueuse : modélisation et application à des massifs fracturés. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

Dans de nombreux réservoirs géothermiques profonds, l'échangeur thermique est un massif de roches chaudes fracturées. Comment la morphologie des fractures influence telle 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 autoaffine 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 hydrothermique 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 soussol est caractérisée précisément à partir de carottes géologiques, en utilisant un laser. Ces données sont utilisées pour quantifier la perméabilité. À l'aide de méthodes de Boltzmann sur réseau, la modélisation du comportement hydrothermique dans des fractures présentant une topographie avec de fortes pentes est abordée. Au voisinage d'une aspérité de forme simple, le comportement hydrothermique 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 hydrothermique en géothermie.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Sciences de la Terre et de l'Univers
Mots-clés libres:fracture ; couplage hydro-thermique ; advection-diffusion de la chaleur ; chenalisation ; recirculation ; différences finies ; Boltzmann sur réseau ; rugosité
Sujets:UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-15 Sciences de la terre et de l’univers, environnement
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-8 Mécanique, génie mécanique, mécatronique
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 550 Sciences de la Terre > 551 Géologie, hydrologie, météorologie > 551.8 Géologie structurale. Tectonique
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 550 Sciences de la Terre > 551 Géologie, hydrologie, météorologie > 551.8 Géologie structurale. Tectonique

CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 532 Mécanique des fluides. Mécanique des liquides > 532.5 Hydrodynamique
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 532 Mécanique des fluides. Mécanique des liquides > 532.5 Hydrodynamique
Code ID:1863
Déposé le :22 Février 2011

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