Ecoulements dans les fractures ouvertes

par Yves Méheust

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Yves Guéguen et de Jean Schmittbuhl.

Soutenue en 2002

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    La 1 re partie de cette thèse présent une étude de la géométrie de surfaces rugueuses obtenues en laboratoire par fracturation de blocs de granite et de grès. Ces surfaces sont enregistrées à l'aide d'un rugosimètre à mesure mécanique et optique, développé pour cet usage. Les enregistrements sont bien décrits par un modèle auto-affine isotrope. La persistance des corrélations spatiales est sensiblement moins importante pour le grès que pour le granite. Dans un 2 e partie , on étudie comment l'écoulement à travers une fracture ouverte est influencé par la rugosité de ses parois, lorsque les effets inertiels peuvent être négligés. Une étude expérimentale met en évidence une sensibilité importante de la perméabilité de la fracture vis-à-vis de l'orientation du gradient de pression effectif. Un modèle numérique confirme ces observations, et permet d'interpréter cette " anisotropie " hydraulique en termes de chenalisation de l'écoulement. . .


  • Résumé

    The first part of this thesis addresses a study of the geometry of rough fractures that have been obtained through controlled fracturing of granite and sandstone blocks. The surfaces are recorded using a specially deviced profiler, which allows mechanical and optical measurement. The recordings are well described by an isotropic self-affine model. The persistence of the correlations is significantly smaller for sandstone than it is for granite. In a second part, we study how the flow through a rough fracture is influenced by the roughness of the fracture walls, when inertial effects can be neglected. An experimental setup allows to observe a significant dependence of the of the fracture permeability on the orientation of the effective pressure gradient. A numerical model confirms these observations, and allows to interpret this " hydraulic anisotropy " in terms of flow channeling. Channeling is controlled by large scale heterogeneities in the aperture field; the importance of theseheterogeneities is greatly dependent on the matching of the two walls at large scales. . .

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Informations

  • Détails : 351 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.325-332

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)96

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 02 PA11 2096
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