Étude du comportement hydromécanique d'une fracture rocheuse sous contrainte normale : développement d'un modèle numérique

par Jifang Lin

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jack-Pierre Piguet.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Géologie d'ingénieur et de l'environnement
• Géothermie
• Ecoulement eau
• Simulation numérique
• Porosité
• Rock Mechanics
• Water Flow
• Numerical Simulation
• Porosity
• Mécanique des fluides
• Géologie

Résumé

Le travail décrit dans cette thèse a pour principal objectif de développer un modèle numérique pour l'étude du comportement hydromécanique d'une fracture rocheuse. Pour ce faire, nous proposons en premier lieu trois modèles numériques concernant la géométrie d'une fracture, l'écoulement hydraulique dans la fracture et la déformation de la fracture sous contrainte normale. Ces trois modèles discrétisent de la même manière le plan d'une fracture en éléments rectangulaires identiques, donc ils utilisent donc un maillage commun pour les calculs numériques. Le calcul hydraulique dans une fracture se fait par la discrétisation du vide de la fracture, la loi de la conservation de la masse est appliquée a chaque élément du modèle. La déformation mécanique de la fracture est calculée avec la méthode des éléments frontières en supposant que la fracture se trouve dans un milieu élastique et infini dans l'espace. Ensuite, pour associer le modèle hydraulique au modèle mécanique, nous présentons un processus de couplage qui nous conduit a la réalisation d'un code numérique (cohm3d), qui permet d'étudier d'une façon numérique le comportement couple hydromécanique d'une fracture rocheuse sous contrainte normale. Des calculs de vérification du modèle hydraulique et du modèle mécanique vont être effectues. Une étude d'application va être également présentée pour modéliser le comportement hydromécanique des fractures de géométrie différente sous contrainte normale

Titre traduit

Study of the hydromechanical behaviour of rock fracture under normal stress : development of a numerical model

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