Mise à l'échelle des propriétés polyphasiques d'écoulement en milieux poreux hétérogènes

Two-phase flow properties upscaling in heterogeneous porous media

• Auteur / Autrice : Jacques Franc
• Direction : Gérald Debenest
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces Interfaces Continentales Hydrologie
• Date : Soutenance le 18/01/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique des fluides de Toulouse (1930-....)
• Jury : Président / Présidente : Serge Gratton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérald Debenest, Xavier Vasseur, Rachid Ababou, Laurent Jeannin, Roland Masson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Brahim Amaziane, Margot Gerritsen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse multiéchelle

Milieux hétérogènes (physique)

Écoulement en milieux poreux

Écoulement diphasique

Mots clés libres

Mise à l’échelle

Méthodes multiéchelles

Diphasique

IMPES

Milieux poreux hétérogènes

Upscaling

Multiscale method

Two Phase Flow

IMPES

Heterogeneous porous media

Résumé

L’étude des écoulements souterrains et l’ingénierie réservoir partagent le même intérêt pour la simulation d’écoulement multiphasique dans des sols aux propriétés intrinsèquement hétérogènes. Elles rencontrent également les mêmes défis pour construire un modèle à l’échelle réservoir en partant de données micrométriques tout en contrôlant la perte d’informations. Ce procédé d’upscaling est utile pour rendre les simulations faisables et répétables dans un cadre stochastique. Deux processus de mise à l’échelle sont définis: l’un depuis l’échelle micrométrique jusqu’à l’échelle de Darcy, et, un autre depuis l’échelle de Darcy vers l’échelle du réservoir. Dans cette thèse, un nouvel algorithme traitant du second upscaling Finite Volume Mixed Hybrid Multiscale Method (FV-MHMM) est étudié. L’extension au diphasique est faite au moyen d’un couplage séquentiel faible entre saturation et pression grâce à une méthode de type IMPES.

The groundwater specialists and the reservoir engineers share the same interest in simulating multiphase flow in soil with heterogeneous intrinsic properties. They also both face the challenge of going from a well-modeled micrometer scale to the reservoir scale with a controlled loss of information. This upscaling process is indeed worthy to make simulation over an entire reservoir manageable and stochastically repeatable. Two upscaling steps can be defined: one from the micrometer scale to the Darcy scale, and another from the Darcy scale to the reservoir scale. In this thesis, a new second upscaling multiscale algorithm Finite Volume Mixed Hybrid Multiscale Methods (Fv-MHMM) is investigated. Extension to a two-phase flow system is done by weakly and sequentially coupling saturation and pressure via IMPES-like method.