Variabilité spatiale des densités de fractures géologiques naturelles

Article dans Advances in geosciences

densités de fractures géologiques naturelles

Etienne Lavoine est actuellement en doctorat sous convention CIFRE entre « ITASCA Consultants SAS » et le laboratoire Géosciences Rennes de l'OSUR, co-encadré par l’entreprise suédoise SKB. Sa recherche se concentre sur la modélisation cinématique et mécanique de réseaux complexes de fractures à l’échelle du massif rocheux (process-based Discrete Fracture Network). Il publie en septembre 2019 dans le revue Advances in Geosciences un article intitulé "On the Density Variability of Poissonian Discrete Fracture Networks, with application to power-law fracture size distributions" avec Philippe Davy (Géosciences Rennes), Caroline Darcel et Romain Le Goc (ITASCA), au sein du LabCom fractory.

Les fractures géologiques naturelles sont d’un intérêt majeur dans de nombreux projets industriels (ressources énergétiques, ressource en eau, stockage de déchets radioactifs…), car leur densité modifie fortement les propriétés hydrogéologiques et mécaniques de la roche. Du fait de leur complexité géométrique et du caractère multi-échelle des réseaux de fractures naturelles, la plupart des processus physiques liés aux milieux fracturés doivent être considérés en trois dimensions. Malheureusement, les données géologiques tridimensionnelles sont généralement peu accessibles. Des données de dimensions inférieures permettent cependant de caractériser le milieu en termes de densités de fractures (intersection de puits en 1D, traces de fractures à l’affleurement en 2D). Si de nombreuses études stéréologiques (Terzaghi 1965, Wang 2005) ont été effectuées pour prédire la densité moyenne de fractures en 3D (p32 : surface totale de fracture par unité de volume) à partir de données 1D (p10 : nombre d’intersections par unité de longueur de puit), ce n’est pas le cas de la variabilité spatiale associée à ces densités. Considérant une infrastructure d’échelle s, l’analyse stéréologique classique propose de quantifier le p32 moyen mais pas l’incertitude liée à cette mesure à l’échelle s (Figure 1).

Article dans Advances in Geosciences - Figure 1: L’analyse stéréologique des données 1D et 2D des densités de fractures nous donne une idée de la densité en 3D, mais pas de sa variabilité à l’échelle s - © Etienne Lavoine

Pour en savoir plus : Voir sur le site de l'OSUR