Influence de la température sur l'activité micro-sismique dans un réservoir fracturé lors d'injections de longue durée. Application aux données du site de Rosemanowes (UK). Première approche d'un site potentiel dans le rift d'Assal (Djibouti)

Résumé : Le cadre général de la thèse concerne la valorisation sous forme de production d'énergie électrique de la chaleur présente à quelques kilomètres de profondeur (3 à 5 km), en général dans des milieux peu perméables et fracturés. Notre objectif principal est d'étudier le phénomène des microséismes induits relativement au refroidissement, en nous basant sur une expérience de terrain de longue durée, menée sur le site de Rosemanowes (Cornwall, UK). Pour cela nous avons procédé à la mise en place d'un outil de calcul, FRACAS, capable de simuler ce phénomène en introduisant une approche à double milieu thermique pour mieux simuler le refroidissement du réservoir dû à l'injection de fluide à long terme, responsable des nouveaux mécanismes de ruptures dus à la traction de la roche. Dans ce contexte nous avons introduit un nouvel algorithme pour prendre en compte les manifestations d'instabilités, un mécanisme de « stick-slip » avec prise en compte d'une friction statique et d'une friction dynamique. La possibilité d'induire des microséismes est ensuite étudiée à partir des données issues d'un site particulier, avec deux modèles 3D proposant des approches géométriques différentes, un modèle déterministe et un modèle stochastique, dont les propriétés géométriques et physiques ont été tirées des observations et travaux antérieurs effectués sur ce site de Rosemanowes. La simulation thermo-hydro-mécanique (THM) du modèle déterministe nous a permis de modéliser les échanges thermiques en régime transitoire dans le réservoir formé par le système de forages RH12/RH15 et d'estimer un ordre de grandeur des tractions d'origine thermique. Pour mieux étudier l'effet induit par la contraction des blocs de roche dans le temps nous utilisons le modèle 3D stochastique dont l'objectif principal est de simuler de façon plus réaliste la progression dans l'espace les ruptures en cisaillement. Avec ce modèle nous avons constaté l'apparition différée d'une activité et l'effet d'un cycle de pulses de pression, ce qui suggère un moyen d'atténuer les fortes magnitudes potentielles des ruptures en cisaillement dues au refroidissement.
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Thèse
Sciences de la Terre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. Français. 〈NNT : 2013ENMP0084〉
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Ahmed Kayad Moussa. Influence de la température sur l'activité micro-sismique dans un réservoir fracturé lors d'injections de longue durée. Application aux données du site de Rosemanowes (UK). Première approche d'un site potentiel dans le rift d'Assal (Djibouti). Sciences de la Terre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. Français. 〈NNT : 2013ENMP0084〉. 〈tel-01310481〉

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