Guillaume REICHART

soutiendra sa thèse intitulée : Modélisation thermo-hydrodynamique d’un réservoir minier profond ennoyé - Le cas du Bassin Houiller Lorrain

le 1er juin 2015

École Nationale Supérieure de Géologie 2 rue du Doyen Marcel Roubault, 54518 Vandœuvre-lès-Nancy

Amphithéâtre G

Composition du jury

M. Philippe ACKERER - Université de Strasbourg - Rapporteur

M. Serge BROUYERE - Université de Liège - Rapporteur

M. Laurent ORGOGOZO - Université de Toulouse - Examinateur

M. Michel BUÈS - Université de Lorraine - Directeur de thèse

Mme Pauline COLLON - Université de Lorraine - Co-Encadrant

M. Laurent VAUTE - BRGM - Co-Encadrant

Résumé :

Depuis 2006, l'arrêt des pompages d'exhaure dans le Bassin Houiller Lorrain (France) a conduit à l'ennoyage des travaux miniers abandonnés, avec pour conséquence la mise en place d'un nouvel équilibre hydrodynamique régional. De récentes recherches portant sur l'exploitation de la chaleur des réservoirs ennoyés ont suscité de nouvelles interrogations, auxquelles nous nous sommes proposés de répondre.

Notre travail avait pour objectif de chercher à comprendre le comportement thermo-hydrodynamique de l'eau de mine au sein d'un système en cours d'ennoyage ou récemment ennoyé.

Dans un premier temps, les contextes géographique, géologique et hydrogéologique du Bassin Houiller Lorrain ont fait l'objet d'une synthèse, et une zone d'étude a été choisie.

Dans un second temps, des profils de température et de conductivité électrique, complétés par des jaugeages, ont été mesurés dans d'anciens puits de mine du Bassin Houiller Lorrain, offrant une meilleure compréhension du comportement de l'eau à l'échelle d'un ouvrage profond. À partir de l'interprétation de ces données, un modèle thermo-hydrodynamique et des simulations numériques ont pu être réalisés à cette échelle. Les résultats permettent d'expliquer les phénomènes observés. Leur stabilité est également étudiée.

Dans un troisième temps, un modèle spatialisé maillé a été construit pour aborder la problématique du comportement hydrodynamique d'un réservoir minier entier. La montée de l'eau observée a été correctement reproduite ; le modèle peut par ailleurs être utilisé de façon prédictive pour la période suivant l'ennoyage. Plusieurs outils ont été testés, améliorés ou développés afin de faciliter l'étude des réservoirs ennoyés, notamment concernant l'homogénéisation tridimensionnelle des conductivités hydrauliques et le couplage d'un modèle spatialisé maillé avec un réseau de drains-conduits.