Hydrogéomécanique

Hydrogéomécanique multi-échelles

Contacts :

► Eric Lefevre, responsable technique - Tél. +33(0)3 72 74 45 67

► Laurent Schoumacker, responsable technique- Tél. +33(0)3 72 74 45 51

► Dragan Grgic, responsable scientifique -Tél. +33(0)3 72 74 45 69

La plateforme en video

L’objectif de la plateforme est de caractériser le comportement hydro-mécanique des roches à l’aide d’essais de laboratoire et d’appliquer les résultats à l’étude des ouvrages et réservoirs souterrains.

Le principe consiste à appliquer à un échantillon de roche tout type de contrainte mécanique, thermique, hydrique et chimique afin de reproduire les conditions du milieu souterrain. Des modèles de comportement et des simulations numériques sont réalisés sur la base des résultats expérimentaux acquis.

C'est ainsi qu'on étudie les mécanismes de rupture d’un échantillon cylindrique de roche par compression sous une presse mécabique. Au cours de la compression, on enregistre les déformations de l’échantillon et la microsismicité induite. Les données recueillies permettent alors de mettre en évidence les conditions de fissuration du matériau.

En plus des presses mécaniques, nous disposons de cellules de compression triaxiale, de nano et micro indenteurs, d’outils de caractérisation pétrophysique, et de milieux artificiels pour l’étude des écoulements de fluide en milieu poreux.

Ces moyens expérimentaux sont associés à des ressources de calcul haute performance qui sont mis à disposition de projets de recherche académiques ou industriels.

Les points forts de ce dispositif expérimental résident dans le couplage entre modélisations expérimentales et numériques pour reproduire au mieux la complexité du milieu souterrain.

La plateforme « Mécanique des Roches » est constituée de :

nombreuses presses mécaniques,
générateurs de pression,
cellules de compression triaxiales hautes capacités pour l’étude de l’évolution du comportement mécanique et physique des roches sous contraintes mécaniques, température et percolation de fluides hautes pressions avec mesure des déformations et mesures acoustiques,
indenteurs (nano et micro) pour l’étude du comportement micromécanique,
nombreux équipements de Géotechnique (essais de dureté-abrasivité, Los Angeles, enceintes climatiques, etc.) et de pétrophysique des roches (porosimètre mercure, analyseur de sorption, etc.)
un atelier d’usinage des roches.

La plateforme « Transfert en Milieux Poreux » est quant à elle constituée de :

milieux poreux 2D artificiels (micromodèles gravés, cellules Hele-Shaw, fractures sinusoïdales) couplés à des instruments optiques performants (caméra CCD haute résolution, microscope, Vélocimétrie par Imagerie de Particules, Fluorescence Induite par Laser) pour l’étude des écoulements et processus de transfert à l’échelle du pore et celle de Darcy,
colonnes métriques de sol instrumentées (tensiomètres, bougies poreuses...) pour l’étude d’écoulement 1D
et d’une salle expérimentale dédiée aux processus biologiques en milieu poreux (biodégradation, croissance bactérienne...)..

Ces moyens expérimentaux sont associés à des ressources de calcul haute performance (cluster de calcul, station de calcul GPU) pour les simulations 3D des processus couplés mis en jeu :

codes de calcul pour la modélisation des phénomènes de couplage thermo-hydro-mécanique pour milieux continus et discontinus (Code_Aster), multiphasiques multicomposants (Comsol Multiphysics) et de modélisation hydrogéologique (Groundwater Modeling System).