RESUME:

L'influence de la connectivite d'un reseau de fractures sur son comportement hydraulique est etudiee par des simulations numeriques. Des champs tridimensionnels de fractures en forme de disques sont crees. Ces champs supportent des reseaux de chenaux dans lesquels a lieu l'ecoulement. La reponse transitoire de tels reseaux à une injection à debit constant est calculee. Par ailleurs, la connectivite à partir du point d'injection est caracterisee par les variations du nombre de chemins differents qu'il est possible d'empreinter en fonction de la distance parcourue le long des chenaux. Pour les quelques exemples etudies, la connectivite ainsi definie suffit à expliquer l'essentiel du comportement hydraulique.

1 INTRODUCTION

De nombreux modèles stochastiques tridimensionnels de l'ecoulement dans les milieux fractures ont ete batis dans les cinq derniîres annees (Dershowitz et al., (1988); Long et al., (198)). Ces modèles reposent sur la generation aleatoire de champs de fractures, dont les caracteristiques statistiques soient aussi proches que possible de celles de la fracturation naturelle. L'ecoulement de l'eau, et parfois les transferts de particules dans les reseaux ainsi crees sont calcules en utilisant l'hypothèse qu'une fracture peut être representee par des plaques parallèles. Le debit dans une fracture varie dans ce cas comme Ie cube de son epaisseur. d'où le terme de "loi cubique". Mais des recherches de plus en plus nombreuses montrent que le concept de plaques parallèles n'est pas adapte à tous les ecoulements, et que l'eau s'ecoule preferentiellement dans des chenaux. L'etude de la morphologie des vides d'une fracture, à partir de laquelle le système de chenaux peut être caracterise, est l'objet d'une autre communication (Gentier & Billaux, 1989). Le système de chenaux peut être considere comme un reseau d'elements monodimensionnels. Pour modeliser un tel système, nous avons bati un programme (CHANGE, CHANnel GEnerator), qui engendre des chenaux aleatoires sur un reseau de disques donne, et produit un reseau tridimensionnel d'elements lignes qui constitue une discretisation par elements finis du problème (Billaux eta 1" (198)). Le calcul des ecoulements dans un tel reseau est realise par le code TRINET (Karasaki, (198)). Mais le nombre d'elements du maillage, et donc le coût informatique de la resolution des ecoulements deviennent vite prohibitifs lorsque la taille de la region d'etude est augmentee. Il est donc necessaire de definir des caracteristiques globales du reseau qui permettent d'en predire le comportement avec une precision raisonnable, et pour un coût nettement moins important. La geometrie du reseau a une influence fondamentale sur le comportement hydraulique du massif, en particulier lorsque la densite de fracturation est faible. Elle determine l'existence et le nombre de chemins d'un point à l'autre, ainsi que la tortuosite de ces chemins et le nombre de "bras morts". Ces caracteristiques, qui sont liees entre elles, peuvent être regroupees sous le terme de connectivite. Dans cette etude, nous definissons une mesure de la connectivite et essayons de mettre en lumière la relation entre cette mesure et la reponse du milieu à un essai de pomp age, à l'aide de simulations numeriques.

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