Hydrologie

Description

• Hydrogéologie descriptive : cartes hydrogéologiques, description des écoulements à l'échelle du réservoir, identification des principaux réservoirs à l'échelle régionale et leurs interactions.
• Ecoulement en milieu poreux en régime permanent : calculs simples de dimensionnement de tranchées, de puits et autres ouvrages pour le contrôle des niveaux d'eau (et de pression) dans les réservoirs souterrains.
• Ecoulement en régime transitoire : écriture et discussion des équations, étude du régime transitoire en écoulements forcés pour l'identification des paramètres hydrodynamique des réservoirs.

• Notions de base sur le transfert de masse (soluté, saturation en huile, polluants, …) en milieu poreux et/ou fracturé : écriture et discussion des équations. Quelques éléments génériques influant sur ces transferts sont présentés comme : les effets de sorption sur la phase solide, les réactions chimiques à l'équilibre ou cinétique en phase solide et liquide.

L'ensemble de ces items est assorti de diverses illustrations sous forme de travaux dirigés allant de l'écriture de solutions analytiques pour l'hydrodynamique en milieu poreux jusqu'à la manipulation de codes numériques pour la résolution des équations aux dérivées partielles qui régissent écoulement et transport dans les réservoirs souterrains.
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• Descriptive hydrogeology: hydrogeological maps, identification of flow patterns and characteristics at the scale of a reservoir; identification of the main reservoirs at the regional scale and their interactions.
• Steady-state flow in porous media: calculations for sizing ditches, wells and other small structures for keeping water levels and pressure under control in subsurface reservoirs.
• Transient flow: Elaboration and discussion of the equations; transient regime of forced flow experiments targeting the identification of hydrodynamic parameters.
• Basics of mass transfer in porous and/or fractured media (solute, oil saturation, contaminant concentration, temperature …). Elaboration and discussion of the equations. A few generic features acting on mass transfers are also presented, such as: sorption mechanisms onto the solid phase, chemical reactions either at equilibrium or kinetically controlled in both the solid and fluid phases.

The whole program shortly depicted above is associated with various practical exercises emphasizing some specific points. One can for instance establish analytical solutions to flow in porous media or manipulate traded numerical codes solving the partial differential equations of flow and transport in subsurface reservoirs.


A la fin de ce cours, vous serez capable de :

• Maitriser les notions de base qui régissent les écoulements et le transport dans les réservoirs souterrains.
• Calculer correctement pour plusieurs configurations d’écoulement les relations entre variable d’état (charge hydraulique) et paramètres hydrodynamiques des milieux poreux
• Appliquer sur des problèmes simples (en géométrie et physique) des modèles numériques de résolution des équations aux dérivées partielles (Introduction à la modélisation distribuée)
• Lire et comprendre des rapports d’ingénierie ayant trait à l’analyse du comportement qualitatif et qualitatif des hydrosystèmes souterrains.

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• Mastering the basic principles that rule flow and transport in subsurface reservoirs.
• Calculating rightly the relationships between the state variable (hydraulic head) and hydrodynamic parameters of porous media in several configurations of flow and transport.
• Applying for simple problems (regarding either their physics or their geometry) numerical models solving partial differential equations (introduction to spatially distributed modeling).
• Reading and understand the content of engineering reports deal ing with the analysis of both the qualitative and quantitative behavior of subsurface hydrosystems.

Compétences visées

L'objectif principal de ce cours est de fournir les connaissances de base permettant d'appréhender les écoulements dans les réservoirs souterrains. On traite essentiellement d'applications "hydrogéologiques" s'intéressant par définition à l'eau, mais l'ensemble de la physique et de nombreuses techniques d'ingénierie sont comparables aux approches utilisées sur les réservoirs hydrocarbonés, le stockage souterrain ou encore la géothermie. Par conséquent, l'UE est également à même de faire comprendre les notions que doit maîtriser un ingénieur" réservoir" en divers contextes d’application.
This class is geared towards bringing basic fundaments to flow in subsurface reservoirs. The main applications are devoted to groundwater, but the physics as well as numerous technical practices in engineering are very similar to those routinely handled for oil hydrodynamics, subsurface sequestration and storage, or geothermics. Therefore, the class also proposes insights to the notions that should be mastered by a “reservoir” engineer in diverse contexts of application.