Faculté des Sciences et Technologies (La Réunion): Madame Cécile MEZON soutient sa thèse de doctorat en Géophysique le 13 janvier 2017 à 14h à l'Institut de Physique du Globe de Paris
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UFR Sciences et Technologies - Université de La Réunion

Madame Cécile MEZON soutient sa thèse de doctorat en Géophysique le 13 janvier 2017 à 14h à l'Institut de Physique du Globe de Paris

16.01.2017

Résumé
La caractérisation des circulations thermo-convectives dans les milieux naturels est particulièrement étudiée pour ses applications industrielles, notamment en géothermie. La caractérisation des circulations au sein de ces systèmes est définie par deux enjeux liés à (i) la détection des remontées hydrothermales et (ii) la quantification de l’énergie évacuée par le système actif. La méthodologie proposée par cette thèse comporte ainsi deux
volets.
Le premier volet vise la localisation des systèmes actifs par caractérisation géophysique de sub-surface. Les techniques de prospection mises en place sont la tomographie
de résistivité électrique (TRE), la mesure in situ de température et la mesure de polarisation spontanée (PS). L’objet d’étude de cette thèse est la remontée hydrothermale située au niveau de la limite supérieure de l’effondrement de Rina Grande, au sommet du volcan Stromboli. L’approche géophysique de sub-surface est basée sur une cartographie spatiale (à l’échelle métrique) en TRE, PS et température et un suivi temporel des signaux PS et thermique. La cartographie spatiale nous renseigne sur l’extension spatiale du système hydrothermal (TRE) et le caractère actif des circulations (PS et température). Le modèle de résistivité électrique a été amélioré en tenant compte de la topographie, issue d’un Modèle Numérique de Terrain généré par photogrammétrie. Le traitement des données de surveillance montre qu’une relation linéaire lie le signal thermique et le signal PS, une relation qui ne peut être purement thermo-électrique. Le jeu de données temporelmet en ce sens l’accent sur la dynamique du système convectif et notamment la probable dépendance de la vigueur du système convectif avec les variations saisonnières de température
atmosphérique.
Le second volet vise à quantifier l’énergie évacuée par des systèmes thermo-convectifs par une approche numérique. L’approche géophysique met en évidence le fait que les zones endommagées telles que des limites structurales favorisent la circulation des fluides hydrothermaux. Ceci s’explique par le fait que fractures, failles ouvertes, zones d’altération etc. changent à petite échelle la perméabilité du milieu. L’approche numérique est donc vouée à la simulation 3Dde l’écoulement et du transfert de chaleur dans des milieux poreux fracturés. Le travail s’est basé sur un code d’écoulement en milieux poreux fracturé pré-existant. Ce code a été adapté afin de résoudre le problème thermique. L’étude théorique vise à quantifier l’influence des paramètres du réseau de fractures sur l’énergie dissipée. L’influence de la densité de fractures, de la transmissivité de fractures et l’anisotropie du réseau de fractures sont évaluées. L’étude compare également les flux de chaleur dégagés par des modèles où les fractures sont insérées de manière discrète avec des modèles homogènes et demême propriétésmacroscopiques (approche effective). Les résultats montrent que la validité de l’approche effective est fortement dépendante des paramètres du réseau de fracture.



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