Speaker: Gloria Arienti

Date: Thursday 19th of May 2022, 1:15 pm.

Abstract:

Introduction to the geomodelling workflow that is being used to build the new 3D structural model of the Italian North-Western Alps. Input data are represented by structural surveys and detailed geological mapping, defining a truly 3D dataset that compensates for the absence of subsurface data thanks to important differences in elevation of 3-4 km, from valley floors to mountain summits. Our modelling workflow is based on a first step of conceptual modelling in vertical cross-sections, based on classical and sound structural concepts, followed by interpolation with implicit and explicit surface algorithms. In our area, geological complexity is given by several finite faults, internal to the model, that intersect each other as the result of multiple brittle deformation events. The basement units are also interested by polyphase ductile tectonics: isoclinal and cuspate-lobate folds, polyphasic folds, and other structures that produce great thickness variations of the lithological bodies.

Speaker: Luyu Wang

Date: Thursday 12th of May 2022, 1:15 pm.

Abstract:

In a geological repository, percolation of gas through clay rock may generate an expansion of the conductive pathways, which will lead to a localized displacement of water away from these paths. To this end, this work investigates the hydromechanical coupling during gas migration in saturated porous media. A mesoscopic model based on the multiple relaxation time Lattice Boltzmann Method (MRT-LBM) and the spring model is proposed, in which the interpolated bounce-back (IBB) boundary is applied to capture the exact displacement of the deformable pore walls with irregular shapes. We propose a numerical assessment of this non-conforming method, coupling IBB and LBM, by comparing with the reference solution obtained on the boundary-conforming grid. The impact of grid resolution on accuracy is discussed for single- and two-phase flow conditions.

Speaker: Guillaume Caumon

Date: Thursday 28th of April 2022, 1:15 pm.

Abstract:

This seminar will mainly consist of a review and explanation of some aspects of a recent paper by Miltenberger, Mukerji, Hariharan, Passalacqua & Nesvold (Mathematical Geoscience 2022), entitled: "A Graph-Theoretic Monte Carlo Framework for Comparing Delta Surface Dynamics and Subsurface Structure in Numerical Models and Physical Experiments".

Speaker: Xiaodong Zhang

Date: Thursday 21st of April 2022, 1:15 pm.

Abstract:

The prediction of fracture mechanisms in engineering materials and structure components is of great interest. The regularized damage modeling named as phase field approach has shown great efficiencies by approximating sharp crack surface with a diffusive variable to automatically study crack initiation and propagation without additional considerations of sharp crack discontinuities. This presentation proposes a phase field model for fracture in poroelastic media based on total energy minimization. We model the fluid flow by modifying Darcy's law considerig an additive part because of the crack and the fluid flow is controlled by the elastic energy and dissipation energy not the mass conservation balance as most papers. We use a staggered scheme and implement our approach in FEniCS.  Several benchmark examples are first realized for the assessment and validation of the proposed phase field model.

Speaker: Guillaume Modeste

Date: Thursday 14th of April 2022, 1:15 pm.

Abstract:

Malgré la forte émission de gaz à effet de serre liée à sa combustion, le charbon demeure une ressource stratégique. Produit lors du processus d'houillification, du méthane (ou gaz de charbon) est présent dans les couches de charbon, adsorbé à la surface des pores de la matrice charbonneuse. En diminuant la pression de fluide dans la couche de charbon par le pompage continu des eaux naturellement présentes, le méthane se désorbe puis est extrait. Comme toute activité souterraine, la question sur l'impact de l'extraction de gaz de charbon sur les déplacements de surface et la sismicité de la région se pose. La question est d'autant plus pertinente que la désorption induit des effets physico-mécaniques supplémentaires. La transposition des connaissances concernant les réservoirs conventionnels aux couches de charbon n'est donc pas triviale. En premier lieu, une cartographie des déplacements de surface sur la période 2014-2019 est réalisée par la technique d'interférométrie radar. La carte des résultats se révèle être le reflet des exploitations souterraines passées et présentes du bassin houiller lorrain. Le soulèvement dû à l'ennoyage des travaux miniers est par ailleurs nettement détecté. Ensuite, après une synthèse des propriétés géomécaniques des éléments géologiques et des contraintes régionales, un modèle géomécanique est élaboré pour étudier les déplacements de surface. En reproduisant la déformation volumique de la couche de charbon, la propagation de la perturbation à travers le recouvrement et ses répercussions en surface sont modélisées. La déformation induite par l'extraction est estimée à partir d'une loi empirique. Des déplacements cumulés de l'ordre de quelques centimètres peuvent être attendus. En dernier lieu, les travaux investiguent le potentiel impact de l'extraction sur la sismicité induite et la réactivation de failles. Toutefois, cette partie des travaux n'est que fraichement abordée et aucun résultat préliminaire n'est disponible. Ainsi, à travers cette étude, des informations sont apportées concernant l'état actuel des déplacements de surface dans le bassin houiller lorrain et des éléments de réponse concernant le potentiel impact de l'extraction de gaz de charbon sur les déplacements et la sismicité induite.

Speaker: Augustin Gouy

Date: Thursday 7th of April 2022, 1:15 pm.

Abstract:

Like most of the carbonate formations, the Barrois Limestones (South-east of the Paris Basin, France) are prone to karstification. At local scale, several penetrable conduits are known close to the main karst outlets, but little is known for smaller karst drainage systems. At the scale of the recharge area, tracer tests and many surface and subsurface karst features reveal a large extension of the karst drainage system governing flow and transport in the whole aquifer, but its exact geometry is also unknown. This lack of information is the main factor limiting the use of physically-based models of flow and transport for most karst aquifers. A method able to simulate possible karst network geometries accounting for uncertainties at different scales is thus required. While several methods have been proposed in the literature, none of them have been tested on a well-documented site like the Barrois Limestones. Indeed, this case study is characterized by a large amount of pluri-disciplinary data used to build a 3D comprehensive and integrative conceptual model of the whole karst aquifer, including stratigraphic and geological models, cave topographies and speleogenetic concepts, land markers of karsts, well logging and hydraulic tests, surface observations of fractures, geochemistry, tracer tests, etc. In this work, we aim at explicitly generating a set of possible geometries for the Barrois karstic network using a stochastic approach constrained by the pluridisciplinary information stored in the 3D conceptual model. After presenting the site, we propose a brief review of karstic networks simulation methods. Their applicability is discussed regarding the different scales at which we want to study the area, the corresponding data and the objectives of the associated flow simulation.

Speaker: Marius Rapenne

Date: Thursday 31st of March 2022, 1:15 pm.

Abstract: Explication de l'article de Capdeville et Marigo 2007 sur l'homogénéisation des milieux a couche non périodique

Speaker: Aurélien Reys

Date: Thursday 24th of March 2022, 1:15 pm.

Abstract:

Nos recherches ont pour principal objectif d’explorer et de caractériser les dynamiques de l’exploration et de l’exploitation minière en France métropolitaine entre 1811 – année suivante de la loi sur les mines du 21 avril 1810 – et 2020, à l’aide des titres d’exploration et d’exploitation miniers délivrés par l’administration publique sur cette période. Il s’agit d’offrir un panorama original des dynamiques de l’exploitation minière non énergétique en France à l'aide d'une base de données qui n'a été que très peu mise à contribution jusqu'à présent afin d’examiner, dans le temps et dans l’espace, les évolutions de l’intensité des activités minières sur le territoire métropolitain.

Speaker: Mensan Agboli

Date: Thursday 17th of March 2022, 1:15 pm.

Abstract:

Dans le laboratoire souterrain situé à 500m de profondeur à Bure (Meuse), on a observé que pendant la resaturation de la roche endommagée, les fractures créées par la construction des galeries peuvent s’auto-colmater et entrainer une diminution de la perméabilité de l’Excavation Damaged Zone (EDZ), donc une partielle restauration des propriétés initiales de la roche saine. Dans l’optique de caractériser ce phénomène, nous avons effectué une série d’essais d’auto-colmatage sur des échantillons cylindrique d’argilite du Cox (diamètre 20 mm, hauteur 40 mm) artificiellement fracturé. Ces essais ont été mené dans une cellule de compression triaxiale sur des échantillons orienté dans deux directions (une parallèle et une perpendiculaire au plan de litage). La fracture a été générée au laboratoire. L’ouverture de la fissure est de 0.4 mm Une pression de confinement de 4 MPa est appliquée sur l’échantillon ; ce qui correspond à la pression in situ de la bentonite (argile gonflante) sur la paroi des murs. Ces essais ont été effectué à température ambiante (20°C). L’eau synthétique de l’ANDRA est injectée à une pression d’entrée de 1 MPa avec une pression de sortie de 0.8 MPa afin de mesurer la perméabilité des échantillons à l’eau. Le corps de Cellule utilisé est en PEEK. Cette matière se laisse facilement traverser par les rayons-x et donc nous a permis d’effectuer des scans 3D périodique (sur une période d’un mois) avec un tomographe à rayon-x. Ceci nous a donc permis d’estimer l’ouverture et le volume de la fracture au cours du temps. Dans ce séminaire, je vous présenterai les résultats que nous avons eu à obtenir.