Mécanique des fluides et écoulements souterrains

Mécanique des fluides et écoulements souterrains
Diplôme d'ingénieur de l'École et observatoire des sciences de la Terre (EOST)Parcours Diplôme d'ingénieur de l'EOST

ComposanteÉcole et observatoire des sciences de la Terre (EOST)

Description

Dans la première partie du cours, on présentera les équations et concepts de base de la mécanique des fluides newtoniens: Bernoulli, Navier Stokes, conservation de la masse, Poiseuille, le nombre de Reynolds.
-Dans une deuxième partie, on présentera les différentes propriétés et mesures pétrophysiques permettant de caractériser le milieu poreux : porosité, imbibition capillaire, porosimétrie mercure, surface spécifique.
-La troisième partie du cours est consacrée à la perméabilité. On établira les lois fondamentales régissant les transferts de fluides dans les roches, et on insistera sur l’aspect modélisation de la perméabilité à partir des caractéristiques microstructurales des milieux poreux. L’importance des processus de transport de fluide à l’échelle de la croûte sera montrée sur quelques exemples qui permettront d’insister sur le couplage existant entre les propriétés hydrauliques et les propriétés mécaniques de la croûte.
Contenu des TD/TP :
-Exercices d’applications concrètes des notions vues en cours.
-Mise en œuvre et interprétation de mesures des principales propriétés étudiées.

-In the first part of the course, the equations and basic concepts of fluid mechanics will be presented: Newtonian fluid, equations of Bernoulli, Navier Stokes, mass conservation and Poiseuille, Reynolds number.
-In the second part, we will present the petrophysical properties and measurements used to study porous media: porosity, imbibition and drainage, specific area.
-The third part of the course is dedicated to permeability. We will describe flow in porous media and insist on the permeability models based on various microstructural attributes of porous media. The role of fluid flow in the crust will be illustrated on several examples, which will show the importance of the coupling between hydraulic and mechanical properties of rocks.
Practicals:
-Problems to ap ply the theories and concepts to real cases
-Interpretations of the various petrophysical measurements


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

-Mesurer la porosité et la perméabilité d’une roche par différentes méthodes
-Interpréter des données d’imbibition capillaire, de porosimétrie mercure et de RMN
-Interpréter des mesures de perméabilité à l’aide de différents modèles
-Discuter des variations in situ de la porosité, de la perméabilité et de la diffusion de fluides dans différents contextes géophysiques.

-To measure porosity and permeability using various methods
-To interpret data from capillary imbibition, MCIP and RMN data
-To interpret permeability with different models
-To analyse in situ variations of porosity and permeability and fluid diffusion in different geophysical contexts.
 

Compétences visées

Présenter un certain nombre de concepts de base de mécanique des fluides qui seront utilisés en Physique des roches et en Hydrologie. Comprendre comment décrire les roches, milieux poreux hétérogènes à l’aide de différentes mesures pétrophysiques. Etudier la circulation de fluides dans les milieux poreux. Discuter des surpressions de fluides dans la croûte.

To present basic concepts of fluid mechanics, used in Rock Physics and Hydrology. To describe rocks as porous heterogeneous media with various petrophysical measurements. To study fluid flow in porous media and fluid overpressure in the crust.
 

School regulations

The curriculum includes three years of study: admissions, the organisation of studies, assessments, placements and vivas, graduation and international exchanges are all explained in the current school rules (pdf).

First and second year courses

First and second year courses

  • General modules: mechanics, geology, mathematics, IT, digital analysis, signal processing, inverse methods.
  • Geophysical methods: physics of the Earth, seismology, seismic modelling and imaging, geodesy, gravimetry, potential methods, geomagnetism, electromagnetism, rock physics and fracture, hydrology.
  • Practical work: geophysical measurements in the field (photo) and in the laboratory, geology field placements in the Alps.
  • Languages and economic and social sciences: English, modern language 2, economics, industrial property, management, sustainable development, ethics, quality, company health and safety
  • IT and research projects, shared with the first year of the master’s degree
  • Summer placements at a laboratory or company, with numerous opportunities abroad (international placement contact: Mike Heap)

Third year course

Students have a choice of 3 specialisations in the third year:

  • Geophysics applied to the exploration and production of raw materials: seismic and hydrodynamic characterisation of reservoirs, seismic processing and interpretation, potential methods.
  • Geophysics applied to geotechnics: geotechnics and the resistance of materials applied in civil engineering, geomechanics, hydrogeophysics, electromagnetic methods, earthquake.
  • Hydrogeology, hydrogeochemistry, hydrogeophysics (HydroG3).

Additional teaching:

  • Languages and economic and social sciences: English, energy economy, company strategy and structure.
  • Geophysics field camp in Alsace (photo).  Here are images of a normal fault in the Rhine Graben taken by students.
  • 6-month industry placement culminating in the writing of a dissertation and a viva before a jury in order to obtain the engineering degree. The placements are carried out all over the world.