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Café Scientifique
ENTPE
LTDS salle B11 – Bât H10 – 13h
jeudi 21 mars 2013
Approche poromécanique de la cristallisation
des sels due à l’injection de CO2 en aquifère
profond.
Antonin FABBRI (MMP)
Le principe du Captage-Transport-Stockage de Carbone (CTSC, ou
CCS en anglais) consiste à remettre dans le sous-sol, sous forme de
CO2 supercritique (gaz dense), une partie du carbone qu’on y a extrait
sous forme d’hydrocarbures ou de charbon. Les zones de stockage
doivent répondre aux exigences de sécurité vis-à-vis des risques de
fuite (stabilité et imperméabilité des couches supérieures) et vis-à-vis
des performances désirées (volume de stockage, bonne injectivité). Les
plus communément cités sont les réservoirs de gaz déplétés et les
aquifères profonds salins.
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Ces derniers offrant l’avantage d’une bonne répartition géographique et d’une grande capacité de
stockage. Cette solution nécessite cependant l’injection de grandes quantités de gaz dense
initialement sec dans des roches contenant un fluide poral fortement salé. Il en résulte un
assèchement de la zone proche du puits d’injection, conséquence de phénomènes de
précipitations des sels. Cela peut conduire à deux effets différents : le colmatage de la porosité
produisant une diminution de la perméabilité, et la génération de pressions de cristallisation
pouvant venir endommager la roche et ainsi créer des drains préférentiels et/ou porter localement
atteinte à l’intégrité du stockage.
Dans ce contexte, le but de la présentation est l’étude de l’impact de pression de cristallisation sur
le comportement mécanique de la roche suivant une approche poromécanique.
Pour ce faire, un modèle à l’échelle du pore est tout d’abord développé afin de calculer la création
et l’évolution de la pression de cristallisation. Cette information est ensuite importée dans un
modèle poromécanique afin d’estimer les déformations locales induites par la cristallisation des
sels. L’état de contrainte dans un volume élémentaire représentatif de roche est alors évalué en
utilisant la contrainte de traction équivalente (CTE) initialement définie par Coussy, J. Mech. Phys.
Sol., 2006. Les calculs mettent en évidence que pour des cinétiques d’évaporation plausibles, des
CTE de l’ordre de 5 MPa sont susceptible d’être générées.
Targeted energy transfer by means of nonlinear
energy sink
Alireza TURESAVADKOOHI (DFD)
It has been proved (analytically, numerically and experimentally) that by endowing nonlinear innate
of some special light attachments, namely nonlinear energy sink (NES), it is possible to localize the
energy and passively controlling important oscillators. The phenomenon is called energy pumping
or targeted energy transfer. The process of energy pumping is mixture of nonlinear interactions
between coupled oscillators which follows by bifurcation(s) and attractions to periodic regime(s)
and/or strongly modulated responses (SMR). The phenomenon has applications in the field of civil
and mechanical engineering (e.g. passive control of buildings and cars) and in acoustics (e.g. low
frequency noise reduction by using nonlinear membranes).
For this research we have considered energy pumping problem between different types of main
oscillators (linear, non-smooth and Bouc-Wen) and a non-smooth NES. Analytical developments
for one of considered systems will be presented: Invariant manifold of the system and its stability
borders at fast time scale will traced. Then, the reduced order of the system at slow time scale will
be analyzed in order to detect its fixed points and fold singularities which lead the system to
periodic regimes and SMR, respectively. Finally, analytical predictions will be compared with
numerical results. All of these developments can be endowed for designing efficient NES systems
for the sake of localization and passive control of structures.