Modélisation géométrique des systèmes karstiques : des réseaux aux conduits.

Pauline Collon and Guillaume Rongier and Martin Le Mesnil and Lorraine Dewaide and Vincent Hallet. ( 2014 )
in: Réunion des Sciences de la Terre 2014 (RST2014), pages 1

Abstract

Les karsts sont des systèmes caractérisés par une grande hétérogénéité : i) de perméabilité entre des conduits karstiques drainant rapidement les écoulements et une matrice moins perméable, ii) et aussi de structure puisque tant les dimensions des drains que leur organisation spatiale présentent des variabilités considérables. Cette dernière hétérogénéité joue un rôle essentiel dans la circulation des fluides souterrains alors qu’une part importante des réseaux karstiques reste inaccessible à l’exploration humaine. Développer de nouvelles méthodes de simulations stochastiques est donc indispensable pour appréhender les incertitudes associées à la localisation et à la géométrie de ces systèmes. Nos travaux abordent ces deux aspects complémentaires. A l’échelle du réseau karstique, ce sont la localisation et les connexions des conduits qui constituent le niveau d’incertitude majeur. Grâce aux essais de traçage, des couples entrée/sortie peuvent être identifiés ainsi que la distance moyenne séparant ces points. La méthode de simulation que nous proposons génère plusieurs squelettes possibles honorant ces données. Réalisée au sein d’un géomodeleur 3D, elle est contrainte par le contexte géologique local : données de fracturation et présence de plans d’inceptions tectoniques ou lithostratigraphiques. A l’échelle du conduit karstique, une méthode spécifique basée sur la distance-aux-objets a été développée pour représenter des formes particulières rencontrées en milieu karstique (lentilles, serrures, etc). Là encore cette méthode utilise le contexte géologique pour générer des morphologies cohérentes. Son application au karst de Furfooz (Belgique) a démontré l’impact qu’une telle modélisation peut avoir sur l’estimation des sections de conduits et donc sur les simulations d’écoulements.

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    A l’échelle du réseau karstique, ce sont la localisation et les connexions des conduits qui constituent le niveau d’incertitude majeur. Grâce aux essais de traçage, des couples entrée/sortie peuvent être identifiés ainsi que la distance moyenne séparant ces points. La méthode de simulation que nous proposons génère plusieurs squelettes possibles honorant ces données. Réalisée au sein d’un géomodeleur 3D, elle est contrainte par le contexte géologique local : données de fracturation et présence de plans d’inceptions tectoniques ou lithostratigraphiques.
    
    A l’échelle du conduit karstique, une méthode spécifique basée sur la distance-aux-objets a été développée pour représenter des formes particulières rencontrées en milieu karstique (lentilles, serrures, etc). Là encore cette méthode utilise le contexte géologique pour générer des morphologies cohérentes. Son application au karst de Furfooz (Belgique) a démontré l’impact qu’une telle modélisation peut avoir sur l’estimation des sections de conduits et donc sur les simulations d’écoulements. }
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