Résumé
La perméabilité des milieux matriciels sédimentaires peut être estimée in situ par l’intermédiaire d’essais hydrauliques permettant d’accéder à une perméabilité équivalente du milieu investigué. Néanmoins cette perméabilité peut localement présenter des différences importantes du fait de l’hétérogénéité du milieu et de l’échelle d’investigation associée aux essais.Le présent travail de doctorat propose une méthodologie de caractérisation spatiale du champ de perméabilité en contexte sédimentaire, basée sur la mise en place de modèles numériques par tomographies hydrauliques intégrant des données géologiques, géophysiques, pétrophysiques et hydrauliques, acquises à différentes échelles spatio-temporelles. Ces modèles visent in fine à imager la distribution spatiale des propriétés hydrodynamiques, contrainte par la distribution des facies sédimentaires à l’échelle du réservoir géologique.L’approche proposée est tout d’abord mise en œuvre sur des modèles synthétiques afin d’en apprécier les performances et les limites, puis appliquée à un site expérimental, situé en contexte sédimentaire côtier. Les données de rabattements de pompages, renseignant sur la distribution horizontale des propriétés, sont complétés par des mesures de vitesses en forage qui permettent d’en préciser la distribution verticale, afin d’estimer les propriétés du champ de perméabilité en 3D. Les résultats obtenus sont comparés aux mesures des propriétés pétrophysiques (perméabilité et porosité) réalisées sur les différents puits carottés du site expérimental. La bonne adéquation entre les modèles et les mesures de terrain valide l’approche proposée comme un moyen efficace et économique pour caractériser le champ de perméabilités en 3D.L’application de cette approche à des réponses hydrodynamiques en domaine transitoire s’accompagne d’instabilités numériques du problème inverse, l’inversion étant assujettie à des problématiques de non-unicité de solution. Une étude investiguant ces instabilités est réalisée au moyen de différentes approches qui montrent que les réponses hydrauliques pour les temps longs sont contrôlées par les conditions aux limites du système mais également par les hétérogénéités environnantes. Une méthode d’inversion plus stable sur le plan numérique et intégrant les hétérogénéités à différentes résolutions est ainsi proposée.