Résumé
L'objectif de cet article est de traiter la discrétisation des modèles poromécaniques fracturés/faillés en utilisant des maillages polyédriques 3D afin de faire face à la complexité géométrique des modèles géologiques faillés. Un schéma polytopal est proposé pour la mécanique des contacts, basé sur une formulation mixte combinant un espace entièrement discret et des opérateurs de reconstruction adaptés pour le champ de déplacement avec une approximation constante par face du multiplicateur de Lagrange prenant en compte les tractions de surface le long du réseau de fractures/failles. Pour assurer la stabilité inf-sup de la formulation mixte, un degré de liberté de type bulle est inclus dans l'espace discret des déplacements (et pris en compte dans les opérateurs de reconstruction). Il est démontré que ce schéma entièrement discret pour le déplacement est équivalent à un schéma d'éléments virtuels d'ordre faible, avec un enrichissement en bulles de l'espace VEM. Cette discrétisation mixte P1-bulle VEM-P0 est combinée avec un schéma de volumes finis hybride pour l'écoulement de Darcy. Dans l'ensemble, l'approche proposée est adaptée à une géométrie complexe prenant en compte le réseau de fractures/failles planaires incluant des coins, des extrémités et des intersections ; elle conduit à des solveurs de Newton semi-lisses efficaces pour la mécanique des contacts et préserve les propriétés dissipatives du modèle entièrement couplé. Notre approche est étudiée en termes de convergence et de robustesse sur plusieurs cas tests 2D et 3D utilisant soit des solutions de référence analytiques ou numériques, à la fois pour le modèle mécanique de contact statique autonome et pour le modèle poromécanique entièrement couplé.