Option Géologie appliquée

Ce module développe les notions quantitatives de l'Hydrogéologie et introduit leur formulation physique et mathématique en vue des applications de l'ingénieur orienté réservoir. L'objectif est de fournir les outils quantitatifs élémentaires nécessaires à la formulation et à la résolution de problématiques liées à la circulation des eaux dans le milieu souterrain, selon leurs conditions de gisement.
La formulation de l'équation de diffusivité permet un préalable au développement de solutions pour la caractérisation des aquifères et réservoirs en vue de leur gestion opérationnelle. Ainsi, les différents points seront abordés :
- Formulation de l'équation de diffusivité et résolution en régime permanent 
- Solutions particulières en régime transitoire : essais de nappe, principe de superposition
- Productivité des ouvrages d'exploitation : essais de puits
- Méthodes de caractérisation des aquifères complémentaires

Compétences à acquérir : 
Formaliser une problématique et conceptualiser un système hydrogéologique particulier


Choisir, justifier et utiliser une solution analytique adaptée à une problématique hydrogéologique particulière


Calculer à partir de données de terrain les paramètres hydrodynamiques d'un système hydrogéologique


évaluer l'impact d'une exploitation sur un système hydrogéologique.

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Ce module est basé sur enseignement théorique et pratique dans le but d'acquérir et de mettre en oeuvre les différents outils et méthodes d'intégration Géologiques - Géophysiques - Réservoirs à différentes échelles (du Pore au Bassin) indispensable à la compréhension de la «Genèse et évolution des systèmes sédimentaires réservoirs » et nécessaire à la poursuite dans les métiers de Géoressources (hydrogéologie, système pétrolier, géothermie, stockage profond, imagerie et la modélisation géologique, etc... ).
La genèse des systèmes réservoirs géologiques est abordée d'abord, par des considérations théoriques en s'appuyant sur les systèmes sédimentaires réservoirs actuels. Ensuite, la mise en pratique de ces notions, est abordée par une école de terrain organisée dans le module « stage et école de terrain » permettant d'approfondir les notions théoriques acquises en cours sur les systèmes sédimentaires carbonatés actuels, les systèmes réservoirs et la diagenèse.
La stratigraphie et la sédimentologie des systèmes sédimentaires carbonatés est étudiée sous forme d'un projet sur des roches analogues à des réservoirs géologiques. Lors de ce projet, les élèves ingénieurs ont l'occasion de réaliser des observations pétrographiques via différentes techniques : cathodoluminescence, colorations, etc.
La diagenèse et l'évolution des systèmes réservoir en général et plus particulièrement les réservoirs carbonatés seront enseignées avec une altérnance de cours théoriques et de travaux pratiques en salle de micromacroscopie pour illustrer les notions de : compaction, précipitation, dissolution, dolomitisation, dédolomitisation, environnements diagénétiques, typologie des systèmes de pores dans les réservoirs, influence de la diagenèse sur la qualité des réservoirs etc... Enfin, l'école d'application (10 jours) « stage et école de terrain » est l'occasion de voir sur le terrain les différents aspects de la diagenèse et de l'évolution des systèmes réservoirs carbonatés.
Enfin, les aspects de géochimie des systèmes carbonatés réservoirs sont abordés par les aspects théoriques et pratiques : moyens analytiques de géochimie isotopique, cathodoluminescences, fluorescences, EDS/EDAX, RX etc...
Compétences à acquérir :

Définir les environnements sédimentaires et diagénétiques à partir des critères de faciès, structures sédimentaires, éléments biologiques etc...
Etablir un modèle conceptuel d'une plate-forme et d'identifier les niveaux réservoirs associés
Savoir utiliser les moyens analytiques géochimiques (microscopie optique, MEB, etc... ) pour quantifier les formations réservoirs
Comprendre l'interaction gaz-eau-roche au sein des systèmes réservoirs carbonatés,Présenter oralement les travaux et les résultats obtenus

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L'objectif de ce cours est de caractériser les roches réservoirs en détaillant les géométries et architectures sédimentaires qui forment ces réservoirs.
La caractérisation à l'échelle microscopique des roches réservoirs sera en particulier abordée en prenant l'exemple de réservoirs carbonatés, et comment la géométrie de la porosité et la circulation de fluide au cours du temps impacte la "qualité" des réservoirs 

A travers des exemples industriels, ce cours détaille les usages actuels et futurs des réservoir souterrains et l'importance de bien caractériser le réservoir et comprendre le contexte géologique 

• Production d’eau, d’hydrocarbure et d’hydrogène
• Stockage de gaz (naturel, hydrogène…)
• Circulation géothermique
• Autres applications (Lithium, Helium, Uranium…)
• Impact et risques associés
• Le rôle du géologue de réservoir

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Ce module présente les différents outils et méthodes classiques et modernes d'analyse des systèmes sédimentaires à différentes échelles. Il s'agit d'apprendre à analyser, comprendre et prédire la structure des couches géologiques et la géométrie des corps sédimentaires à l'affleurement et dans le sous-sol (subsurface).
La notion d'analogue est tout d'abord explicitée : utilisation des données géologiques d'affleurement pour mieux interpréter les données de subsurface, notamment via l'utilisation et l'interprétation de modèles numériques d'affleurements avec des logiciels tels que VRGS. Les concepts de base de la « stratigraphie séquentielle », méthode permettant de reconstituer la géométrie 3D des corps sédimentaires à différentes échelles, sont ensuite présentés. En parallèle, un apprentissage des méthodes d'interprétation des données de sismique réflexion : calage aux puits, stratigraphie sismique, analyse des clinoformes, géomorphologie sismique, permet de compléter la compréhension et la visualisation des structures et objets géologiques en 2 et 3 dimensions, de l'échelle du bassin à l'échelle du réservoir.
L'analyse et la compréhension de l'architecture stratigraphique (géométrie des couches et distribution des faciès) des séries sédimentaires permettront de modéliser et prédire les transferts de fluides dans le sous-sol (module « modélisation géologique » en 3ème année).
De nombreux travaux dirigés visent à mettre en pratique ces enseignements et à en comprendre les domaines d'application: ressources naturelles, eaux souterraines, stockage souterrain, risques naturels, aménagement, etc.
Compétences à acquérir :
- Lever un log sédimentologique à partir de l'analyse de carottes
- Connaître les bases de l'acquisition et les applications des modèles numériques d'affleurements (ressources, risques naturels, stockage, etc.)
- Interpréter des modèles numériques d'affleurement sur logiciel : habiller en faciès, mesurer des épaisseurs, des surfaces, des pendages...
- Reconstituer l'architecture des corps sédimentaires (réservoirs et imperméables) à partir de corrélations stratigraphiques
- Comprendre la dynamique et l'évolution des systèmes sédimentaires 
- Comprendre le rôle des principaux facteurs naturels responsables de la nature et de la géométrie des dépôts : tectonique, variations eustatiques et de la production sédimentaire, etc.
- Interpréter des données sismiques (2D et 3D) tant au niveau stratigraphique que structural
- Générer et analyser un modèle sismique synthétique
- Utiliser des logiciels d'interprétation et de modélisation sismique
- Intégrer l'ensemble de ces méthodes d'analyse de données d'affleurement et de subsurface pour reconstituer la géométrie des corps sédimentaires à différentes échelles

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