Modélisation stratigraphique déterministe: Conception et applications d'un modèle diffusif 3D multilithologique. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1996

Modélisation stratigraphique déterministe: Conception et applications d'un modèle diffusif 3D multilithologique.

Didier Granjeon

Résumé

Recent progress in geology, and especially in genetic stratigraphy, has improved our understanding of bassin fill on temporal (hundreds of th ou sand to tens of million years) and spatial (tens to hundreds kilometers) macro scales. The purpose of this work is to conceive a deterministic numerical model able to simulate this multilithological filling in 3D. Three kinds of model has been previously developped : geometrical, diffusive and hydrodynamic models. Among the se approaches, we have chosen the diffusive approach, which is the only one enabling to simulate the bassin fill at the specified temporal and spatial scales. We have built a diffusive model, named DIONISOS (DIffusion Oriented - Normal and Inverse - Simulation Of Sedimentation). The simulation results of this model may be adjusted to real weIl data by a manual inversion method. Study of micro-scale fluid mechanics laws and analysis of their records in the sediments on macro-scales led us to a diffusion equation. This equation links sediment flow te ground slope (water energy), water flow (water transport capacity) and diffusion coefficient (transport efficiency). To simulate transport of different lithologies, we define an altered layer, in which takes place aH the sediment transport. Different diffusion coefficients are used to simulate the behavoiur of these different lithologies in different environments. Applications of DIONISOS on theoretical and real cases show that the model can reproduce the implications of genetic stratigraphy concepts (sediment volume partitionning and genetic units distorsion) and the sedimentary geometries observed on outcrops. DIONISOS is physically and geologically consistent. These applications illustrate several possible feedbacks concerning the geological information, on theoretical cases (relation between bathymetry and sandshale ratio, littoral slope evolution, ... ) as on real cases (definition of bathymetries from facies, ... ). Despite of these encouraging results, sorne points need to be tested, improved or developed such as a littoral drift and turbiditic transport, or carbonate production. Thus, the link of DIONISOS with tectonic models should improve our understanding of the influence of tectonic processes on sedimentation at different scales.
Les progrès récents en géologie, et en particulier en stratigraphie génétique, ont permis de mieux appréhender l'étude du remplissage sédimentaire des bassins sur des échelles de temps de quelques centaines de milliers à dizaines de millions d'années, et d'espace de l'ordre de la dizaine à la centaine de kilomètres. Le but de notre travail est la conception d'un modèle déterministe numérique permettant la simulation de ce remplissage sédimentaire. Trois types de modélisation sont actuellement développées : les modèles géométriques, diffusifs et particulaires. Parmi ces approches, nous avons retenu l'approche diffusive, seule approche permettant la simulation du remplissage des bassins sédimentaires aux échelles de temps et d'espace envisagées. Nous avons ainsi conçu un modèle diffusif, baptisé Dionisos (Diffusion Oriented - Normal and Inverse - Simulation Of Sedimentation). L'étude de lois utilisées en mécanique des fluides et de leurs enregistrements dans les sédiments sur de grandes échelles de temps et d'espace nous a permis de concevoir une équation de diffusion reliant le flux de sédiments, s'écoulant en chaque point du bassin, à la pente (énergie de l'écoulement de l'eau), au flux d'eau (capacité de transport de l'eau) et à un coefficient de diffusion (efficacité du transport). Afin de simuler le transport de plusieurs lithologies, nous avons de plus défini une couche superficielle d'altération au sein de laquelle s'effectue l'ensemble de ce transport. Les applications de ce modèle diffusif sur des cas théoriques et sur des cas réels ont montré que ce modèle restitue les implications des concepts de la stratigraphie génétique (partitionnement volumétrique et distorsion des unités génétiques) et les géométries sédimentaires observées. Le modèle est ainsi physiquement et géologiquement cohérent. Ces applications du modèle Dionisos ont de plus illustré différents retours possibles vers les informations géologiques, tant au niveau des cas théoriques (relation entre bathymétrie et sablosité, évolution de la pente du littoral, ... ) qu'au niveau des cas réels (affinement de la définition des bathymétries, ... ). Malgré ces résultats encourageants, il reste cependant différents points à tester, améliorer ou développer, tels que la prise en compte de la dérive littorale et des écoulements turbiditiques, ainsi que la production des carbonates. Ainsi, couplé avec des modèles tectoniques, le modèle Dionisos devrait permettre de mieux appréhender l'influence à diverses échelles des processus tectoniques sur la sédimentation.
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Dates et versions

tel-00648827 , version 1 (06-12-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00648827 , version 1

Citer

Didier Granjeon. Modélisation stratigraphique déterministe: Conception et applications d'un modèle diffusif 3D multilithologique.. Stratigraphie. Université Rennes 1, 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00648827⟩
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