Un modèle de calcul de la propagation des fractures hydrauliques développé à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, vient d’être reconnu pour sa précision par des experts du domaine. Ce modèle vise à améliorer la prédiction de la géométrie des fractures et le coût énergétique de cette technique utilisée par exemple dans le stockage de CO2, l’extraction d’hydrocarbures et la surveillance des barrages et des volcans.
Dans le cas par exemple de l’extraction de gaz de schiste, le liquide injecté est composé de 99 % d’eau et de 1 % de polymère. Cet additif modifie de façon draconienne la transition vers la turbulence, les chaînes de polymères offrant une résistance qui permet d’annihiler l’apparition des tourbillons. Cet ajout réduit donc fortement l’énergie nécessaire au pompage sous très haut débit et est actuellement largement utilisé. En revanche, son effet sur la propagation des fractures restait jusqu’alors non quantifié.
« Notre étude montre que l’ajout de polymère modifie significativement le régime de propagation en conditions de turbulence. En revanche, l’effet agit uniquement durant les 5-6 premières minutes du pompage et ne change qu’assez peu les dimensions finales des fractures », détaille Brice Lecampion, directeur du Laboratoire de Géoénergie de l’EPFL.
Le modèle développé par l’EPFL permet ainsi de prédire avec plus de précision la taille des fractures créées et donc, les volumes et débits de fluide qui pourront être échangés avec la roche. « La mise à disposition d’un tel modèle en open source est rare », précise encore le chercheur, « car le secteur est majoritairement occupé par des industriels qui gardent sous clé leurs propres calculs et évaluations. »
« Nous voulions proposer une fois pour toutes un modèle qui réduise les incertitudes liées à l’apparition de la turbulence lorsque le fluide utilisé est peu visqueux, tout en offrant un outil en open source », explique Brice Lecampion.
Pouvoir calculer la vitesse de propagation de ces fractures est essentiel pour dimensionner de manière optimale la quantité de liquide à injecter et estimer les géométries – soit la longueur des fractures – qui en résultera. Ces précisions permettent également de sécuriser le processus et d’en évaluer la dépense énergétique.
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