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International audience; Les alcanes dissous, traceurs de transfert des solutésentre réservoirs souterrains. Raymond Michels1,*, Irina Panfilova2, Agnès Vinsot3, Stefan Wechner41 Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, UMR 7359, CREGU - France2 LEMTA, CNRS-Université de Lorraine, UMR7563 - France3Andra, Centre de Meuse/Haute-Marne - France4Hydroisotop GmbH, Schweitenkirchen - AllemagneDans le cadre de ses études géologiques et hydrogéologiques, l’Andra a foré le puits EST433 de 2000m de profondeur à Montiers-sur-Saulx. Pour chaque échantillon de roche prélevé, la concentration relative à la masse d’eau de l’échantillon ainsi que la composition isotopique en carbone et hydrogène ont été déterminées pour les constituants individuels de la classe C1-C4. L’étude de la nature, de l’origine et de la distribution de ces alcanes en concentrations traces a été entreprise afin d’apporter de nouvelles contraintes sur les possibilités de migration des solutés dans la pile sédimentaire.Dans les diagrammes géochimiques les alcanes C1-C4 présentent des caractéristiques compatibles avec une origine thermogénique. Bien que le profil global d’évolution des alcanes avec la profondeur présente une augmentation dans la proportion relative en méthane, un examen détaillé des distributions révèle des variations plus complexes en relation avec l’organisation des lithologies. Ainsi, les données géochimiques ont-elles été interprétées en association avec ces dernières le long du profil géologique.Afin de mieux appréhender les variations des concentrations relatives en méthane, une modélisation de la diffusion 1D utilisant le logiciel Comsol a été réalisée. Parmi les 28 variables considérées, le modèle prend en compte les lithologies, perméabilités, le gradient géothermique actuel, le coefficient de diffusion effectif du méthane en solution. Le potentiel en hydrocarbures des roche-mères, les faciès argileux et les communications avec les aquifères sont parmi les paramètres majeurs gouvernant les origines et la diffusion des alcanes. Les grandes tendances du profil de distribution du méthane sont reproduites par le modèle qui apporte ainsi des contraintes physiques aux interprétations géologiques et géochimiques.Cette étude montre que les alcanes en solution sont des traceurs originaux dans la compréhension des transferts de fluides et de solutés dans les systèmes géologiques même dans des sections de bassins dans lesquelles les roches-mères sont thermiquement immatures.Mots-Clés : Bassin sédimentaire, réservoirs, transferts, alcanes, gaz hydrocarbures, transferts.

A new macroscopic model of two-phase flow through porous media is suggested. It takes in consideration a typical structure of phase distribution in pores in the form of a repetitive field of mobile menisci. The presence of such interfaces givers rise to a supplementary term in the momentum balance equation, which introduces a vector field of capillary forces. The derivation of the model is based on the phenomenological approach with introducing a special continuum called the Meniscus-continuum. The closure relations to the phenomenological model are obtained by numerical simulations in network models of porous media. The new model remains hyperbolic even when the capillary forces are dominant, in contrast with the classical model which is parabolic. Analytical solutions to the mono-dimensional flow problems are constructed. They manifest non-classical structures like the double fronts or counter-flow fronts. To simulate 2D or 3D problems, a numerical algorithm is developed, which is a combination between the finite difference and the percolation techniques. Its application to the problem of DNAPL propagation into the soil has enabled to detect several penetration regimes., Un nouveau modèle macroscopique des écoulements diphasiques en milieux poreux est proposé. Il prend en compte l'existence d'une structure typique de la distribution des phases dans les pores, qui a la forme d'un champ répétitif de ménisques mobiles. La présence de ces interfaces conduit à un terme supplémentaire dans les équations du bilan de quantité de mouvement qui introduit le champ vectoriel de forces capillaires. Pour dériver ce modèle, une approche phénoménologique en introduisant un continuum spécial, appelé le Meniscus-Continuum, a été utilisée. Les relations de fermetures pour le modèle phénoménologique ont été obtenues par des simulations numériques en réseaux capillaires. Le nouveau modèle reste hyperbolique même si les forces capillaires sont dominantes, tandis que le modèle classique, avec des forces capillaires, est parabolique. Des solutions analytiques d'écoulements mono-dimensionnels ont été construites, manifestant des structures non classiques formées de doubles fronts ou de fronts à contre-courant. Pour calculer les problèmes 2D ou 3D, un algorithme numérique combiné " différences finies - percolation " a été développé. Son application à un problème de pénétration dans le sous-sol d'un DNAPL a permis de détecter plusieurs réqimes de pénétration.