Mmoire de Master 2 Parcours: Lithosphre, Bassin et Ptrole

Spcialit : Bassin

Modlisation gntique et statistique de rservoirs fluviatiles mandriformes

Jean-Philippe JENNY

Responsables: Isabelle COJAN, Helene BEUCHER,

Jacques RIVOIRARD.

Anne universitaire 2008-2009

http://www.ensmp.fr/

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Remerciements

Je tiens remercier mes responsables de mmoire de lcole des Mines sans lesquels je naurais pas pu raliser cette recherche. Je tiens remercier les conseils dIsabelle Cojan, son exprience apporte mes recherches et pour son exigence trs stimulante. Je remercie Helene Becher pour ses nombreuses explications en statistiques et au sujet de lutilisation de la mthode Isatis. Je lui suis galement trs reconnaissant pour le temps prcieux quelle ma consacr, souvent lorsquelle en disposait le moins. Je remercie Jacques Rivoirard pour ses encouragements et pour les moments table le midi qui ont permis dclaircir certaines questions de statistique. Je voudrais aussi remercier lensemble des quipes de gostatistiques et de gosciences de lcole des Mines qui mont accueilli chaleureusement fontainebleau. Je remercie plus particulirement Philippe Le Caer et Fabien Ors pour leurs rgulires explications-interventions sur lutilisation des logiciels et sur le fonctionnement du systme informatique en gnral ; Monique Berger pour lassemblage des panoramas ; Didier Renard, pour les conseils et le prt de document en statistiques ; Sylvie Boj pour son travail dorganisation du camp terrain et des modalits administratives ; Anne-Edwige Held, Claire Faucheux, Caroline Mehl, Pierre Yves Descote, pour leur soutient rconfortant et pour leurs nombreux conseils.

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Rsum

Lobjectif de cette tude est de proposer une utilisation conjointe de deux mthodes de modlisation pour obtenir la reprsentation dun rservoir fluviatile mandriforme. La premire mthode de modlisation est gntique, base sur les processus de dpts, lautre est statistique, base sur les gomtries. LEcole des Mines a dvelopp deux logiciels, Flumy et Isatis, pour optimiser lutilisation de ces principes de modlisation. Des donnes ont t collectes sur un analogue terrain de rservoir fluviatile dans le but de calibrer les simulations. Lanalyse de terrain dans le bassin de Loranca en Espagne a ainsi permis de dterminer quatre intervalles stratigraphiques, de lever des coupes pour connatre les proportions de sable par intervalle et dtudier les dimensions des corps sableux de la portion distale du systme fluviatile de la rgion de Huete. Dans le cas de la mthode gntique, les simulations prliminaires, non conditionnelles, ont permis de retrouver les proportions de sable en paramtrant les frquences-intensits de crue, le gradient de pente et le coefficient drodabilit. Lobservation terrain dune composante du systme fluviatile, les Mud plugs, a galement permis de dfinir les ceintures latrales du chenal, de proposer un axe dcoulement du chenal et de dfinir les limites latrales du domaine dtude. Cette composante a t simule dans Flumy en introduisant une barrire drodabilit. Dans le cas de la mthode statistique, les simulations ont permis de reconstituer laide dun modle Pluri-Gaussien les configurations spatiales des corps sableux en respectant les diffrents taux damalgamation observs selon les intervalles stratigraphiques.

Abstract Two modeling Methods were developed at lEcole des Mines de Paris and has been used at once to define a meandering fluviatil system reservoir.

The first Genetic Modeling Method is performed through Flumy software using deposit processes, whereas Statistic Modeling Method is run by Isatis software and is focused in this case on bodies geometry.

A data set has been collected over the Loranca Basin, Spain, in order to calibrate simulations. Then we defined four stratigraphic intervals, wells for sand proportion estimation and sand body extensions of the distal part of the Tortola fluviatil system.

Non conditional simulations were fitted from Overbank frequency-intensity, Slope and erodibility rate. These simulations were carried out to obtain the same sand proportion than estimated from field. In a second time Channel Belt inventory on the field favored the area bound positioning on the geographic map and the channel axis recognition. An erodibility map hence has been introduced to constrain lateral flow migration.

Statistic Method permitted to define a multi-Gaussien Model that is useful in statistic to configure spatial geometries of sand bodies respecting amalgamation rate for different startigraphic levels.

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Liste des figures et tableaux Figure 1 : Reprsentation schmatique des diffrentes composantes dun fleuve mandriforme et des dpts associs. P6

Figure 2 : A) Reprsentation schmatique des diffrents types de dpts dun cours deau mandres Point bar (Cojan et Renard, 1997.) P8

Figure 3. Courbe verticale des proportions des lithotypes obtenue partir des donnes de puits du bassin de Loranca Tableau 1. Les facis de classe granulomtrique similaire sont regroups en un mme lithotype pour la simulation, avec un code de couleur associ. P11 Figure 4. La nature htrogne du domaine combin au caractre ponctuel et faible de lchantillonnage peut tre lorigine de mauvaises estimations des pourcentages de sable par niveau. P11

Figure 5. Reprsentation gnrale dun variogramme. P12

Figure 6. Diffrents modles de variogramme et reprsentation graphique du phnomne de dispersion associ. P13

Figure 7. Reprsentation du modle statistique et de ses composantes : les proportions et le variogramme. P14

Figure 8. Rgle dassemblage des lithotypes (Schma de seuillage) P14

Figure.9. Situation gographique et configuration gnrale du bassin de Loranca P16 Figure 10. A) Schma lithostratigraphique gnral du remplissage du bassin de Loranca P18

Figure 11. Les Ceintures de mandre dans la plaine dinondation. P19 Figure 12. Dpts associs une ceinture latrale de chenal. P20

Figure 13. Dlimitation du domaine de simulation pour les modles Isatis et Flumy. Disposition des corps sableux, et reprsentation synthtique de leurs extensions. P21

Tableau.2. Les intervalles sont obtenus partir de cinq coupes terrain. P22 Figure 14. Reprsentation schmatique des cinq puits du bassin de Loranca P22

Figure 15. Reprsentation des extensions sableuses et des intervalles vides (gap) pour les intervalles II et IV. P24

Figure 16. Synthse des donnes des intervalles I IV de la srie Oligo-Miocne de Huete (2009)P25

Figure 17. Synthse des donnes des intervalles I IV de la srie Oligo-Miocne de Huete (2009) P25 Tableau 3 . Simulations pour dterminer les pourcentages de sable en respectant les relations de proportionnalit entre lintensit et la frquence des crues dfinies par Bridge (2003). P26

Figure 18. Evolution conjointe des valeurs dintensit et de frquence observes dans les systmes naturels (Bridge, 2003). P27

Tableau.4. Influence de la pente, du coefficient drodabilit et de la priode de crue sur les proportions de sable. P27

Figure.19. Valeurs de migration pour diffrentes vitesses de perturbation. P28

Tableau.5. Les proportions de sable par intervalle ont t reproduites par la simulation en utilisant le coefficient drosion et de la pente en respectant les facteurs de proportionnalit de Bridge (2003). P28

Figure 20. Intervalle II qui respecte les rapports de proportionnalit entre les intensits et les frquences de dbordement dcris par Bridge (2003). P28

Figure 21. Simulation non conditionnelle dun petit intervalle. P29

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Tableau.5. Rsultats de la simulation non conditionnelle pour un fleuve contraint et pour un fleuve non contrainte par une ceinture de mandre. P30

Figure 22. Vues ariennes et coupes transversales dune simulation contrainte par des ceintures latrales (A) et non contraintes (B). P31

Figure 23. Courbes verticales de proportions couvrant lensemble du domaine. Les pourcentages sont exagrment levs entre les channel belts. P31

Figure 24. Illustration de la morphologie dun fleuve contraint par un channel belt . P32 Tableau.7. Rsultats des rsultats sur les proportions de sable de la simulation conditionnelle de lintervalle II et IV. P33 Figure 25.Rsum des paramtres de simulation Flumy des intervalles II et IV du bassin de Loranca. P33

Tableau.6. Lgre diminution des proportions de sable dans le cas dune simulation avec transformation des facis Point bars de petite paisseur en facis Crevass Splay . P34

Figure.26. La gomtrie en parabole du chenal de la modlisation sous-reprsente les faibles paisseurs par rapport un systme naturel. P34

Figure 27. Evolution dun chenal et de ses dpts conditionns par un puits. P35

Figure 28. Sections transversales de deux simulations avec les facis PB de petite paisseur (

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Sommaire

I. Introduction

II. Caractristiques des Modles

II.I Le modle gntique II.I.1. Le domaine

II.I.2. Le chenal

II.I.3. Les dpts

II.I.4. Les processus

II.I.5. Le conditionnement

II. II Le modle statistique II.II.1. Le domaine

II.II.2. Les lithotypes

II.II.3. Le modle Pluri-Gaussien

II.II.4. Le conditionnement

III. Cas dtude : le basin de Loranca

III. I Cadre dtude III. II Mthode et matriel III. III Rsultats les pourcentages les extensions les intervalles

IV. Les simulations

IV. I Simulations (Flumy) IV.I.1. Simulations non-conditionnelles

IV.I.2. Simulations conditionnelles

IV. II Simulations (Isatis) IV.II.1. Paramtrage des extensions

IV.II.2. Simulations conditionnelles

IV.II.3. Connectivit

V. Discussion

VI. Rsum des rsultats

VII. Conclusion

VIII. Bibliographie

IX. Annexes

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I. Introduction Les dpts des systmes fluviatiles mandriformes constituent des rservoirs htrognes dont les processus de mise en place ont dj fait lobjet de nombreuses tudes (Alvarez Sierra, 1987 ; Bridge, 2003 ; Daams et al., 1994 ; Gomez et al., 1996 ; Martinius, 2000). Ces connaissances ont permis de crer des reprsentations modlises des systmes fluviatiles bases sur les processus (Flumy) avec comme objectif de quantifier des proportions de sable dans le systme des fins ptrolires. Une autre approche consiste modifi les corps sableux laide du logiciel Isatis affin de qualifier lhtrognit du rservoir. La modlisation des corps permet dtudier leur connectivit qui conditionne les coulements dans le rservoir. Lobjectif de cette tude est de raliser la simulation dun rservoir selon ces deux approches, tout en respectant des valeurs communes de proportions de sable. Les proportions de sable sont extraites de huit puits issus dun analogue terrain dans le bassin de Loranca, Espagne, correspondant aux missions 2008 et 2009. Les rsultats des simulations seront compares tant dans les morphologies que dans les connectivits des corps sableux. Des simulations non conditionnelles, non contraintes par les puits, seront ralises dans un premier temps pour paramtrer la modlisation. Les rsultats seront ensuite utiliss pour reproduire les observations dun cas dtude, en incluant les donnes de puits (simulation conditionnelles).

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II. Caractristiques des Mthodes

Les deux mthodes, gntique et statistique, sont utilises pour la reprsentation des dpts des systmes fluviatiles mandriformes lchelle du rservoir. Elles ont pour objectif de reproduire les proportions de sable et le degr de connectivit dans le rservoir.

II.I. Modle Gntique - approche selon les processus

Dfinition Le modle Flumy est bas sur les processus, c'est--dire quil utilise les rgles de dpts des sdiments associes la migration, aux dbordements et aux avulsions du chenal. Il est capable de reproduire ces processus pour lessentiel des systmes continentaux existant, car il respecte les rgles observes dans les systmes naturels. Le modle est galement stochastique, c'est--dire bas sur ltude des phnomnes alatoires dpendant du temps. Ainsi, chaque simulation sera gnre en fonction de la valeur dun nombre entier, le germe , et chaque simulation pourra tre reproduite lidentique si ce germe nest pas chang. Il permet dtudier la rpartition et la proportion des facis dposs par un fleuve en domaine continental dans un intervalle de temps donn. En termes de rservoir le modle permet de retrouver les proportions des roches permables (le sable) dun intervalle tout en respectant les principales conditions dvolution du chenal et les conditions de dpt correspondant au systme dtude.

Bras mort aprs avulsion locale (MP)

Dpt de mandre (PB)

Rupture de leve :

- distale (CSII)- chenalise (CSII)- en bordure (CSI)

Chenal (SP)

Bras mort aprs avulsion rgionale (MP)

Plaine dinondation (OB)

Figure 1 : Reprsentation schmatique sur linterface graphique du logiciel Flumy des diffrentes composantes dun fleuve mandriforme et des dpts associs. Le nom et la signification des dpts

sont prciss p7.c.

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Les paramtres de modlisation

II.I.1. Le domaine Les dimensions : le domaine doit contenir toute la plaine dinondation. Ces dimensions doivent correspondre la surface maximale recouverte par les crues de dbordement pour que les boucles de mandre puissent se dvelopper correctement. Les dimensions doivent donc tre gales en largeur comme en longueur 40 fois la largeur du chenal, au minimum. Pour un chenal de 75m de large il faut prvoir au minimum 3km. La pente : les valeurs observes de la pente observes des systmes naturels vont de 0,001 au minimum, 0,016 au maximum. La direction dcoulement : elle est oriente conventionnellement vers la droite, le long de laxe OX. Il ny a pas dangle particulier donn lcoulement du chenal, mais ce sont les puits, dans le cas du conditionnement, qui sont positionns cartographiquement de manire respecter la direction dcoulement qui elle ne change pas. Maille de la grille : La largeur du chenal doit galement tre gale ou suprieure deux fois la maille de la grille.

II.I.2. Le chenal La morphologie : Elle dpend de trois principaux paramtres qui influent sur la sinuosit et la longueur donde.

- la profondeur du chenal. En effet, dans le modle, la longueur donde du chenal () est proportionnelle la profondeur (H) du chenal, avec = 800H. (Bridge, 2003)

- La sinuosit. Elle est proportionnelle la largeur du chenal. De cette manire le

modle peut sappliquer des fleuves de toutes dimensions tout en respectant les rgles naturelles dvolution du chenal.

f

g H IUc

= (g = 0.81, H = profondeur du

chenal, I = pente, Cf = 0.0036)

- Le coefficient drodabilit. Il intervient sur la migration du chenal et le dveloppement plus ou moins important des boucles de mandre, et il est inversement proportionnel la frquence des avulsions. La valeur conventionnelle est approximativement de 2.e-8, dtermine par Sun (1996) pour obtenir des valeurs ralistes dvolution du chenal. Cette valeur reprsente environ 0.3m de sdiments rods par anne pour une migration.

Les dimensions : a. La profondeur maximum du chenal correspond 1,5 fois la profondeur moyenne sur une section parabolique de chenal. Cette profondeur est dtermine partir des mesures de terrain effectues sur les barres de mandre et les Mud plug. b. La largeur du chenal quivaut 21.3 dm1.45, avec dm la profondeur moyenne du chenal. Cette quation a t dtermine partir dune compilation dobservation (Bridge, 2003).

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II.I.3. Les dpts Le modle reconnat sept facis principaux que lon peut regrouper selon leur potentiel de roche rservoir.

a. Les dpts sableux de chenaux. Ils regroupent les barres de mandres (Point Bar : PB), les bouchons sableux (Sand Plugs : SP) et les premiers dpts de rupture de leves (Crevasses Splay : CSI). Selon lhydrodynamisme ces sdiments peuvent tre des graviers (fond de chenal), des sables grossiers grandes rides entrecroises, des sables moyens stratification plus petite et entrecroise et des sables fins laminations parallles. Ces sdiments ont une bonne permabilit et sont de bonnes roches rservoirs.

b. Les dpts fins et argileux. Ce sont les dpts laminaires de dbordement (Overbank flood : OB), les remplissages argileux (Mud plug : MP) et les Crevasses Splay II (CSII). Ces roches sont impermables et forment des barrires de permabilit dans les rservoirs.

c. Les dpts intermdiaires argilo-sableux. Ils correspondent aux dpts de leves (LV). Ont trouve ces facis toujours en contact, latralement, avec les facies sableux.

PB

Extension dune barre de mandre (PB)

Direction de migration du chenal

A B

Figure 2 : A) Reprsentation schmatique des diffrents types de dpts dun cours deau mandres avec indication du sens de migration du chenal et la largeur dun Point bar (PB). B)

Squence de dpt dun chenal. (Cojan et Renard, 1997.)

II.I.4. Les processus Lrodabilit : Le coefficient drodabilit renseigne sur le degr de rsistance dune roche lrosion. Il est possible dintroduire une carte drodabilit pour contraindre ltendue de la migration du chenal sur la plaine dinondation. Cet outil permet dviter aux boucles de mandres de se dvelopper plus quil nest possible dans la ralit.

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Les avulsions : La priode des avulsions rgionales dans cette tude est estime 2000 itrations (une itration est le temps quil faut au chenal pour effectuer une migration, un an en moyenne). Elle a t calcule en faisant le rapport de lpaisseur totale dun PB (extension latrale) sur lpaisseur dune stratification Les crues de dbordement : Un ordre de grandeur, I 20 t 0.67. Lintensit des crues de dbordement (t = intervalle de temps entre deux crue de dbordement). Pour une frquence de dbordement de 100 itrations, lintensit des crues sera de 0,43m.

II.I.5. Le conditionnement Les donnes de puits sont utilises dans le cadre des simulations conditionnelles. Les puits contraignent la simulation du dpt respecter le plus strictement possible la nature et la position des facis recenss sur le terrain. Les donnes de puits correspondent dans cette tude des levs de coupe. Les donnes doivent respecter un format particulier. Ils doivent faire figurer les coordonnes X et Y des puits sur le domaine, la profondeur et la nature des facis le long du puits. Le logiciel nest pas contraint par des puits dans le cadre dune simulation non conditionnelle. Il reproduit lagencement des dpts uniquement partir des paramtres lis aux conditions de dpts. Pour ce type de simulation on nimportera pas de puits, contrairement aux simulations conditionnelles. Le conditionnement fournit des repres spatiaux la simulation. Il modifie galement le trajet du cours deau de manire ce que les dpts respectent les donnes de puits. La morphologie du cours deau en sera affecte, et parfois le conditionnement entrainera le cours deau en dehors ou la limite des schmas naturels ralistes.

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II.II. Modle Pluri-Gaussien - approche stochastique

Dfinition La mthode gostatistique permet dobtenir une reprsentation des dpts sdimentaires en tenant compte des statistiques spatiales des facis. Cette mthode utilise une fonction mathmatique qui calcule la dispersion des facis dans les trois dimensions de lespace pour ensuite reproduire le milieu en respectant ces dimensions et les donnes disponibles. Nous utiliserons dans cette tude la mthode Pluri-Gaussienne car elle est adapte la simulation des milieux sdimentaires et est couramment utilise pour ltude de rservoirs ptroliers. La simulation Pluri-Gaussienne permet dintgrer les observations et connaissances gologiques au travers dagencement des lithotypes (transition des facis), de courbes de proportions (tendances gologiques des facis), de fonctions Gaussiennes (dimensions moyenne des corps gologiques). Les paramtres de modlisation

II.II.1. Le domaine

Le domaine de simulation est dtermin en fonction de la largeur de la plaine dinondation. Contrairement la mthode Flumy il nest pas ncessaire dinclure une largeur supplmentaire pour le dveloppement des mandres.

II.II.2. Les lithotypes

La premire tape pour raliser les simulations est de dfinir les lithotypes. Un lithotype est une runion de plusieurs facis qui partagent certaines mmes proprits. On regroupe dans cette tude les facis sableux des chenaux et des crevasses splay1 dans un premier lithotype, puis les facis argileux des Overbanks dans un second, et enfin un lithotype intermdiaire argilo-sableux correspondant aux leves.

Lithotype Facis lgende Sableux Sand plug; Channel lag; Point bar;

Crevasse splay I Argilo-sableux Crevasse splay II ; Leves

Argileux Mud plug; Overbank floods;

Wet land;

Tableau 1. Les facis de classe granulomtrique similaire sont regroups en un mme lithotype pour la simulation, avec un code de couleur associ.

Les lithotypes sont des variables qualitatives quil faut transformer en variables quantitatives par lintermdiaire dindicatrices. Ainsi, sur la grille de simulation, lindicatrice du grs prend la valeur 1 lorsquau point observ il y a du grs, et la valeur 0 lorsque le grs en est absent.

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II.II.3. Le modle plurigaussien

Il est gnralement admis que les corps sdimentaires des systmes fluviatiles sont disposs spatialement de manire htrogne et anisotrope. Pour simuler les corps et pour intgrer les anisotropies de morphologie selon les axes il nous faut dfinir un modle statistique. Le modle est la combinaison du variogramme (gaussienne) et des proportions. Modle = f (variogramme gauss, proportions)

- Les Courbe des Proportions (VPC) La courbe verticale des proportions (VPC) montre la rpartition verticale des proportions des diffrents lithotypes. Lobjectif de cette tape est de faire correspondre les proportions modlises avec celles de la ralit gologique. Pour cela les proportions sont calcules dans un premier temps partir des donnes de puits, correspondant dans le cas de cette tude aux leves de coupes. Les proportions sont calcules partir de la somme des donnes de puits, niveau par niveau, pour chaque lithotype.

Fig.3. Courbe verticale des proportions des lithotypes obtenue partir des donnes de puits du bassin de Loranca

Nous verrons que dans ce cas dtude les proportions varient dun puits lautre. La cause de cette variation peut tre explique par une faible quantit dinformation. Les proportions donnent une indication sur la rpartition verticale quil est intressant de complter par les observations (Fig.4). Cest pour cette raison quune information qualitative de terrain a t aborde. (cf.simulation)

I

II

A B

Fig.4. La nature htrogne du domaine combin au caractre ponctuel et faible de lchantillonnage peut tre lorigine de mauvaises estimations des pourcentages de sable par niveau.

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Les VPC issues des donnes de puits sont ensuite lisses (moyennes glissantes sur plusieurs niveaux) de faon attnuer leffet de discrtisation.

- Le variogramme Cest est un outil de base en gostatistique qui permet de quantifier les corrlations spatiales entre les observations. Il quantifie la manire dont varie la valeur dun point lorsquon sen loigne (Fig.5). Il existe pour chaque caractristique spatiale de variable un type de variogramme qui lui est propre (Fig.6).

Porte

Palier

Distance hVal

eur

du v

ario

gram

me

Fig.5. Reprsentation gnrale dun variogramme. La porte reprsente la distance sur laquelle une valeur porte une influence. Lorsque le palier est atteint la valeur nexerce plus dinfluence.

La porte (Fig.5) est indirectement lie la taille des corps. Elle permet de faire varier les extensions des corps indpendamment dans les trois dimensions de lespace. Dans le cas ou cette valeur ne peut tre ajuste sur les donnes (notre cas) il est possible de modifier cette valeur en fonction dobservations qualitatives supplmentaires. Le calcul des variogrammes est ralis partir des donnes de position et de nature des facis contenues par les puits pour trois directions de lespace, deux horizontales pour reprer les anisotropies, et une verticale, perpendiculairement la stratification. Cette tape cruciale require le plus grand nombre de puits, de faon avoir des statistiques fiables. Pour la simulation deux variogrammes ncessitent dtre calculs. Lun est un variogramme exprimental qui est calcul partir des donnes de puits. Lautre est un variogramme modle (quation.1) partir duquel il est possible deffectuer la simulation. Il sagit donc de slectionner les variogrammes modles qui correspondent le plus avec les variogrammes exprimentaux. Equation 1 : Le variogramme thorique

o x est le vecteur de coordonnes (1, 2 ou 3 coordonnes selon le cas) h est le vecteur distance. Dans cette tude nous avons collect des donnes qualitatives pour apporter une information supplmentaire, indispensable ici d au nombre peu lev de puits couvrant le domaine. Ces donnes correspondent des mesures de position sur le terrain, de part et dautre de corps grseux, permettant dintgrer des valeurs relatives aux dimensions des corps.

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Enfin, il est important de se rappeler que pour utiliser un variogramme choisi et adapt un milieu il faut que ce milieu contienne une certaine rgularit de forme. Si on peut reconnatre des zones trs diffrentes gologiquement, a on lhabituellement intrt traiter les facis sparment.

Effet ppite

Linaire

Gaussien

Sphrique

Exponentiel

200

100

0g(h)

2001000

200

100

0g(h)

2001000

200

100

0g(h)

2001000

200

100

0g(h)

2001000

200

100

0g(h)

2001000

Fig.6. Diffrents modles de variogramme et reprsentation graphique du phnomne de dispersion associ. Chaque phnomne gologique possde un variogramme qui lui est propre.

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1 0 1 0 1 0 1 01 0 1 0 1 0 1 0

Prsence de facis (ex. sable)

Absence de facis (ex. Facis fins, argiles)

A

B

A

Bsable

Argile

Variogramme - Gaussienne

Variogramme des indicatrices

A

B

B B Variogramme exprimental

Variogramme modle

+

-

Proportions

Indicatrices

seuil

Fig.7. Les composantes du modle statistique (B): les proportions (A) et le variogramme (A). Le variogramme (Gaussienne) (A) cre la tendance de dispersion des valeurs (A). Selon le seuil de

proportion fix une valeur gale 0 ou 1 est attribue au facis (B). Chaque point du domaine a une valeur attitre et permet la reprsentation des morphologies (B). Le modle ci-dessus est dtermin

pour une section mdiane au travers dun domaine carr.

- Schmas de seuillage Il faut galement choisir une rgle dassemblage des lithotypes laide dun schma de seuillage qui doit permettre de traduire les transitions entre les lithotypes.

Modle Gaussien1

Mod

le

Gau

ssie

n2

a b

c

Fig.8. Rgle dassemblage des lithotypes (Schma de seuillage)

Les dpts sableux sont les plus grossiers et se dposent dans les lits creuss par les fleuves. Visuellement ils recoupent donc les autres facis. Cest pour cette raison que le lithotype sableux est choisi ici comme le premier facis dont la transition avec les autres facis est assure par la premire gaussienne (modle1) (Fig.7). Les dpts associs sont relativement peu tendus lors de leur mise en place. Ils correspondent la largeur du chenal, puis ltendue de sa migration avant avulsion.

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Les deux autres lithotypes sont compars deux deux sans prendre en compte les sables. Cette transition est assure par la deuxime gaussienne (modle2) (Fig.7). Les formes doivent tre plus tendues puisquelles recouvrent, pour les argiles, la plaine dinondation.

II.II.4. Le conditionnement

Dans le cas du conditionnement les puits donnent des valeurs de facis que lon veut retrouver dans la simulation. Le conditionnement ne doit pas impliquer de distorsions ou dautres artfacts sur le reste du domaine.

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III. Cas dtude : le basin de Loranca

III. I. Cadre dtude

Le bassin de Loranca reprsente un domaine dtude idal dans le cas des sries sdimentaires continentales caractre fluviatile car il possde une srie de chenaux dge Oligo-Miocne bien prserve. Le basin de Loranca se situe lEst de Madrid. Ce basin a dj fait lobjet dtudes (Martinius, 2000 ; Daams, 1996) notamment concernant le systme fluviatile de Tortola et de son implication sur les dpts dans le bassin. Ces tudes ont permis la cartographie du paleosystme fluviatile. Nous savons que le systme stendait sur une vaste zone avec un coulement daxe Nord Ouest et ramifi vers Nord, dont lun des bras stend au bord de lactuelle ville de Huete, et qui fera lobjet de cette tude.

Figure.9. A) Situation gographique de Loranca. B) Configuration gnrale du bassin de Loranca et reprsentation du systme fluviatile Oligocne suprieur de Tortola. Martinius, 2000.

III.I.1. Environnement de dpt La ville de Huete se situe dans la partie distale du systme fluviatile de la rgion de Huete (Martinius, 2000), la charnire dun anticlinal de pente douce de 10 oriente vers le NE (Fig.9-B). Les zones de charnire dun anticlinal sont gnralement les plus tires et favorisent lapparition de zones de faiblesses, de fractures, plus facilement soumises aux agents drosion, favorisant le dcouvrement des sdiments plus anciens. Cest ainsi quon observe

C

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une zone expose, majoritairement daxe Nord-Sud, denviron 800m de large. Lintervalle stratigraphique dtude est de 120m de hauteur au maximum. Il est dlimit sa base et son sommet par deux niveaux repres continus. Le premier niveau repre est un calcaire lacustre qui figure la base de chacune des coupes du terrain. Le second repre se situe son sommet un banc de gypse massif. Les conditions climatiques dduites de lanalyse de palosols correspondent un climat semi-aride. III. I.2. Age et stratigraphie Quatre units stratigraphiques majeures, composes de dpts alluviaux, lacustres et sableux-fluviatiles ont t identifis dans le basin de Loranca (Diaz-Molina et al. 1989 ; Fig.10-A). Le systme fluviatile de la rgion de Huete forme une partie de lunit suprieure (Upper Unit), une unit tectono-sdimentaire qui recouvre un plus ancien bassin sdimentaire, limit par deux inconformits son toit et sa base (Diaz-Molina et al. 1989 ; Gomez et al. 1996). Une analyse des fossiles de mammifres (des dents de rongeurs) a montre que lunit suprieure commence au niveau de rfrence des mammifres MP25 (quivalent la zone T de la subdivision stratigraphique locale) et termine la fin au niveau repre MN2 (quivalent la bas de la zone Y2 de la subdivision locale). La succession ainsi tudie correspond un intervalle de 1,6 Ma et comprend les biozones MP29 MN2. Cet intervalle de temps stend de la fin de lOligocne jusquau Miocne infrieur (Chattien), Alvarez Sierra 1987 ; Daams et al. 1996b).

19

125

100

75

50

25

0

5

20

54

74

San Juan

115

59

Y1 (MOH)

Y2 (CAB)

Y1 (PZI)

X (MON)

W (PAR)

PAR : ParralesPZ1 : Pozo 1MON : MoncalvilloMOH : MohedaCAB : Cabeza Rubia).

Y2 = MN2

Intervalle IVIntervalle IIIIntervalle II Intervalle I

A

B

C

Fig.10. A) Schma lithostratigraphique gnral du remplissage du bassin de Loranca, mis en relation avec les phases orogniques (Martinius, 2000). B) Assemblages chronostratigraphie et

lithostratigraphie et biostratigraphique de lunit suprieure. C) Coupe verticale du terrain (San Juan) reprsentative des intervalles dtude. Les ges repres sont indiqus par les espces de rongeurs.

III. II. Mthode et matriel

La mission terrain (2009) a permit de collecter des coupes verticales pour obtenir des pourcentages de sable, des mesures dextensions des corps grseux, et dautres mesures de position qui seront utilises pour reproduire le systme fluviatile de Huete en simulation. Coupes verticales Deux nouvelles coupes verticales ont t dresses afin dobtenir des intervalles repres et des pourcentages de sable pour les simulations avec Flumy et Isatis. Ce qui porte le nombre total de puits couvrant le domaine dtude cinq. Extensions En tout, quatre-vingt-neuf mesures de positions ont ts releves aux extrmits des corps sableux. Le set de donnes relatif ces extensions a t collect afin de fournir une

20

information qualitative pour la simulation Isatis. Les corps sableux ont t mesurs dans leurs longueurs et leurs largeurs par des mesures GPS, Garmin eTrex HCX, et traites laide du logiciel mapSource. Les mesures sont donnes avec une prcision de 1-3m en terrain dcouvert. Marqueurs stratigraphiques Des marqueurs stratigraphiques ont ts reprs, pour la plupart lors des prcdentes missions (2008). Ils correspondent des marqueurs continus, tels les calcaires lacustres ou les bancs de gypses massifs, qui se retrouvent sur lensemble du domaine dtude (Fig.14). Ils permettent la corrlations entre les intervalles. Channel Belt La prsence de chenaux abandonns Mud Plug (Fig.12-A1) lextrmit dune boucle de mandre permet de reprer ponctuellement la priphrie du systme fluviatile dans son axe transversal (Fig.11-B). La mesure de position de plusieurs Mud Plug des mmes intervalles a permis de retrouver les ceintures latrales des chenaux qui indiquent les limites de domaine.

II

III

Mud Plug

Ceinture latrale de mandre

Chenal isol

Plaine dinondation

m s

18%

42%

Mud Plug Point Bar

A

B

C

IV

Fig.11. Les Ceintures de mandre dans la plaine dinondation. A) Coupe transversale des dpts du chenal. Lassociation dun Point bar et de son Mud plug dtermine lextrmit dune boucle de

mandre. Cette extrmit constitue un point repre de la ceinture de mandre. B) Plusieurs points repres permettent de reconstituer les ceintures latrales de mandre C) En dehors de la zone des

ceintures les chenaux sont peu abondant, voir inexistant.

Lorientation des Mud Plug est dtermine par les sets stris lintrieur des barres de mandre qui indiquent la direction de migration des chenaux (Fig.11-A). Les mesures de position et dorientation dune quinzaine de Mud Plug ont ainsi permis de diffrentier deux ceintures latrales de mandre daxes parallles et dorientations opposes. Ces deux axes dlimitent le couloir principal de circulation qui a t form par le chenal lOligo-Miocne.

21

1m

A2

B1

1m

A1

Mud Plug

20 cm

B1

Fig.12. Dpts associs une ceinture latrale de chenal. A1) Dpt de chenal abandonn Mud plug , compris entre deux barres de mandre. A2) Barre de mandre avec base rosive. B1) Les strates (en noir) indiquent la direction du courant. Les sets stratigraphiques(en blanc) indiquent la

migration du chenal.

La position des mud Plug mesure sur le terrain a t reporte sur la carte du domaine (Fig.13-A) et ont permis destimer le trac des Ceinture latrales.

22

III.III. Rsultats

Les positions des Mud Plug sont essentielles la reconstitution des ceintures latrales de mandres. Grce cette reconstitution il est dsormais possible de contraindre le domaine dtude avec une prcision de lordre de la centaine de mtre. Les bordures du domaine ont ts ajustes aux deux modles Flumy et Isatis (Fig.13-A). Celles de Flumy sont repousses sur lextrieur dun kilomtre pour prendre en compte les dpts des crues de dbordement.

N

1,7km 2,4 km

1,7 km

Huete

300 m

N 270

N 90

Pozzo

Pernalon

San Juan

Barnabe

C. De Fafila

Las Canales

La Higuerilla

Moheda

Huete

FLUMY

ISATIS

A B

Ceinture latrale des chenaux Extension totale des corps sableux

Limites de domaine dtude pour les deux simulations Position de la base des Puits

Direction de migration Reprsentation synthtique des extensions des corps par intervalle :Intervalle IVIntervalle IIIIntervalle IIIntervalle I

Fig.13. A) Limitation du domaine de simulation pour les modles Isatis et Flumy dtermines partir des positions et directions des mud Plugs . B) Disposition des corps sableux, et reprsentation

synthtique de leurs extensions (il sagit ici des grandes extensions dcrites chapitre III.III.2, p24).

Les directions de migration confirmes par les positions successives des mud Plug (Fig.13) permettent de confirmer lorientation SE du palochenal (en moyenne perpendiculaire aux directions de migration, et de mme axe que les ceintures latrales).

23

III.III.1. Les pourcentages

Canales La Higuerilla San Juan San Bernabe Pernalon Net to Grossmoyen

Intervalle IVtotal sable 3,20 1,50 2,50 2,50 3,00

IVpaisseur 13,00 15,00 15,00 15,00 15,00 0,18Net to Gross 0,25 0,10 0,17 0,17 0,20

Intervalle IIItotal sable 0,00 2,10 0,00 0,00 0,00

IIIpaisseur 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 0,08Net to Gross 0,00 0,42 0,00 0,00 0,00

Intervalle IItotal sable 22,30 12,40 13,50 15,00 8,00

IIpaisseur 34,00 34,00 34,00 34,00 34,00 0,42Net to Gross 0,66 0,36 0,40 0,44 0,24

Intervalle Itotal sable 3,70 2,30 8,80 6,00 8,00

Ipaisseur 15,00 15,00 15,00 15,00 15,00 0,38Net to Gross 0,25 0,15 0,59 0,40 0,53

Tableau.2. Les intervalles sont obtenus partir des cinq coupes terrain, des repres stratigraphiques et des proportions de sable. Les proportions de sable sont indiques par le Net to Gross .

Cinq coupes sur un total de huit ont t slectionnes sur un domaine dtude de 8000m sur 6000m. Les coupes de Pozzo, Moheda et Corralde de Fafila se trouvent en dehors de la ceinture latrale de chenaux repre figure. Ils ne seront pas utiliss pour cette tude.

Inte

rval

le I

VIn

terv

alle

II

Inte

rval

le I

2,5

17,5

71,5

56,5

Pernalon

113,5

51,5

III

Inte

rval

le I

IIn

terv

alle

I

12,5

27,5

81,5

66,5

La Higuerilla

115

61,5

Inte

rval

le I

VIII

Inte

rval

le I

IIn

terv

alle

I

1

16

55

70

San Barnabe

105

50

Inte

rval

le I

VIII

Inte

rval

le I

IIn

terv

alle

I

5

20

54

74

San Juan

115

59

Inte

rval

le I

VIII

Inte

rval

le I

IIn

terv

alle

I

10

25

59

77

64

Canales

Inte

rval

le I

VIII

Fig.14. Reprsentation schmatique des cinq puits du bassin de Loranca utiliss pour la simulation. Quatre intervalles sont dlimits verticalement grce des calcaires lacustres qui servent de repres

stratigraphiques. On remarque que ces intervalles sont isopaques malgr quils ne soient pas la mme altitude.

24

III.III.2. Les extensions

A lintrieur dun intervalle, les corps sableux ne sont pas systmatiquement continus mais prsentent plus gnralement des interruptions. Ils dessinent ainsi une succession de corps sableux intermdiaires (Fig.15-16-17) qui constituent des corps plus tendus lorsquon les regroupe : grandes extensions (Fig.13-B). Les corps intermdiaires, petites extensions, ont ts mesurs individuellement sur le terrain, puis repositionns et corrls entre eux laide de marqueurs stratigraphiques afin dattribuer chaque niveau le long des puits des tendances moyennes dextension.

0

200

400

600

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19Ext

ensi

ons d

es c

orps

(m)

N S

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Exte

nsio

ns d

es c

orps

(m)

N S

Las Canales Intervalle IIEst de Huete Intervalle II

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6 7 8

Exte

nsio

ns d

es c

orps

(m)

N S

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5 6 7

Exte

nsio

ns d

es c

orps

(m)

N S

Est Huete Intervalle III et IV San Juan Intervalle III et IV

Extension des corps sableux : intervalle IVIntervalle IIIintervalle II

Extension des corps non sableux

Fig.15. Reprsentation des extensions sableuses et des intervalles vides (gap) pour les intervalles II et IV. Lextension des corps sableux correspond sensiblement celle des gaps. Les dimensions des

corps sableux dun mme intervalle ne sont pas identiques dune ceinture de mandre lautre.

- Lintervalle II a des extensions pour la plupart infrieures ou gales 200m. Deux mesures sont plus leves mais restent infra-kilomtriques. Les intervalles vides (Gaps) sont relativement de mme dimension que les extensions des corps grseux.

- Lintervalle IV est dcrit par un nombre moins important de donns. Par consquent Il est difficile den donner une tendance reprsentative. Pourtant, si on associe les donnes obtenues pour lintervalle III, alors on peut constater que les gaps sont presque toujours de plus grande dimension que les corps grseux.

25

IntE Net to

GrossAge Epaisseur des corps

sableux (m)Epaisseur des Gaps (m) Extensions longitudinales des

corps sableux (m)Extensions longitudinales des

Gaps (m)Extensions latrales des

corps sableux (m)

(m) (%) (Ma) moy min max moy min max moy min max moy min max moy

IV 15 0,18 0,87 1,6 0,5 3,0 5,2 2,1 12 115,2 88 137 364 119 1000* 120*

III 5 0,08 0,26 2,1 5,0 181,2 96 345 977,5 825 1130

II 34 0,42 1,60 4,5 0,4 18,0 4,7 0,2 15 219 47 867 170 65* 482

I 15 0,38 0,87 4,1 1,0 8,8 4,5 0,2 11,1 224 65 539 163 90 283 90

Fig.16. Synthse des donnes des intervalles I IV de la srie Oligo-Miocne de Huete (2009)

(mise en page : paysage)

Fig.17. (mise en page : paysage)

26

III.III.3. Les intervalles

Ils rsultent de lanalyse des extensions sableuses sur les affleurements et des pourcentages de sables dans les puits. Nous avons dfini quatre intervalles sur la base des caractristiques des units sableuses, de leur distribution spatiales ainsi qu laide de cinq repres stratigraphiques. Pour tudier les extensions (Fig.15) nous avons relevs les dimensions de 36 corps sableux suivant le sens de lcoulement du fleuve ; 7 corps pour lintervalle I ; 20 corps pour lintervalle II ; 4 corps pour lintervalle III et 5 corps pour lintervalle IV. Les dimensions des corps selon la verticale sont donnes par les mesures de puits. Le net to Gross indique le rapport entre la quantit de sable sur la quantit totale.

- Lintervalle I (15m ; 0,87 Ma) est constitu de chenaux peu amalgams, de barres sableuses, de mandres abandonns, de bancs silteux, de crevass splay distal. On repre au pied de la marmorisation dans les palosols. Le net to gross est de 0,38. Les extensions des formes sableuses vont de 65m 539m, en moyennes elles sont de 224m.

- Lintervalle II (34m ; 1,6 Ma) est constitu de chenaux amalgams, dun ensemble de

barres de mandre, de plusieurs mud plug reprs Canales, au Nord Est de Huete et San Juan. Lintervalle est riche en sable (Net to Gross : 0,42). Lextension minimum des corps sableux est de 47m, lextension maximum est de 867m et la moyenne des corps sableux reprsente 219m ; celle des gaps est de 977,5m. Lpaisseur moyenne mesure sur 16 corps sableux est 4,45m (min, 0,4m ; max, 18m). Lpaisseur moyen des gaps est 29,55m (min, 0,2 ; max, 15m).

- Lintervalle III (5m ; 0,26 Ma) na pas de relle particularit et ne se diffrentie pas

dans sa configuration de lintervalle IV. Pourtant on notera tout de mme quil prsente un pourcentage trs faible de sable (net to Gross : 0,08). Les occasionnelles extensions des corps sont relativement importantes (min : 96m ; max : 345m ; moy : 181,25).

- Lintervalle IV (15m ; 0,87 Ma) est form de chenaux isols, de sols marmoriss, de

calcaires lacustres, et de vgtation qui remplace des bancs fins lessivs. Net to gross : 0,18. La dimension des 5 corps mesurs Canales et San Juan sont relativement quivalentes (min, 88m ; max, 137m) avec une moyenne de 115,2m. Les gaps sont de mme dimension que les corps sableux (moy, 364 ; ou 152, en ne comptant pas une valeur aberrante). Lpaisseur moyenne mesurs sur 8 corps (en comptant les CSI) est 1,58m (min, 0,5m ; max, 3m). Lpaisseur des gaps (moy, 13,42 ; min, 2,1 ; max, 12m).

27

IV. Les simulations

Les simulations non conditionnelles ont permis de dterminer les paramtres qui influent sur les proportions de sable par intervalle et de tester linfluence dun channel belt sur la simulation. Elles ont permis dtudier les extensions des corps dans les directions dcoulement du fleuve et perpendiculairement lcoulement. Enfin elles ont permis de comparer ces extensions celles produites par un autre modle et celles dun affleurement. Les simulations conditionnelles ont permis de vrifier que les facis de barre de mandre (PB) de petite paisseur (

28

De plus, le respect du coefficient de proportionnalit dfini par Bridge rend imperceptibles les variations de pourcentage de sable dune simulation lautre (Tab.3). Cette constatation rend par consquent trs difficile lutilisation de ces deux paramtres pour la calibration des proportions de sable. 1 2 3 4 5 6 Intensit des crues (m) 0,1 0,2 0,28 0 ,36 0,43 1,37 Frquence des crues (its/crue)

10 30 50 75 100 550

Pourcentage de sable (%)

35,3 12,6 11,7 11,2 12,3 11,8

Pourcentage de sable prvisionnelle

15 11 10 10 10 13

Hauteur des dpts (m)

39 46 50 42 44 38

Nombre ditrations 50000 50000 50000 50000 50000 50000

Tableau 3 . Simulations pour dterminer les pourcentages de sable en respectant les relations de proportionnalit entre lintensit et la frquence des crues dfinies par Bridge (2003). La frquence des crues correspond un intervalle de temps (nombre ditrations) entre deux crues (its/crues).

Lintensit des crues correspond la hauteur des sdiments dposs sur la plaine dinondation lors de chaque crue (m). (cf. processus p8.)

Pour remdier au problme de lutilisation des frquence-intensits des crues nous allons proposer titre exprimental deux autres paramtres pour faire varier les proportions de sable : le gradient de pente et le coefficient drodabit (Tab.4).

Simulation 1 2 3 4 5

Para

mt

res Pente 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001

Coef. Erodabilit 2e-0.8 2e-0.8 3e-0.8 2e-0.8 2e-0.8

Priode d'OB 150 150 150 250 600

Rsu

ltats

Epaisseur des dpts (depuis 0)

31 33 32 23 12

Epaisseur des dpts (sensu stricto)

26 28 27 18 7

% de sables (PB) 13 17 20.5 15.6 48.5

% de sables (Total)

15.8 19.2 23.5 18.5 52.5

Tableau.4. Influence de la pente, du coefficient drodabilit et de la priode de crue (sans modifier lintensit) sur les proportions de sable.

- Une pente trs faible (variation de 0,001 0,002) augmente facilement les proportions de sable de plusieurs pourcent (Tab. 4).

- Une augmentation du coefficient drodabilit entrane galement une augmentation du pourcentage de sable (Tab. 4). Pourtant cette valeur simule semble un peu leve vis--vis du coefficient de rfrence dtermin par Sun (1996), pour respecter selon lui lvolution raliste dun chenal.

29

0,235872; 3

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

coef

ficie

nt d

'ro

dabi

lit

migration (m/ans)

Rfrence (Sun, 1996) E-8

Valeur utilise pour la simulation

0,250,15

Figure.19. Valeurs de migration pour diffrentes vitesses de perturbation. La valeur de migration de rfrence est 2.E-8 qui correspond 0,1356 m par anne (Sun, 1996). Pour une valeur de migration

de 3.E-8 nous obtenons 0,2358 m par anne, qui semble ralisable mais un peu leve pour une volution raliste de chenal daprs Sun.

Intervalle Pente Coefficient Erodabilit

Freq OB Intensit % sable Itrations

IV 0.0017 3e-8 125 0.50 18 9 000 II 0.003 3e-8 550 1.37 40 50 000

Tableau.5. Les proportions de sable par intervalle ont t reproduites par la simulation en utilisant le coefficient drosion et de la pente en respectant les facteurs de proportionnalit de Bridge (2003).

Le chois de ces nouveaux paramtres nous a permis de simuler avec succs les valeurs de proportion de sable correspondantes celles de Huete (Tab.5). Quant lutilisation dun coefficient drodabilit on constatera tout de mme avec satisfaction sur linterface graphique que les morphologies ainsi que lvolution du chenal semblent parfaitement cohrentes (Fig.20).

Fig.20. Intervalle II qui respecte les rapports de proportionnalit entre les intensits et les frquences de dbordement dcrits par Bridge (2003). Les boucles de mandre sont bien dveloppes. Les

proportions de sable sont respectes.

30

IV.I.1.2. Recommandation pour la simulation des intervalles de petite paisseur Deux intervalles sdimentaires (intervalle II et IV) du domaine de Huete ont t slectionns pour les simulations car ils prsentent des pourcentages de sable et des taux damalgamation diffrents. Pourtant lun des deux intervalles est plus petit de moiti que le premier, reprsentant 15m de sa base son sommet, et doit faire lobjet de certaines prcautions quant au calibrage des simulations. Lorsquon simule plusieurs fois un petit intervalle avec le mme jeu de paramtres il est souvent difficile dobtenir des rsultats identiques sur les proportions de sable. Cette difficult est cause par le peu de temps quon accorde en simulation au dveloppement du chenal pour quil soit reprsentatif du paramtrage. Ainsi, pour un petit intervalle, si un chenal commence par se dvelopper sur la priphrie du domaine, alors des sables seront dposs majoritairement en dehors du domaine tandis que les argiles seront comptabilises dans le domaine. Pour un petit intervalle, ce phnomne aura donc beaucoup de rpercussions sur les pourcentages de sable. Il est donc important de rester vigilant et critique sur les rsultats des petits intervalles, qui peuvent ne pas toujours traduire une tendance gnrale (Fig.21).

Totale VPC

Moyenne VPC

Inflexion localeA

B

41m

15m

Fig.21. Pour simuler un intervalle de petite paisseur (ici 15m) on choisit dans un premier temps de dterminer les paramtres lis aux proportions de sable sur un grand intervalle (41m) pour que les

variations locales (ici, une inflexion) ne risquent pas de masquer une tendance gnrale.

Pour contrer cette difficult une mthode simple peut tre utilise pour calibrer plus facilement les petits intervalles. Il sagit de traiter ces conditions de dpts dans un premier temps laide dun grand intervalle. Une fois les paramtres globaux (reprsentatifs) acquis, on peut lancer une seconde simulation pour respecter les hauteurs dintervalle.

31

IV.I.1.3. Les channel belts

Nous chercherons prsent connatre limpact dune ceinture de mandre sur les proportions de sable. Pour cela nous avons introduit une carte drodabilit (Fig.24.) en respectant les positions des ceintures de mandre repres sur le terrain. La carte drodabilit permet de contraindre la migration latrale du fleuve. Par consquent les sables du chenal seront concentrs sur une surface plus troite du domaine ce qui aura pour consquence de modifier localement les courbes verticales de proportion (VPC). Nous avons ralis deux simulations dont lune est contrainte par une ceinture de mandre et dont lautre ne lest pas (Tab.5).

Caractristique de migration du

fleuve

Intervalles % Sable Nombre ditrations

Pronostique VPC PB VPC Total entre 2 OB Total

Pas de ceinture latrale (1)

Intervalle IV 12 13,8 17 125 14 000

Intervalle II 37 41,1 42,8 675 245 000

Avec ceinture latrale (2)

Intervalle IV 17 28 30,8 125 14 000

Intervalle II 56 49,5 52,3 675 68 000

Tableau.5. Rsultats de la simulation non conditionnelle pour un fleuve contraint et pour un fleuve non contraint par une ceinture de mandre. Le pourcentage de sable PB est donn par le seul facis Point Bar (PB). Le pourcentage de sable total est donn par les facis Point Bar, Channel lag

et sand plug. Le pronostique est calcul par anticipation par la machine titre indicatif.

- La Simulation sans ceinture de mandres (1) a son fleuve autoris migrer sur tout

le domaine dtude, soit 8000m sur 6000m. Le calibrage des paramtres de simulation permettent de retrouver trs sensiblement les proportions de sable dduites du terrain (Tab. 5 et Tab.2 p22).

- Avec la Simulation non contrainte par une ceinture(2) on ne cherche pas reproduire

un pourcentage de sable issu du terrain mais comparer les pourcentages de la simulation contrainte(1) et non contrainte(2) en conservant les mmes paramtres de simulation ( paramtres dentre ).

On remarque que les pourcentages globaux sont plus levs dans le cas de la simulation avec ceinture (Tab.5).

32

A

B

Fig.22. Vues ariennes et coupes transversales dune simulation contrainte par des ceintures latrales (A) et non contraintes (B).

Grce linterface graphique il est possible dobserver au travers des courbes verticales de proportion (VPC) la rpartition du sable sur le domaine. On constate que les pourcentages de sable sont anormalement levs entre les ceintures de mandre (Fig.22-23).

Fig.23. Courbes verticales de proportions couvrant lensemble du domaine. Les pourcentages sont exagrment levs entre les channel belts.

Pour pallier le problme de la surlvation des proportions de sable entre les ceinture les paramtres de simulations peuvent tre modifis pour retrouver des proportions de sable souhaites. Pourtant cette mthode a rvl un problme dj voqu (Tab.5), car il surestime les proportions galement lorsquon en fait une moyenne sur lensemble du domaine. Mais il y a un autre inconvnient pour linstant lutilisation de carte des ceintures simules dans Flumy par les cartes drodabilit. Il sagit de la perturbation de la morphologie des chenaux (Fig.24).

33

Pointes de rebroussements du mandre

Fig.24. Illustration de la morphologie dun fleuve contraint par un channel belt . Chenal nouvellement apparu sur la plaine dinondation (gauche) ; le mme chenal aprs quelques centaines ditrations (droite). Les ceintures latrales (en jaune) limitent lextension des boucles de mandre.

Les anomalies remarques lors des simulations sont pointes sur linterface graphique de Flumy (Fig.24). Elles correspondent des rebroussements du chenal, dus aux parois (les ceintures) qui accrochent les mandres. Ces anomalies sont galement souponnes dtre lorigine de la surestimation de sable moyen sur le domaine (Tab.5)

Ceinture latrale du chenal

34

IV.I.2. Simulations conditionnelles

Les simulations conditionnelles (contrainte par des puits) ont ts effectues en utilisant les informations collectes pendant la mission terrain Huete pour deux intervalles stratigraphiques (Tab.7) et en utilisant les paramtres de calibration obtenus grce aux simulations non conditionnelles. Elles ont permis de tester une nouvelle stratgie de conditionnement, en remplaant les facis Point bar de petite taille par des Crevass Splay, et ont permis dtudier limpact des puits sur les Morphologies. IV.I.2.1. Rsum des rsultats obtenus pour deux intervalles Grce lacquisition de donnes de terrain de Huete nous avons pu slectionner deux intervalles diffrents dans leurs pourcentages de sable et leurs paisseurs. Avec les simulations non conditionnelles nous avons pu slectionner les paramtres adapts qui ont amen ces proportions, et qui seront repris pour les simulations conditionnelles. Les simulations conditionnelles, rsumes ci-dessous (Tab.7-8), respectent les proportions de sables, considrent les PB

35

IV.II.2.2. Remplacement des petites paisseurs de Point Bar (PB) Le remplacement des petites paisseurs de barre de mandre, ou Point Bar (PB), a une origine lie la gomtrie en parabole du chenal de la modlisation (Fig.26) qui sous-reprsente les faibles paisseurs par rapport un systme naturel. Le choix est alors de remplacer les paisseurs infrieures de la profondeur du chenal par un autre facis, les Crevass Splay I (CSI) (dpts de rupture de leve).

1

4

Gomtrie en parabole

Bordure convexe du chenal :-Systme Naturel: dpts de sables-Simulation: ne prvoir pas le dpt de sable

Figure.26. La gomtrie en parabole du chenal de la modlisation sous-reprsente les faibles paisseurs par rapport un systme naturel.

Les facis point bar (PB) dont lpaisseur au puits est infrieure la profondeur du chenal (ici nous prendrons 1,4m) obligeront le logiciel faire migrer le chenal de telle manire ce quil dpose du sable pour honorer le puits. Linconvnient dun passage du chenal ce niveau du puits est que les dpts vont tre plus pais que 1,4m. Il en rsulte une surestimation locale des proportions de sable (Fig.27-A).

Conversion de facis Epaisseur (m) % Sable

PB

36

A

B

PB

PB

t = 1

t = 2

Chenal sur le puits

Chenal en bordure du puits

CS I

Fig.27. Evolution dun chenal et de ses dpts conditionns par un puits. A) Le puits contient un facis PB de petite paisseur (E < profondeur du chenal), ce qui a pour consquence dattirer le chenal et

daugmenter les dpts de sable. B) Le facis PB a t remplac par un facis CS de mme paisseur, ce qui a pour consquence de tenir le chenal une distance minimum et de diminuer les

proportions de sable.

Pour illustrer le caractre rptitif de ce phnomne deux simulations sont ralises avec des puits contenant 3 Point Bar de petite taille (Fig.28). La premire simulation (A, B, C) utilise des donnes de puits pour lesquelles les facis initiaux (issus du terrain) ne sont pas modifis. La seconde simulation utilise des donnes modifies, de manire remplacer les facis Point bars (PB) de petite paisseur (

37

A

PB

CS

A

PB

CS

B

B

PB

CS

C

C

Fig.28. Sections transversales de deux simulations : la premire (A, B, C) avec les facis PB de petite paisseur (

38

IV.II.2.3. Un Impact du conditionnement sur la morphologie et le dpt Lutilisation des puits permet la simulation de respecter certaines donnes spatiales fixes et rlles. Cest donc un attout majeur pour la reprsentation dun rservoir. Pourtant il faut noter que certaines manoeuvres peuvent provoquer des effets non souhaits. Cest le cas pour cette simulation dont le positionnement rapproch de deux puits empche la circulation du chenal entre leurs positions (I, Fig.24).

OX

OZ

III

II

A

B

C

Fig.29. En simulations conditionnelle deux puits trop proches lun de lautre peuvent affecter anormalement la morphologie du chenal avec le dveloppement surdimensionn des boucles de mandre (C) et modifier la rpartition naturelle des dpts de sable (B). Les rsultats ont t compars avec une simulation non conditionnelle (A).

- Des accumulations de sable sorganisent la prifrie des puits, ds probablement au dveloppement anormal de boucles de mandres (II, Fig.29)

Il faudrait effectuer plus de simulations pour comprendre davantage ce problme. On peut malgr tout proposer une solution dans limmdiat qui concerne le rapprochement des puits. Il faut en effet veiller respecter des espacements assez larges entre les puits. Lquivalent de la largeur dune boucle de mandre, soit 2-3km dans notre cas, devrait tre suffisant pour le dveloppement rgulier du chenal.

39

IV.II. Isatis

IV.II.1. Choix des paramtres en fonction du terrain La prparation dune simulation Isatis est relativement longue et minutieuse. En contre-partie elle permet de simuler et de calculer divers paramtres dun rservoir. Elle permet dans notre cas dtude destimer la connectivit, dintgrer des simulations provenant dun autre logiciel et de produire une simulation partir des extensions des corps sdimentaires.

IV.II.1.1. Les proportions Les proportions utilises aussi bien pour les simulations conditionnelles que non conditionnelles sont les mmes que celles choisies pour la simulation de Flumy, soit en moyenne 20% et 40%. Elles ont t calcules partir des donnes des coupes de terrain (Tab.2 p22) et reprsentes par les courbes verticales de proportions (VPC) (Fig.30-B). Pourtant, comme nous venons de le remarquer, le travail de paramtrage est long pour obtenir la simulation dun intervalle. Nous voulons simuler plusieurs intervalles dont les proportions sont diffrentes afin den tudier la connectivit. Pour cela il a t choisi ici de conserver le mme paramtrage pour tous les intervalles mais en y modifiant simplement les courbes de proportions. Cette manipulation semble possible car la VPC est le seul paramtre dentre qui est propre un intervalle dans Isatis. Quant aux autres paramtres ils restent les mmes pour tous les intervalles ; except lpaisseur qui de toute manire naura pas dincidence sur la connectivit.

0.0

0.0

0.5

0.5

1.0

1.0

Sables

Sables

60 60

70 70

80 80

90 90

0.0

0.0

0.5

0.5

1.0

1.0

Current Proportions

Current Proportions

60 60

70 70

80 80

90 90

Isatis

- Intervalle II : 40% sableVPC initiale (donnes de puits)

- Intervalle II : 20% sableReprsentatif de lintervalle IVVPC modifie pourcentages diminus de moiti

1

2

2

1

A B

Fig.30. A) Proportion des lithotypes de lintervalle II pour lensemble des puits. Les proportions varient dune localit lautre mais la courbe verticale de proportion rsultante est la mme sur lensemble du domaine. B)-1. Courbe verticale de proportion de lintervalle II (VPC). -2. Proposition dune VPC pour

lintervalle IV partir des paramtres de la simulation II, afin de dterminer rapidement les connectivits sans recommencer un long paramtrage.

Il est noter que les courbes de proportions (VPC) sont des paramtres dentre avec la mthode Isatis. Les VPC sont constantes sur lensemble des positions gographiques du domaine bien que les proportions des puits varient dun puits lautre (Fig.30-A).

40

IV.II.1.3. Les dimensions

Pour raliser une simulation conditionnelle de lintervalle II en respectant les dimensions naturelles des corps dun systme fluviatile nous avons procd deux tapes prliminaires. La premire tape fut dobserver les dimensions des corps rels sur le terrain de Huete. Cette observation doit permettre de dterminer des extensions sableuses de rfrence qui pourront tre utilises pour dterminer les portes des variogrammes (Fig. 35-37). La seconde tape a t de tester en simulation non conditionnelle diffrents modles statistiques en modifiant les portes horizontales-verticales des variogrammes puis le schma de seuillage (Fig.34). Il sera enfin possible de comparer les extensions du terrain avec celles de Flumy et dIsatis pour vrifier que le modle statistique choisi dans cette partie est correct.

0

200

400

600

800

1000

1200

0

400

800

1200

1600

2000

2400

0

400

800

1200

1600

2000

2400

Extensions des corps (OX) Courbes de tendances (OX)

Extensions des corps (OY)

Extensions Terrain

Extensions Flumy

A

B

Fig.31. Petites Extensions des corps mesurs sur le terrain et sur linterface graphique de Flumy. Les extensions ont t releves paralllement (B) et perpendiculairement (A) laxe dcoulement du

chenal pour estimer les anisotropies.

Lobservation des dimensions des corps rels nous a tout dabord permis de diffrentier deux classes dextensions.

- Les petites extensions (Fig.31- 32) correspondent des extensions sans interruption des corps sableux, observes sur le terrain. Leurs extensions sont variables (25 800m), avec une majorit de corps infrieurs 400m.

- Les grandes extensions (Carte p21 Fig.17.p25) correspondent aux extensions cohrentes (mme poque de dpt) dun mme intervalle mis bout bout en incluant les intervalles vides (Gap). Elles correspondent des extensions de 1,7-2,4km.

Grandes extensions

Petites extensions

41

Les extensions mesures sur Flumy sont de grande dimension et semblent donc appartenir davantage au type des grande extensions plutt qu celles des petits corps .

B

50m

300m

50m

S N

Entit sableuse dont les diffrents corps sableux sont connects

Grande extension

100m

Petite extension

Fig.32. Profil longitudinal de San Juan Pernalon, repris de Daams (1996). Ce profil met en vidence les petites extensions et leur agencement.

La majorit des observations et de calibrations sappuient sur lobservation des extensions longitudinales (parallles lcoulement du chenal) pour lesquelles nous avons rcolt le plus de donnes sur le terrain. Il est nanmoins possible pour calibrer la simulation Isatis de sappuyer sur les observations des corps simuls par Flumy, sachant dsormais quelles peuvent correspondre aux grandes extensions , et quil faut par consquent les simuler en tant que telles. En effet, nous avons remarqu que la mthode Isatis semble avoir ce grand avantage de pouvoir matrialiser les corps des deux types dextensions (grandes et petites) (Fig. 33), ce qui est moins visible sur Flumy. Cette capacit simuler les petites extensions provient du choix du type de modle statistique. Il a t dtermin pour cet effet partir des simulations non conditionnelles, parce quil affecte les corps dun effet de crpitement , morcelant ainsi les grandes extensions (Fig.35).

200m

10m

Puits du conditionnement

Fig. 33. Une simulation conditionnelle dIsatis honore dans tous les cas parfaitement les puits. Cette illustration met en vidence des extensions des diffrentes dimensions. Les corps de petites

extensions semblent provenir du morcellement des corps de plus grandes extensions.

300m 100m

600 - 800m

42

IV.II.1.4. Les anisotropies

On choisit de tester diffrents schmas de seuillage de manire reproduire un assemblage qui corresponde la ralit du terrain.

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

IsatisOX

OZ

D

C

A

B

Simulation Schmas de seuillage Monogaussien

A

Le facis des leves entoure compltement les sables

B

Le leves sont dans les argiles, isoles des sables

Plurigaussien C

Les leves sont dans les sables, isoles des argiles

D

Les leves sont la frontire entre argiles et sables

Fig.34. Coupes transversales illustrant diffrentes lutilisations de diffrents schmas de seuillages.

Le schma de seuillage qui se rapproche le plus de notre cas dtude est un modle pluri-Gaussien qui permet aux leves dtre en contact avec les sables tout en baignant dans une

43

matrice argileuse. Le schma qui sen rapproche le plus dans les simulations non conditionnelles (Fig.34) se situe entre le schma C et D.

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

OX

OZ

I

H

F

G

Simulation

Porte horizontale (OX)

Porte horizontale (OY)

Porte verticale (OZ)

Plurigaussien Modle 1 250 200 2 Modle 2 800 300 0.9

F Effet Nuggets Effet de crpitement. Les corps ne sont pas discernables G Exponentiel Les corps se dessinent les corps restent brouills H Cubique Relativement semblable au Gaussien. La morphologie des corps est lisse I Sphrique Les corps sont bien discernables et pas trop lises

Fig.35. Coupes transversales illustrant diffrents types de modle statistiques.

Un modle qui permet de faire apparatre un peu de crpitement tout en conservant des corps bien dessins permet de reprsenter les petites et les grandes extensions observes sur le terrain. Cest une caractristique du modle sphrique, voir exponentiel.

44

Modle Gaussien1

Mod

le

Gau

ssie

n2

a b

c

Sable

Argiles

Fig.36. Schma de seuillage retenu pour la simulation conditionnelle. a.Sables ; b.Argilo-sableux ;

c.Argiles.

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

0

0

1000

1000

2000

2000

3000

3000

4000

4000

5000

5000

6000

6000

7000

7000

8000

8000

60 60 70 70 80 80 90 90

Isatis

OX

OZ

N

M

L

Simulation Porte horizontale

(OX) Porte horizontale (OY)

Porte verticale (OZ)

Plurigaussien J Modle 1 100 200 2 K Modle 1 500 200 2 L Modle 1 400 200 1

Modle 2 800 300 0.9

Le modle M semble le plus adapt aux rservoirs fluviatiles car il dessine correctement les formes observes sur le terrain

Fig.37.Diffrentes portes appliques aux transitions des corps sableux avec les argiles. Le modle M prsente la fois des extensions de lordre kilomtrique et de lordre de la centaine de mtre. Il

correspond aux observation de terrain concernant les extensions mesures, et semble par consquent adapt notre cas dtude.

45

IV.II.3. Simulations conditionnelles

La simulation conditionnelle a t calibre partir des rsultats obtenus en simulation non conditionnelle. Elle a t simule sur une grille correspondante aux dimensions du domaine de Huete, contenant cinq puits, et dont lorientation dpend de laxe dcoulement du chenal (Fig.38-38).

Fig.38. Interface graphique dIsatis affichant les simulations conjointes de Flumy (grande grille) et Isatis (petite grille). La direction dcoulement est oriente suivant laxe X.

Simulation 2 Modle 1 Sphrique Porte Horizontale 1 600 Porte Horizontale 2 250 Porte Verticale 4 Modle 2 Exponentiel Porte Horizontale 1 800 Porte Horizontale 2 800 Porte Verticale 0,9

Tab.7. Rsum de deux sets de paramtres slectionns daprs les simulations non conditionnelles. Les simulations conditionnelles Isatis respectent les pourcentages : sable, 41,81%, Argiles, 51,14% ;

Argilo-sableux, 7,05%.

Les paramtres de simulation (Tab.7) ont ts slectionns de manire : - Autoriser le contact des leves avec le sable, mais en les faisant baigner

principalement dans la matrice argileuse. Cette opration a t permise grce la slection dun schma de seuillage de type pluri-Gaussien.

- Permettre un effet lger de crpitement qui permet le morcellement partiel des corps sableux de grande dimension et permet dobtenir des extensions de plus petite taille. Cet effet a t produit par un modle de type Exponentiel et Sphrique.

- Favoriser les dimensions des corps correspondant au terrain, de taille kilomtrique et de lordre de la centaine de mtre.

46

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0

1

2

3

4

5

6

+

+

++

Pernalon

Corralde de Fafila

San Juan

+

+San Barnabe

Canales

La Higuerilla

Km

Km

Fig.39. Grille du domaine de Huete utilise pour les deux simulations Flumy et Isatis calibrs partir des ceintures de mandre qui indiquent sur laxe de circulation du chenal.

IV.II.2. Connectivit La connectivit peut tre horizontale ou verticale. Le paramtre principal qui contrle le type de connectivit est laggradation. Une forte aggradation favorise une connectivit verticale car les chenaux nont pas le temps de dposer du sable sur lensemble du domaine un mme niveau. Dautre part une faible aggradation favorise une connectivit horizontale car elle empche les superpositions rapides de sable et force le chenal dposer le sable latralement. La connectivit svalue en comptant dans une grille de simulation (ici Isatis) le nombre de mailles dun mme facis qui sont en contact. Plus le nombre de mailles est important plus le volume de roche en contact est lev. Prvoir le volume de roche poreuse connect permet destimer les quantits dhuile quil est possible dextraire avec le minimum de puits de forage. Cest donc un enjeu crucial pour le budget dune entreprise. Trois approches peuvent tre utilises pour estimer la connectivit.

- Les entits sableuses. Le logiciel peut calculer le nombre de corps entirement connects qui forment des entits sableuses distinctes. Le nombre dentits renseigne sur la connectivit globale du rservoir. Cest lapproche utilise dans cette tude.

- Les extensions maximales des corps connects. - Les volumes maximum connects.

Simulation Isatis Simulation Flumy Total mailles 16783200 4255572 Somme 99% 98% Nb de composantes 2 2 Composantes connexes N1 N2 N1 N2 Nb mailles 5330454 6671953 2831689 1418395 Proportion 41,35% 51,76% 66,54 33,33%

Tableau.8. Tableau synthtique de la connectivit dune simulation de lintervalle II par la mthode Isatis et Flumy, reprenant les paramtres du tableau. Ltude numrique de la connectivit a t

ralise sur le mme logiciel, Isatis.

Les grands corps connects dans les deux simulations sont peu nombreux mais ils regroupent la quasi-totalit du sable de lintervalle (99% et 98%), ce qui indique une

N

47

connectivit presque totale. Il est galement trs intressant de remarquer quon obtient des rsultats semblables pour les deux mthodes, en ce qui concerne la connectivit.

V. Discussion

Les rsultats et les interprtations des simulations ont dj ts traits pour chacune des mthodes, individuellement, dans la partie simulation . La courte discussion propose ici concerne les relations entre les rsultats des simulations lorsquelles sont regroupes sur le mme logiciel.

A B

C D

Fig.42. Les deux grilles de Flumy (A, C) et dIsatis (B, D), prsentant, en haut, la rpartition des facis sableux (jaune) et des facis fins (vert), et en bas le volume occup par les corps sableux et sa

connectivit. Le sable est reprsent dune seule couleur, ce qui indique que la quasi-totalit des corps sont connects.

- Les corps simuls avec la mthode Isatis sont de plus petites dimensions. Cette mthode permettrait ainsi de simuler les petites extensions . Comme il a t observer sur le terrain, les corps de petite extension, lorsquils sont mis bout bout, dessinent des plus grandes extensions. Cette caractristique et galement observe sur la simulation Isatis. Isatis semblerait donc un outil efficasse pour reprsenter deux classes dextensions proposes partir des observations du terrain.

- Les corps simuls par Flumy sont essentiellement de grande dimmension dans laxe longitudinale. Cette mthode semble reprsenter ce qui a t dfini comme les grandes extensions .

48

Flumy

PGS

Flumy

PGS

Fig. 41. Comparaison des simulations Flumy et Isatis pour profils, lun contenant des puits, lautre nen contenant pas.

- Les dimensions des corps grseux semblent se ressembler pour les deux mthodes malgr quIsatis gnre galement des corps de plus petite extension. Nous navons pas cherch ici reproduire avec Isatis une copie des rsultats obtenus dans Flumy. La ressemblance entre les rsultats est donc rassurante car elle indique que les deux mthodes fournissent des rsultats concordant.

- On remarque tout de mme que les sables dans Flumy semblent plus tirs et moins pais que dans Isatis. Cet tirement qui permet dobtenir des grandes extensions doit tre li la longueur donde des boucles de mandres gnrs par Flumy. En modifiant les paramtres des processus lis la sinuosit (Pente, rodabilit, dimensions du chenal, frquence des avulsions ; Annexe 4) il serait probablement possible de gnrer des petites extensions. On sattendrait alors ce quelles forment galement des grandes extensions par amalgamation. Ainsi Flumy permettrait galement de gnrer les deux classe dextensions.

49

Rsum des rsultats obtenus

Flumy

- Le remplacement de Point Bar de petite taille dans les puits semble corriger la baisse les pourcentages de sables surestims lorsquon les conserve.

- Deux paramtres, lrodabilit et le gradient de pente, permettent de calibrer aisment les proportions de sable en respectant les rgles dfinies par Bridge pour les systmes naturels.

- Lutilisation dune carte drodabilit permet de simuler les ceintures latrales des chenaux et de restreindre la migration latrale des chenaux. Cette mthode ncessite pourtant encore quelques amliorations, de manire viter les surrstimations des proportions de sable apparemment lies aux rebroussement du mandre le long des ceintures.

- Le paramtrage des petits intervalles peut tre facilit grce au paramtrage dans un premier temps dune simulation non-conditionnelle dun intervalle de plus grande taille.

Les simulations Flumy peuvent tre importes dans Isatis pour tre compares aux simulations analogues dIsatis (Fig-40-41-42). Isatis

- Un modle statistique a t dtermin pour simuler un rservoir dont on connat les extensions des corps grce aux donnes collectes sur le terrain.

- Nous avons ainsi dtermin les portes des variogrammes, qui permettent dobtenir les extensions longitudinales et perpendiculaires lcoulement du chenal.

- Nous avons utilis un schma de seuillage qui permet aux leves dtre positionnes au contact des sables tout en restant noyes dans une matrice argileuse.

- De calculer les connectivits et les ressemblances entre la simulation Flumy et Isatis dun intervalle de Huete.

50

VI. Conclusion En se basant sur les paramtres tudis dans cette tude il ressort que les mthodes Flumy et Isatis ont reproduit avec succs les proportions de sables (Flumy) dun intervalle tudi dans la rgion de Huete, de reproduire les morphologies des grandes extensions sableuses (Flumy et Isatis) et de petite dimension (Isatis) et dobtenir des rsultats concordant de connectivit. Ces rsultats confortent aujourdhui lide que les deux mthodes sont efficaces et quelles peuvent tre utilises en parallle pour offrir deux approches diffrentes du mme corps gologique. De plus cette tude a permi de mettre en vidence les points fort de chacune des mthodes. En ce qui concerne Isatis, malgr sa gourmandise pour les donnes de puits, elle a la capacit de simuler des entits non reproductibles pour le moment avec Flumy (les petits corps), de simuler la rpartition du sable de manire homogne sur lensemble du domaine en utilisant une VPC globale dfinie partir des donnes de puits. En ce qui concerne Flumy, du fait que cette mthode utilise les processus, elle est plus proche des rgles naturelles et permet de travailler avec plus de paramtres issus de lobservation. Elle permet de remdier au caractre plus aveugle de la mthode Isatis en qui tout repose sur le modle statistique choisi (auquel on est oblig de croire), en tout cas dans notre tude. En conclusion les deux mthodes, gntique et statistique, semblent, au travers de ces premier tests, pouvoir tre utilises en complmentarit, chacune delles apportant ses points forts lautre mthode.

Perspectives : Il serait intressant dutiliser dans Isatis les courbes verticales de proportion issues des simulations de Flumy, pour apporter la mthode Isatis des rsultats issus dune mthode gntique. La mthode Isatis est gourmande de donnes pour tre plus efficace. Il serait alors utile de tester une simulation du mme analogue en utilisant de nouveaux types de donnes, plus abondantes, et parfois moins chers obtenir quun puits de forage, les profils sismiques. Avec du courage, il faudrait relever une grande quantit de puits pour exploiter tout le potentiel dIsatis. Il faudrait davantage dobservation de terrain des extensions dans un plan perpendiculaire lcoulement du fleuve pour vrifier les anisotropies visibles sur Flumy.

51

Bibliographie

ALVAREZ SIERRA, M.A., 1987, Estudio sistematico y bioestratigrafico de los Eomyidae (Rodentia) del Oligoceno superior y Mioceno inferior espanol: Scripta Geologica, v. 86, 207p. BRIDGE, 2003: Rivers and Floodplains, Blackwell Publishing, 491p. COJAN, I. et RENARD, M., 1997. Sdimentologie. Enseignement des Sciences de la Terre, Editions Masson, 417p. DAAMS, R., ALVAREZ SIERRA, M.A., VAN DER MEULEN, A.J., AND PELAEZ-CAMPOMANES, P., 1996b, Paleoecology and paleoclimatology of micromammal faunas from upper Oligocenelower Miocene sediments in the Loranca Basin, province of Cuenca, Spain, in Friend, P.F., and Dabrio, C., eds., Tertiary Basins of Spain: Cambridge, U.K., Cambridge University Press, p. 295299. DAAMS, R., DIAZ-MOLINA M., MASB, R., 1994. Uncertainties in the stratigraphic analysis of fluvial deposits from the Loranca Basin, central Spain. Sedimentary Geology 102 (1996) 187-209. DIAZ-MOLINA, M., ARRIBAS-MOCOROA, J., AND BUSTILLO-REVUELTA, A., 1989, The Tortola and Villalba de la Sierra fluvial fans : Late Oligoceneearly Miocene, Loranca Basin, central Spain : International Conference on Fluvial Sedimentology, Barcelona, Spain, Excursion Guidebook 7, 74 p. GOMEZ, J.J., DIAZ-MOLINA, M., AND LENDINEZ, A., 1996, Tectono-sedimentary analysis of the Loranca Basin (Upper OligoceneMiocene, central Spain): a non-sequenced foreland basin, in Friend, P.F., and Dabrio, C.J., eds., Tertiary Basins of Spain : Cambridge, U.K., Cambridge University Press, p. 285294. MARTINIUS, A.W., 2000. Labyrinthine facies architecture of the Tortola fluvial system and controls on deposition (Late Oligocene-Early Miocene, Loranca Basin, Spain). Journal of Sedimentary Research, Vol 70, No. 4, July, 2000, p. 850-867. SUN, 1996: A simulation model for meandering rivers. Water Resources Research 32(9).

52

Annexe 1

Est de Huete San Juan Las CanalesCoordonnes extensions Coordonnes extensions Coordonnes Extensions (m)

Unit Nom Longitude Latitude corps totale Nom Longitude Latitude corps totale Nom Longitude Latitude corps totale

4 F 7 527443 4443500

211

PP 1 526064 4449803

365

180F 6 527285 4443416 123 PP 3 526183 4449489 131F 5 527232 4443305 PP 4 526125 4449372

119 1000F 4 527207 4443186 88 SJUAN E 526653 4448457 97F 3 527121 4443202 SJUAN D 526607 4448371

157SJUAN 1C 526677 4448231 137SJUAN 1B 526761 4448125

3 F 21 527497 4444226 172

284

PP1- 526235 4449387 345

441

F 22 527534 4444057 PP2- 525920 4449522825 1130

F 2 527123 4443345 112 SJ 1A 525343 4448300 96F 1 527065 4443248 SJ 1B 525343 4448271SJ 1D 525343 4448211

2 - 3 F 30 527355 4444647 86

186

BAR 3NW 526408 4448206 339F 29 527307 4444575 BAR 3SE 526620 444794265

F 28 527273 4444522 11F27 527266 4444511357

F 20 527494 4444244 89F 19 527417 4444200

2 - 2 U2-2 526247 4448371 176

315

BAR B D 525063 4445027322

1333

U2-1 526340 4448221 BAR B B 525130 444478733 BAR B A 525144 4444613

BAR 2NW 526363 4448197 139 170BAR 2SE 526446 4448087 BAR 3N 525172 4444447 867BAR 3B 525364 444360448

BAR 3A 525388 4443562 58BAR 3S 525378 444350442,6

1BAR 3N 525409 4443475 861BAR 3S 525481 4443426

2 - 1 F 24 527264 4444676251

1269

BAR 3N 525172 4444447 839

939F 25 527291 4444647 BAR 2B 525371 4443634F 26 527237 4444430 75

153 BAR 2A 525432 4443590 100F 18C 527242 4444274 200 BAR 2S 525432 4443591F 18B 527212 4444078393

F 17 526927 4443807 166F 18 527075 444373188

F 12 527054 4443634 95F 11 527024 444355798

F 13 526984 4443648 168F 14 526993 4443480117

FER 10 526880 4443454 295FER 9 526828 4443165261

FER 5 526921 4442970 47FER 4 526896 4442932482

FER 2 526773 4442467 47FER 1 526756 4442422

1 - 1 F 16 526949 4443803 328 328 U1-1 526212 4448332 95

245

BAR C N 525223 4444846

539

996

F 15 526993 4443480 U1-2 526258 444824790 BAR C A 525194 4444556

BAR 1 NE 526309 4448174150

BAR C B 525250 4444295BAR 1B SE 526423 4448076 283

BAR 1E 525327 444402380BAR 1C 525347 4443945

BAR 1S 525378 4443789BAR 1A 525396 4443728 65

161BAR 0N 525539 4443662 312BAR BS