Dealing with spatial heterogeneity

On peut aborder le problème de lhétérogénéité en sefforçant de définir une perméabilité équivalente homogène, par prise de moyenne, ou au contraire en décrivant la variation dans lespace des propriétés des roches à partir des observations géologiques et des mesures locales. Les techniques disponibles pour une telle description sont soit continues, comme lapproche Géostatistique, soit discontinues, comme les modèles de faciès, Booléens, ou bien par Indicatrices ou Gaussiennes Seuillées, ou enfin Markoviens. Ces modèles de faciès sont mieux capables de prendre en compte la connectivité des strates géologiques, telles que les chenaux enfouis à forte perméabilité, ou au contraire les faciès fins de barrières de perméabilité, qui ont une influence importante sur les écoulement, et, plus encore, sur le transport. Les modèles génétiques récemment apparus ont la capacité de mieux incorporer dans les modèles de faciès les observations géologiques, chose courante dans lindustrie pétrolière, mais insuffisamment développée en hydrogéologie. On conclut que les travaux de recherche ultérieurs devraient sattacher à développer les modèles de faciès, à les comparer entre eux, et à mettre au point de nouvelles méthodes dessais in situ, comprenant les méthodes géophysiques, capables de reconnaître la géométrie et les propriétés des faciès. La constitution dun catalogue mondial de la géométrie et des propriétés des faciès aquifères, ainsi que des méthodes de reconnaissance utilisées pour arriver à la détermination de ces systèmes, serait dune grande importance pratique pour les applications.Heterogeneity can be dealt with by defining homogeneous equivalent properties, known as averaging, or by trying to describe the spatial variability of the rock properties from geologic observations and local measurements. The techniques available for these descriptions are mostly continuous Geostatistical models, or discontinuous facies models such as the Boolean, Indicator or Gaussian-Threshold models and the Markov chain model. These facies models are better suited to treating issues of rock strata connectivity, e.g. buried high permeability channels or low permeability barriers, which greatly affect flow and, above all, transport in aquifers. Genetic models provide new ways to incorporate more geology into the facies description, an approach that has been well developed in the oil industry, but not enough in hydrogeology. The conclusion is that future work should be focused on improving the facies models, comparing them, and designing new in situ testing procedures (including geophysics) that would help identify the facies geometry and properties. A world-wide catalog of aquifer facies geometry and properties, which could combine site genesis and description with methods used to assess the system, would be of great value for practical applications.La heterogeneidad se puede manejar por medio de la definición de características homogéneas equivalentes, conocidas como promediar o tratando de describir la variabilidad espacial de las características de las rocas a partir de observaciones geológicas y medidas locales. Las técnicas disponibles para estas descripciones son generalmente modelos geoestadísticos continuos o modelos de facies discontinuos como los modelos Boolean, de Indicador o de umbral de Gaussian y el modelo de cadena de Markow. Estos modelos de facies son mas adecuados para tratar la conectvidad de estratos geológicos (por ejemplo canales de alta permeabilidad enterrados o barreras de baja permeabilidad que tienen efectos importantes sobre el flujo y especialmente sobre el transporte en los acuíferos. Los modelos genéticos ofrecen nuevas formas de incorporar más geología en las descripciones de facies, un enfoque que está bien desarollado en la industria petrolera, pero insuficientemente en la hidrogeología. Se concluye que los trabajos futuros deberían estar más enfocados en mejorar los modelos de facies, en establecer comparaciones y en diseñar nuevos procedimientos para pruebas in-situ (incuyendo la geofísica) que pueden ayudar a identificar la geometría de las facies y sus propiedades. Un catálogo global de la geometría de las facies de los acuíferos y sus características, que podría combinar la génesis de los sitios y descripciones de los métodos utilizados para evaluar el sistema, sería de gran valor para las aplicaciones prácticas

Applicability of the most frequent value method in groundwater modeling

The Most Frequent Value Method (MFV) is applied to groundwater modeling as a robust and effective geostatistical method. The Most Frequent Value method is theoretically derived from the minimization of the information loss called the I-divergence. The MFV algorithm is then coupled with global optimization (Very Fast Simulated Annealing) to provide a powerful method for solving the inverse problems in groundwater modeling. The advantages and applicability of this new approach are illustrated by means of theoretical investigations and case studies. It is demonstrated that the MFV method has certain advantages over the conventional statistical methods derived from the maximum likelihood principle

Geological objects and physical parameter fields in the subsurface: a review

International audienceGeologists and geophysicists often approach the study of the Earth using different and complementary perspectives. To simplify, geologists like to define and study objects and make hypotheses about their origin, whereas geo-physicists often see the earth as a large, mostly unknown multivariate parameter field controlling complex physical processes. This paper discusses about some strategies to combine both approaches. In particular, I review some practical and theoretical frameworks associating petrophysical heterogeneities to the geometry and the history of geological objects. These frameworks open interesting perspectives to define prior parameter space in geophysical inverse problems, which can be consequential in under-constrained cases