A new method for generating a pipe network to handle channelled flow in fractured rocks

The pipe network generation proposed here assumes that flow in a 3D fracture field is highly channelled, and that there exist invariant crux nodes corresponding to crossroads connecting preferential flow paths whatever the mean head gradient's direction. The method allows preferentially for these crux nodes by conditioning the simulated network first on a ‘seeding’ of nodes and second, in generating 1D pipes between these nodes. Note that usually, nodes are the consequence (the intersection) of the pipe generation. Pipes can be also conditioned on their length and other features, but this conditioning is not strict, since all pipes must pass by the nodes. In the end, the network is simple without dead ends; each cluster is flowing and connected to the boundaries of the system. This type of network is expected to facilitate further calculations, for instance solving inverse problems in deforming the network by simply moving the crux node locations.

RésuméLa méthode de génération de réseaux de liens proposée dans ce travail suppose l’existence d’écoulements chenalisés dans le réseau de fractures et l’existence de carrefours d’écoulements invariants, quelle que soit la direction du gradient hydraulique moyen. Ces nœuds sont prioritairement intégrés en conditionnant le réseau, en premier lieu, sur un semis de nœuds, puis en traçant ensuite des liens 1D entre ces nœuds. Notons que l’habitude est d’avoir des nœuds qui sont la conséquence (l’intersection) de la simulation des liens. Ces derniers peuvent également être conditionnés, mais sans un strict respect des règles édictées, puisque les liens passent en priorité par les nœuds. Le réseau est finalement assez simple, sans terminaison morte ni amas isolé. On espère ainsi faciliter les calculs, notamment la résolution de problèmes inverses en déformant le réseau par modification de la position des nœuds.