Naturally fractured reservoirs have attracted an increased interest of exploration and production geophysics in recent years. In many instances, natural fractures control the permeability of the reservoir, and hence the ability to find and characterize fractured areas of the reservoir represents a major challenge for seismic investigations. In fractured and porous reservoirs the fluid affects elastic anisotropy of the rock and also causes significant frequency dependent attenuation and dispersion. In this study we develop a mathematical model for seismic wave attenuation and dispersion in a porous medium in a porous medium with aligned fractured, caused by wave induced fluid flow between pores and fractures. In this work fractures in the porous rock are modelled as very thin and highly porous layers in a porous background. Dry highly porous materials have low elastic moduli; thus dry skeleton of our system contains thin and soft layers, and is described by linear slip theory. The fluid saturated rock with high-porasity layers is described by equations of poroelasticity with periodically varying coefficients. These equations are analyzed using propagator matrix approach commonly used to study effective properties of layered system. This yields a dispersion equation for a periodically layered saturated porous medium taking into account fluid communication between pore spaces of the layers. Taking in this dispersion equation a limit of small thickness for high-porosity layers gives the velocity and attenuation as a function of frequency and fracture parameters. The results of this analysis show that porous saturated rock with aligned fractures exhibits significant attenuation and velocity dispersion due to wave induced fluid flow between pores and fractures. / At low frequencies the material properties are equal to those obtained by anisotropic Gassmann theory applied to a porous material with linear-slip, interfaces. At high frequencies the results are equivalent to those for fractures with vanishingly small normal slip in a solid (non-porous) background. The characteristic frequency of the attenuation and dispersion depends on the background permeability, fluid viscosity, as well as fracture density and spacing. The wave induced fluid flow between pores and fractures considered in this work has exactly the same physical nature as so-called squirt flow, which is widely believed to by a major cause of seismic attenuation. Hence, the present model can be viewed as a new model of squirt-flow attenuation, consistent with Biot’s theory of poroelasticity. The theoretical results of this work are also limited by the assumption of periodic distribution of fractures. In reality fractures may be distributed in a random fashion. Sensitivity of our results to the violation of the periodicity assumption was examined numerically using reflectivity modelling for layered poroelastic media. Numerical experiments for a random distribution of fractures of the same thickness still show surprisingly good agreement with theoretical results obtained for periodic fractures. However this agreement may break down if fracture properties are allowed to vary from fracture to fracture. The results of this thesis show how to compute frequency dependences of attenuation and velocity caused by wave induced fluid flow between pores and fractures. These results can be used to obtain important parameters of fractured reservoirs, such as permeability and fracture weakness, from attenuation measurements. The major requirement for the success of such an approach is that measurements must be made in over a relatively broad frequency range.

Naturally fractured reservoirs are generally extremely complex. The aim of characterisation and modelling of such reservoirs is to construct numerical models of rock and fractures, preparing input data for reliable stimulation and fluid flow simulation analyses. This requires the knowledge of different fracture heterogeneities and their correlations at well locations and inter-well regions. This study addresses the issues of how to integrate different information from various field data sources and construct comprehensive discrete fracture networks for naturally fractured reservoir. The methodology combines several mathematical and artificial intelligent techniques, which include statistics, geostatistics, fuzzy neural network, stochastic simulation and simulated annealing global optimisation. The study has contributed to knowledge in characterisation and modelling of naturally fractured reservoirs in several ways. It has developed: .An effective and data-dependant fracture characterisation procedure. It examines all the conventional reservoir data sources and their roles towards characterisation of different fracture properties. The procedure has the advantage of being both comprehensive and flexible. It is able to integrate all multi-scaled and diverse fracture information from the different data sources. .An improved hybrid stochastic generation algorithm for modelling discrete fracture networks. The stochastic simulation is able to utilise both discrete and continuum fracture information. It could simulate not only complicated distributions for fracture properties (e.g. multimodal circular statistics and non-parametric distributions) but also their correlations. In addition, with the incorporation of artificial fuzzy neural simulation, discrete multifractal geometry of fracture size and fracture density distribution map could be evaluated and modelled. Compared to most of the previous fracture modelling approach, this model is more flexible and comprehensive. .An improved conditional global optimisation model for modelling discrete fracture networks. The hybrid model takes full advantages of the advanced fracture characterisation using geostatistical and fuzzy neural analyses. Discrete fractures are treated individually and yet continuum information could be modelled. Compared to the stochastic simulation approach, this model produces more representative fracture networks. Compared to the conventional optimisation programs, this model is more versatile and contains superior objective function.

The management of significant bone defects, delayed and non-union of fractures can be extremely challenging. Development of specific treatment is hindered by an absence of information regarding the molecular events which regulate these processes. In this thesis, a bilateral cancellous bone defect model of the femur and tibia was developed in a rodent and the spatiotemporal profile of TGF-β, BMP 2 and 7, Smads 1, 4 and 5 characterised. Next, the capability of acid solution to augment healing was tested in both a bone defect and in a closed femoral fracture model. Finally, a long term oestrogen deficiency (OVX) rat model of postmenopausal osteoporosis was characterised and the spatiotemporal profiles of IGF-1, IGFR-1, MMP-1, MMP-3, MMP-9, MMP-13, TIMP-1, TIMP-2, BMP-2, BMP-4, BMP-7, TGF-β, Smad4, Smad7, VEGF, Flt-1, Ihh and FGF-2 were compared in femoral osteotomies between OVX and Sham groups. The bilateral cancellous defect model was successfully created with a number of advantages with which to recommend its use in future studies. TGF-β, BMP 2 and 7, Smads 1, 4 and 5 had characteristic spatiotemporal profiles during cancellous bone defect healing suggesting that they have a regulatory role. The results of the acid study were inconclusive and problems with substance delivery and maintenance at the desired site need to be addressed in the future to fully test this hypothesis. No significant differences were detected on histology or three-point mechanical testing between the fracture calluses of acid and control groups. In the final study, OVX rats after six months had significantly increased weight and decreased bone mineral density compared to their sham counterparts. A histological delay in osteotomy healing was observed in the OVX group but no significant differences on tensile testing were seen between OVX and Sham groups up to six weeks. Immunohistochemistry revealed that delayed healing may be due to the down-regulation of IGF-1, BMP-2, 4, and 7 and the up-regulation of MMP-3 in OVX compared to Sham groups. In conclusion, the results of this thesis give some insight into the molecular biology of bone defects and osteoporotic fractures. This information may also be useful in the development of specific treatments aimed at augmenting healing in bone defects and osteoporotic fractures.

Le socle cristallin fracturé, situé à Ploemeur (Bretagne sud, France) est l'objet de ce travail de thèse. L'étude détaillée du socle nécessite une bonne compréhension de la structure interne, à savoir les propriétés intrinsèques, le mode d'écoulement, la densité et la distribution des fractures. Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation pétrophysique des formations granitiques. Les propriétés physiques ont été déterminées à partir de l'interprétation des données de mesures de géophysique en forage, des images de paroi du puits et des mesures pétrophysiques réalisées sur carottes en laboratoire. Afin de replacer les mesures dans leur contexte lithologique, une lame mince a été analysée pour chaque mini-carotte. Les formations lithologiques rencontrées dans le socle cristallin de Ploemeur sont des schistes et granites sains et altérés, ces deux lithologies étant séparées par une zone de faille. Les résultats ont montré que les propriétés pétrophysiques des roches étaient fonction à la fois de la variation de la porosité et du degré d'altération des roches et que la topologie de l'espace poreux était fortement dépendante de la porosité. Cette thèse introduit une nouvelle formule entre la résistivité électrique et la porosité. De plus, les mesures en laboratoire sur les échantillons de Ploemeur révèlent que les vitesses sismiques ne sont pas seulement fonction de la quantité de porosité, mais aussi fonction de facteur de forme. Ce dernier a été calculé sur les échantillons du socle de Ploemeur à partir des vitesses acoustiques. Les résultats ont montré que la porosité est de forme fissurale. L'intégration des données issues des images optiques et acoustiques, des mesures de géophysique en forage, et de la description des carottes a permis d'étudier de façon détaillée la géologie et l'hydrodynamique du socle de Ploemeur. L'intégration effective de ces différentes méthodes avec les tests hydrogéologiques ressort comme la meilleure façon de caractériser les fractures et les circulations en eau dans le socle.

Le Sud-est de la Côte d'Ivoire connaît depuis un demi-siècle une baisse exponentielle de sa surface forestière, liée à la déforestation et à l'impact du changement climatique. Les précipitations ont régressé de 15% entre 1937 et 2005 et la température de l'air connaît une légère augmentation de 0,08°C/10 ans. Pour comprendre le mécanisme de la recharge des aquifères, montrer l'impact du changement du climat et du couvert végétal sur les eaux et étudier la minéralisation des eaux de fractures du socle, 3 méthodes sont utilisées : la géochimie, la minéralogie et la télédétection. L'étude d'une image Landsat ETM+ a montré que l'aquifère du socle possède des paramètres géométriques favorables à un écoulement d'eau N-S. La minéralisation des nappes diminue d'amont en aval suivie d'une forte acidification des eaux, dues à un phénomène de dilution et de mise en solution du CO2 du sol. Sur le plan géochimique, l'étude révèle que l'enrichissement des nappes en Na+ et Ca2+ par rapport à K+ et Mg2+ est principalement lié à l'hydrolyse de l'albite pour le Na+ et de l'amphibole et de l'épidote pour le Ca2+. L'évolution du couvert végétal, depuis la période tardi-glaciaire, est marquée d'une augmentation de la teneur en 13C des eaux relativement vieilles (15 000 ans B.P) aux eaux récentes (~ 300-100 ans). La même tendance est constatée sur les teneurs en 18O et 2H des eaux du socle, témoignant ainsi des conditions particulièrement froides au début de la période post-glaciaire par rapport à celles d'aujourd'hui. Cette étude a montré que les eaux souterraines captives du socle sous le CT, ont enregistré les conditions paléoclimatiques de la Côte d'Ivoire des 15 000 dernières années.

Cette thèse porte sur la simulation numérique de modèles couplés pour l'écoulement et le transport dans les milieux poreux. Nous présentons une nouvelle méthode de couplage entre les réactions chimiques et le transport en utilisant une méthode de Newton-Krylov, et nous étudions également un modèle d'écoulement en milieu fracturé qui traite l'intersection des fractures par une méthode de décomposition de domaine. <br /> Ce travail est divisé en trois parties : la première partie contient une analyse de différents schémas numériques pour la discrétisation des problèmes d'advection-diffusion, notamment par une technique de séparation d'opérateurs, ainsi que leur mise en oeuvre informatique, dans un code industriel.<br /> La deuxième partie, qui est la contribution majeure de cette thèse, est consacrée à la modélisation et à l'implémentation d'une méthode de couplage globale pour le transport réactif. Le système couplé transport-chimie est décrit, après discrétisation en temps, par un système d'équations non linéaires. La taille du système sous-jacent, à savoir le nombre de points de grille multiplié par le nombre d'espèces chimiques, interdit la résolution du système linéaire par une méthode directe. Pour remédier à cette difficulté, nous utilisons une méthode de Newton-Krylov qui évite de former et de factoriser la matrice Jacobienne. <br /> Dans la dernière partie, nous présentons un modèle d'écoulement dans un milieu fracturé tridimensionnel, basé sur une méthode de décomposition de domaine, et qui traite l'intersection des fractures. Nous démontrons l'existence et l'unicité de la solution, et nous validons le modèle par des tests numériques.

Parmi les processus d'érosion, l'incision des rivières est classiquement décrit comme un processus clé contrôlant l'érosion des paysages. L'efficacité de l'incision est principalement influencée par le climat et par l'érodabilité. Ce dernier paramètre ne dépend pas seulement de la nature du substratum rocheux, mais aussi de sa déformation passée qui affecte ses propriétés rhéologiques équivalentes. Les principaux objectifs de cette thèse sont: (1) de mieux contraindre les relations entre propriétés équivalentes et érodabilité, et (2) de quantifier l'influence de l'érosion et de l'érodabilité sur la formation ou la décadence, spatiale et temporelle, de la topographie. Plusieurs outils numériques sont développés. Un formalisme 1D d'évolution des paysages est proposé, prenant en compte simultanément l'incision des rivières avec une distribution stochastique des débits en eau et l'érosion des versants par glissements de terrain. Un nouvel algorithme de remaillage appelé Surface Lagrangian Remeshing (SLR) est développé. Il permet de prendre en compte l'érosion à long terme dans les codes numériques 2D Lagrangiens basés sur des éléments finis triangulaires. Ensuite, la possibilité de mesurer in-situ l'érodabilité avec un marteau de Schmidt (R) est évaluée pour: l'orogène actif de Taiwan, les grès diagénétiques d'Annot et la zone de faille de St Clément. Les résultats suggèrent un fort contrôle de R par les propriétés équivalentes des roches testées. Un modèle linéaire, basé sur la théorie des milieux équivalents, est appliqué à une zone de faille avec une résolution inégalée (750 mesures, 25 mesures par mètre carré). Le modèle permet de corréler avec succès la densité de fracture et R. Ces résultats démontrent empiriquement que l'élasticité équivalente ainsi que l'érodabilité sont sensibles à la densité et à la nature des fractures. Enfin j'étudie les conditions d'érosion et de rhéologie qui permettent de reproduire l'évolution des chaînes de montagnes post-orogéniques. Un modèle couplant érosion en surface et soulèvement isostatique régional est compatible avec les observations. Les taux de décroissance topographique et de diminution du rapport de l'élévation de surface sur l'épaisseur de racine crustale sont contrôlés au premier ordre par la géométrie initiale de la chaîne de montagne et par l'efficacité de l'érosion. Ce nouveau modèle met en évidence le contrôle du climat et de l'érodabilité sur la décroissance topographique et de la rhéologie lithosphérique sur la persévérance des racines crustales.

Au cours du séchage, les milieux tels que les boues, vernis, peintures subissent différentes transformations physico-chimiques ainsi que d'importantes déformations sous l'effet des contraintes de rétraction. Un grand nombre de processus peuvent ainsi apparaître : formation de fractures, décollement revêtement/substrat, formation de plis, cloques,... Ces processus apparaissent à différentes échelles et présentent en particulier un grand intérêt pour les tableaux de Maîtres (rénovation, authentification, techniques des peintures). Deux systèmes modèles seront présentés afin d'étudier de telles instabilités. D'une part les suspensions aqueuses de particules colloïdales qui, au cours de l'évaporation du solvant, conduisent à la formation d'un gel fragile, siège de fortes contraintes mécaniques. D'autre part une goutte de solution d'un polymère vitreux à température ambiante qui, au cours du séchage, subit des déformations variées en fonction des conditions expérimentales.

No description available.

<p>During a three-year period (1989-91), all patients living in the county of Uppsala, Sweden, with a radiographically verified fracture of the clavicle were prospectively, consecutively followed (n=245). </p><p>The epidemiological study (I) was restricted to the two first years with 187 fractures in185 patients. The short term study (II) with 6 months follow-up included 222 patients. The long term study (III) with 10 years follow-up included 208 patients. The malunion study (IV) included eight patients and the nonunion study (V) 24 patients all of whom were consecutively operated between 1988-2000.</p><p>Displacement, especially with no bony contact in the initial radiographs, was a statistically significant risk factor for sequelae.</p><p>Comminute fractures, especially if including transversally placed fragments, were associated with a significantly increased risk of remaining symptoms. An increasing number of fragments was also associated with an increased risk of sequelae.</p><p>Patients with remainig symptoms after 6 months were on average older at the time of injury as compared to patients without remaining symptoms. Advancing age was also a significant risk factor for sequelae – specifically pain at rest – still after 10 years.</p><p>There was no difference between gender with respect to the risk of sequelae, except for nonunion.</p><p>Fracture location did not predict outcome, except for more cosmetic defects (middle part).</p><p>Shortening defined as overlapping at the fracture site was a significant risk factor for cosmetic defects after 10 years.</p><p>Patients who experience pain at rest and/or cosmetic defects more than twelve weeks after the fracture have a higher risk for sequelae.</p><p>The radiographic examination should always consist of two projections: the AP (0°) view and the 45° tilted view. Transversally placed fragments are not seen in the 0° view.</p><p>Removal of excessive callus in patients with persistent symptoms even several years after the fracture showed a good outcome. One does not have to stabilize the clavicle when excising the hypertrophic callus.</p><p>Symptomatic clavicular nonunions should be treated with surgery. Reconstruction plate combined with cancellous bone gives a faster and more reliable healing rate than external fixation.</p>