Abstract FR:

La convection naturelle est un phenomene de transport pouvant avoir, dans certaines conditions, un role tres important dans l'evolution des bassins sedimentaires. Ce travail contribue a modeliser ces phenomenes en etudiant, dans les milieux geologiques, les differents types d'ecoulement convectif et leur stabilite. Le cas de reference que constitue la couche poreuse infinie anisotrope entre milieux imparfaitement conducteurs de la chaleur est considere en details. Pour les plus faibles contraintes thermiques, soit il n'existe pas de mouvement convectif, soit l'ecoulement, porte par la ligne de plus grande pente, est bidimensionnel. L'etude de la stabilite de ces etats permet de determiner les conditions d'apparition dans la couche poreuse de la thermoconvection multicellulaire 2d et de la thermoconvection 3d. L'heterogeneite et la complexite des milieux geologiques reels, existence de failles par exemple, conduit a utiliser des simulations numeriques. Les deux dernieres parties de ce travail presentent des programmes bases sur la methode des elements finis: 1) st2d3d permet l'etude numerique de la stabilite d'un ecoulement bidimensionnel afin de determiner les conditions critiques de stabilite de cet ecoulement, ainsi que la nature des perturbations qui le rendent instable. Une application presente les conditions d'existence de la convection dans un milieu bi-couche faille et la structuration des ecoulements dans des conditions legerement sur-critiques. 2) thconv est un programme resolvant les equations de la convection thermohaline dans un milieu pouvant comporter des failles. Celles-ci sont modelisees par des elements finis 1d. L'application a un milieu faille montre que, si les effets thermiques de la convection restent generalement limites, les ecoulements peuvent participer, au travers des failles, au transport de solutes a l'echelle du bassin. Par ailleurs, l'importance en milieu geologique des gradients de sel sur les ecoulements de convection naturelle est mise en evidence