L’un des objectifs stratégiques de l’industrie pétrolière moderne est le développement réserve effective de pétrole à haute viscosité, caractérisées par une faible mobilité entraînant une forte baisse du facteur de récupération du pétrole. Le développement de tels réservoirs par des méthodes traditionnelles (déplétion naturelle, injection d’eau, etc.) n’est souvent pas efficace. L’alternative est une application de méthodes de récupération actives, en d’autres termes, des méthodes de récupération assistée du pétrole. Dans cette thèse, nous analysons les problèmes de modélisation du déplacement du pétrole par l’eau en présence de bactéries produisant des agents chimiques actifs qui changent favorablement les propriétés du pétrole et de l’eau. Plus strictement, nous analysons les bactéries produisant un biosurfactant qui réduit les effets négatifs du piégeage d’huile capillaire en milieux poreux. Un tel problème fait partie de la théorie générale de l’écoulement multiphase multicomposant partiellement miscible avec des réactions chimiques, couplé à la dynamique de la population. Le modèle mathématique général du processus est présenté, qui a été réduit au modèle des ondes cinématiques, grâce à plusieurs simplifications admissibles. Plus exactement, nous avons obtenu le système de cinq équations différentielles en dérivées partielles non linéaires du premier ordre, qui peuvent avoir des solutions discontinues. Un tel système ne peut être étudié que numériquement dans le cas général. Cependant, nous avons montré que pour un cas particulier, ce modèle peut être complètement analysé qualitativement. Pour une telle analyse, nous avons introduit le concept de faible bioréactivité. Elle correspond au comportement asymptotique du modèle général lorsque le taux de cinétique bactérienne tend vers zéro. En appliquant la technique de développement asymptotique, nous avons obtenu la solution semi-analytique du problème de déplacement. En particulier, cela nous a offert la possibilité de détecter les discontinuités (les chocs) de différents types et d’analyser exactement leur structure. Le cas général du taux cinétique arbitraire a été étudié numériquement, en utilisant le code COMSOL MULTIPHYSICS. Nous avons analysé l’impact du taux de croissance microbien, des concentrations microbiennes et nutritives, de la forme des fonctions cinétiques et du rapport de viscosité sur la récupération de l’huile. Dans le dernier chapitre, nous avons simulé un cas réel d’un champ pétrolier kazakh. Le principal et unique outil d’étude de la récupération microbiologique assistée du pétrole (RAMP) était l’analyse numérique, alors qu’il manquait des solutions analytiques. Les solutions semi-analytiques que nous avons obtenues comblent cette lacune. Ils représentent des résultats exacts qui pourraient être utilisés pour vérifier la validité de divers schémas et codes numériques.