BRGM - La modélisation numérique est un outil puissant pour évaluer ces perturbations aux effets non linéaires.
Les simulations thermo-hydrodynamiques-géochimiques couplées en 3D envisagées dans le projet viseront à prendre en compte les effets réciproques des processus thermiques, hydrodynamiques et géochimiques dans le réservoir au cours de son exploitation, comme les changements de porosité/perméabilité dus aux réactions de dissolution/précipitation, dont la cinétique est favorisée par la température.
Dans le contexte géologique spécifique du FRS, de telles simulations peuvent être réalisées grâce au développement d'un couplage entre un code thermo-hydrodynamique adapté aux milieux fracturés, à savoir le logiciel ComPASS, et un code géochimique, à savoir PhreeqC.
ComPASS est basé sur des développements récents pour simuler des transferts hydrothermaux multiphasiques et multicomposants.
Les simulations peuvent être effectuées sur des maillages non structurés incluant des réseaux de fractures complexes, dans lesquels l'écoulement est bidimensionnel, couplé à l'écoulement tridimensionnel dans la matrice poreuse (modèle hybride).
Pour le code géochimique PhreeqC, des modules (c'est-à-dire IPhreeqC et PhreeqC-RM) ont été spécifiquement développés pour faciliter son couplage avec les codes hydrauliques et de transport.
Les codes ComPASS et PhreeqC ont été développés pour permettre des calculs parallèles.
Le travail post-doctoral est prévu pour mettre en oeuvre une approche séquentielle non itérative (SNIA) de couplage de ComPASS et PhreeqC en s'appuyant sur PhreeqC-RM.
Outre la gestion du bilan de matière, des charges et de la chaleur pendant l'échange d'informations, le couplage doit tenir compte du fait que les changements dans la chimie des fluides peuvent induire des réactions de dissolution/précipitation affectant la porosité et la perméabilité de la roche et, par conséquent, la circulation des fluides. Date de début souhaitée : 01/03/2025
Formation : Doctorat
Expérience : 1 - 5 ans
Le candidat mobilisera les compétences et qualités suivantes :
- travail en équipe ;
- capacités rédactionnelles ;
- bonnes compétences en programmation Python (la connaissance de C++ sera un plus) ;
- expérience en modélisation de processus couplés (une expérience en modélisation du transport réactif et/ou en modélisation hydrothermale sera un plus).
Notre projet de recherche vise à mieux comprendre les mécanismes d'enrichissement naturel du lithium dans les réservoirs géologiques et dans les eaux thermales qu'ils contiennent, en particulier dans la région du FRS. L'objectif est d'optimiser les méthodes de prospection et de définir les conditions d'une gestion durable de la ressource géothermique en lithium.
Grâce à une approche expérimentale en laboratoire couplée à des simulations numériques 0D à 3D, ce projet contribuera à une meilleure compréhension du cycle du lithium naturel et permettra d'évaluer comment cette ressource pourrait être développée de manière durable. Au final, cette collaboration entre le BRGM et Lithium de France vise à préserver l'environnement naturel du lithium géothermique, sécurisant ainsi une ressource souveraine essentielle à la transition énergétique.
L'exploitation des réservoirs géothermiques profonds implique des perturbations hydrodynamiques, thermiques et chimiques qu'il est nécessaire de prévoir pour garantir la durée de vie à long terme de ces réservoirs.
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