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Post-doc: Compréhension et modélisation des processus thermo-hydro-méca et chimique (THMC) dans les systèmes géothermiques profonds CDD

Contact

Z. OURAGA (Ingénieur R&D, Ineris), M. SOULEY (Ingénieur R&D, Ineris)
Ineris, Rue Jacques Taffanel
60550 Verneuil-en-Halatte

France

Zady.Ouraga@ineris.fr

Descriptions

Date de début :
15/03/2021
Date de fin :
15/09/2021
Date limite pour postuler :
10/03/2021
Descriptif :

Encadrement : Z. OURAGA (Ingénieur R&D, Ineris), M. SOULEY (Ingénieur R&D, Ineris)

Mots clés : Géothermie, réactivation des fractures et failles, sismicité induite, couplage THMC, modélisation numérique, expérimentations de laboratoire et in-situ

Ce post-doc est proposé dans l’unité Risques Naturels, Ouvrage et Stockage (RNOS) au sein de la direction Site et Territoire de l’Ineris. L’activité de l’unité couvre tous les aspects de la prévention des risques liés à l’exploitation et à la post-exploitation du sol et du sous-sol, notamment les excavations souterraines, les mines abandonnées, les cavités salines, les forages profonds, les stockages souterrains de gaz, les systèmes géothermiques et la stabilité des pentes et fronts rocheux. Le domaine d’expertise principal de l’unité est la modélisation numérique des processus couplés thermo-hydromécaniques et chimiques (THMC) appliquée à la géomécanique.

Afin de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de la sismicité induite dans les systèmes géothermiques profonds, l’unité cherche à développer de nouvelles approches de modélisation numériques de l’initiation, de la propagation et du glissement (sismique ou asismique) de fractures lors d’opérations d’injection ou d’extraction de fluides dans des milieux rocheux.

Dans ce cadre de cette recherche, nous nous intéresserons aux systèmes géothermiques EGS (Enhanced Geothermal Systems). Cette technologie consiste à produire de l’eau chaude (généralement entre 120 et 200 °C) à partir de réservoirs profonds naturellement fracturés situés entre 2 et 5 km de profondeur. Afin d’améliorer la connexion hydraulique entre le puits et les fractures naturelles du réservoir, des techniques de stimulation sont utilisées. Celles-ci consistent à injecter un fluide (souvent froid) sous pression dans le milieu fracturé. Ces processus de stimulation, mais aussi la production et la réinjection du fluide géothermal en phase d’exploitation, entraine des modifications des champs de température, de pression interstitielle et de contraintes in situ, qui peuvent conduire à l'amorçage et la propagation de fractures et/ou la réactivation de discontinuités telles que des joints ou des failles. Par ailleurs, ces processus s’accompagnent de réajustements dynamiques, qui peuvent émettre des ondes. Cette sismicité induite est inhérente au développement et à l'exploitation des réservoirs géothermiques profonds. Cependant, lorsqu'elle est ressentie à la surface (magnitude ≥ 2), elle devient une source d’inquiétude majeure pour les populations, les autorités locales, et peut nuire au développement de cette activité. La complexité du comportement des fractures et de leurs interactions, le manque de fondamentaux physiques, le rôle très fort des processus couplés thermo-hydro-mécaniques et chimiques (THMC) et potentiellement biologiques (THMC-B), rendent extrêmement difficile la prédiction et le contrôle de la sismicité induite pendant l'exploitation. Des approches numériques spécifiques et des moyens de calculs puissants sont également nécessaires pour prendre en compte la complexité géométrique 3D et l’hétérogénéité des réservoirs géothermiques.

Votre mission

Le post-doc consistera à faire un état des connaissances sur la phénoménologie et les mécanismes sous-jacents à la sismicité induite dans les systèmes géothermiques, ainsi que sur les approches de modélisation et les outils numériques développés pour reproduire la relaxation dynamique des failles et fractures dans les réservoirs géothermiques. Cette revue bibliographique comprendra :

· l’identification des processus THMC à l’origine de l’activation des failles et de la sismicité (par exemple à partir de retours d’expériences de systèmes EGS ayant généré de la sismicité induite) ;

· un état de l’art des essais expérimentaux de laboratoire et in situ réalisés pour mieux comprendre les interactions fluide-roche en jeu dans les systèmes EGS ;

· une revue des approches numériques 2D/3D THMC et des outils développés pour modéliser la stimulation et l’exploitation des réservoirs géothermiques profonds ;

· la rédaction d’un rapport ou un article.

Profil

· Doctorat en géomécanique ou en géophysique

· Capacité à travailler de manière autonome et en équipe

· Appétence pour la lecture d’articles scientifiques

· Esprit de synthèse et bonne aisance rédactionnelle en français et/ou anglais

Localisation : Ineris, Rue Jacques Taffanel, 60550 Verneuil-en-Halatte, France

Durée : 6 mois

Comment postuler La candidature pourra être transmise en Français ou en Anglais. Elle doit comporter un curriculum vitae (comprenant une liste de publications et les noms et postes de vos encadrants), ainsi qu’une lettre de motivation à transmettre à : Zady.Ouraga@ineris.fr

Mot(s)-clé(s)

  • Essais in situ
  • Expérimental
  • Modélisation
  • Sismique