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Comportement thermo-mécanique du sel gemme pour le stockage souterrain d'énergie

Comportement thermo-mécanique du sel gemme pour le stockage souterrain d'énergie

Proposition de thèse

SpécialitéGéosciences et géoingénierie
Ecole doctoraleGRNE - Géosciences, Ressources Naturelles et Environnement
Directeur de thèseTIJANI Michel
Unité de rechercheGéosciences
ContactLaura BLANCO MARTIN
Site Web
Mots-cléssel gemme, cavité saline, stockage souterrain, comportement thermo-mécanique, essais en laboratoire, modélisation par éléments finis
RésuméLe sel gemme est une roche présentant des caractéristiques mécaniques, hydrauliques et thermiques très favorables au stockage souterrain (hydrocarbures, déchets radioactifs ou chimiques, etc). La thèse se propose d'améliorer les connaissances actuelles sur la rhéologie du sel gemme, en particulier le comportement thermo-mécanique. Une nouvelle loi de comportement est en cours de développement au sein de l'équipe GIG, ainsi qu'une nouvelle méthodologie pour le dimensionnement d'ouvrages souterrains dans des milieux salins. Une contribution importante de la thèse sera la réalisation d'essais en laboratoire sous différents régimes de contrainte, vitesse et température afin de valider et améliorer la loi proposée. Des phénomènes non maîtrisés à l'heure actuelle (fluage inverse, effet de la température, vraies conditions triaxiales) seront étudiés. Le modèle sera par la suite implémenté dans les codes numériques de l'équipe. Après validation, il sera utilisé dans des simulations thermo-mécaniques des cavités de stockage en couplant la thermodynamique du fluide stocké avec la réponse de la cavité et du massif environnant. Des collaborations internationales (Allemagne, Etats-Unis) pour comparer différents modèles et approches seront établies en fonction de l'avancement du travail.
La rhéologie du sel gemme est un sujet au cœur des activités du Centre de Géosciences MINES ParisTech depuis la fin des années 60, aussi bien sur le plan théorique, expérimental ou encore de modélisation numérique. Au cœur de l'équipe Géologie de l'Ingénieur et Géomécanique, plusieurs projets de recherche sont consacrés au stockage dans des cavités salines. Par ailleurs, l'équipe a plusieurs partenaires industriels stratégiques dans le domaine du stockage (Storengy, Geostock, Salins, etc). L'environnement pour effectuer cette recherche et donc très favorable.
Contexte..
EncadrementBLANCO MARTIN Laura et ROUABHI Ahmed
Les deux co-encadrants participeront activement au suivi du thésard. La partie expérimentale sera plus suivie par L. BLANCO MARTIN et la partie théorique par A. ROUABHI. Le directeur suivra l'ensemble du travail et participera avec son expertise à la prise de décisions et à l'orientation du travail.
Profil candidatIngénieur civil ou mécanique, avec de fortes connaissances en mathématiques, mécanique et thermodynamique. Des bases en analyse numérique sont souhaitables. Le candidat devrait avoir un goût pour l'expérimental et de bonnes capacités de communication pour le travail en équipe.
La connaissance d'un ou plusieurs langages de programmation (Fortran et C++ en particulier) est fortement souhaitée.
Maîtrise obligatoire de l'anglais et du français (écrit, oral).
Références1. P. Labaune, A. Rouabhi, M. Tijani, L. Blanco-Martin, T. You. Dilatancy criteria for salt cavern design: a comparison between stress- and strain-based approaches. En cours de préparation.
2. M. Tijani. Contribution à l'étude thermomécanique des cavités réalisées par lessivage dans des formations géologiques salines. Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie, 2008.
3. A. Rouabhi, M. Tijani, O. Stab, Y. Charvavel, T. You. A semi-analytical approach for modelling heat transfer during salt-cavern leaching process. Int J Numer Anal Meth Geomech 32:1617-1634, 2008.
4. P. Bérest, B. Brouard,H. Djakeun-Djizanne, G. Hévin. Thermodynamical effects of a rapid depressurization in a gas cavern. Acta Geotechnica 9(1):181-186, 2014.
Type financementFinancement d'un Etablissement d'enseignement supérieur

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