IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

• Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
• Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
• Développer des transports économes et à faible impact environnemental
• Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
• Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Modélisation d’un écoulement diphasique dynamique dans un milieu poreux

Programme de stage (M2) :

La compréhension et la modélisation des écoulements multiphasiques en milieux poreux revêtent une grande importance pour l’industrie pétrolière ainsi qu'en hydrologie et science de l'environnement. En effet, des problématiques aussi variées que la récupération assistée des hydrocarbures, la séquestration géologique du CO2 ou encore la réhabilitation des sols relèvent toutes du domaine des écoulements multiphasiques en milieux poreux.

Le département pétrophysique de l’IFP possède un code permettant de simuler l'écoulement diphasique (drainage/imbibition) dans l'espace poral de la roche afin d’en déduire la distribution spatiale des deux phases ainsi que les propriétés macroscopiques (pression capillaire, perméabilité absolue ou relative, résistivité électrique en fonction de la saturation).

Le code est basé sur la modélisation dite réseau représentant l'espace poral par un réseau tridimensionnel de pores (noeuds) et de seuils (segments) interconnectés. Ce réseau est construit de manière stochastique ou à partir d'image 3D de roche capturée par tomographie à rayons X qui permet aussi d’observer la distribution des différentes phases dans le milieu.

Actuellement le modèle réseau est validé dans sa version quasi-stationnaire (les interfaces fluide/fluide sont déplacées dans le milieu poreux en respectant l'équilibre capillaire).

Dans le stage proposé, il s'agira d'aborder les aspects dynamiques du modèle. Ces aspects sont très importants pour décrire les écoulements rapides (forts nombres capillaires) mais aussi dans le calcul des écoulements par phases dispersées. Une première version dynamique en drainage qui prend en compte la cinétique de mouvement des interfaces est en cours de développement.

L’objectif du stage sera donc de poursuivre le développement du modèle réseau dynamique dans la phase d'imbibition et de valider le modèle en le confrontant aux expériences d'écoulement diphasique sous tomographie. Ce sujet pourra être poursuivi en thèse.

Connaissances exigées :

• Modélisation numérique
• Maîtrise des outils informatiques (C,C++...)
• Mécanique des fluides
• Des notions en traitement d'image seront appréciées

Établissement d'accueil : Institut Français du Pétrole
Adresse : 1 & 4 avenue de Bois Préau - 92852 Rueil Malmaison
Direction : Ingénierie de Réservoir
Département : Pétrophysique
Durée du stage : 5 mois
Date de début du stage : Avril