Modèles mathématiques et numériques avancés pour la simulation du polymère dans les réservoirs pétroliers

Réf. 2018_R11_MA04

Stage - Mathématiques Appliquées

Localisation : Hauts-de-Seine

Début : entre mars et mai 2018
Durée : 5 mois
Indem. : Oui

IFP Energies nouvelles

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.

Modèles mathématiques et numériques avancés pour la simulation du polymère dans les réservoirs pétroliers

Contexte du projet

Le sujet proposé porte sur la simulation de l’injection de polymère dans les réservoirs pétroliers. Ce type d'injection fait partie des procédés de récupération secondaire pratiqués afin d'améliorer l'extraction des huiles peu mobiles.

La modélisation du polymère en milieu poreux et sa résolution numérique constituent un sujet de recherche d'actualité pour plusieurs raisons.

La première tient à sa difficulté théorique : le modèle mathématique n’est en effet pas toujours hyperbolique. Des singularités de type delta-choc peuvent alors apparaître, induisant des concentrations de polymère très grandes et non acceptables physiquement. Il est donc important de concevoir des modèles physiques et des schémas numériques adaptés.

Également, en présence de polymère, la viscosité de la phase eau dépend de la concentration du polymère et du cisaillement. C’est cette dernière dépendance au cisaillement qui constitue le caractère non-newtonien du modèle et pour lequel l’élaboration d’un modèle numérique fiable et robuste reste encore un défi majeur.

Enfin, les modèles de simulations doivent être robustes et rapides. Les méthodes numériques employées doivent donc être évoluées et offrir un bon compromis entre précision, et rapidité.

Objectifs du stage

L’objectif de ce stage est d'apporter des améliorations des modèles physique et numérique de polymère en poursuivant les travaux déjà initiés en interne. On insistera plus particulièrement sur la résolution des problèmes de singularité et le développement de schémas numériques qui prennent en comptent ces singularités sans dégrader la stabilité. A cette fin, on propose de réaliser un prototype.de simulateur de réservoir.

Profil recherché

Master 2 ou 3ème années d'école, options mathématiques appliquées, informatiques, mécanique des fluides, motivé à la fois par les aspects numériques et le développement informatique.

Bonne connaissance en programmation C, C++, Fortran, Scilab, calcul parallèle.

Contact

IFP Energies nouvelles
Benjamin BRACONNIER
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 Rueil-Malmaison cedex
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