Mise en place de métamodèles pour l'intégration rapide de la méthode d'homogénéisation auto-cohérente dans le code éléments finis Code_Aster.

IFP Energies nouvelles - Direction Géosciences

Stage Data / Mathématiques Appliquées Hauts-de-Seine entre mars et avril 2023 5 mois


IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Mise en place de métamodèles pour l’intégration rapide de la méthode d’homogénéisation auto-cohérente dans le code éléments finis Code_Aster.

Pour s’assurer de l’intégrité et de l’efficacité du stockage géologique de CO2, des analyses de risques sont menées s’appuyant sur la modélisation des processus en subsurface. L’évaluation des risques géomécaniques associés au stockage requiert une modélisation précise des déformations induites au cours de l’injection du CO2. La qualité de la réponse obtenue dépendra notamment de celle de la caractérisation des matériaux et de la capacité à modéliser dynamiquement les effets des hétérogénéités présentes.

La méthode auto-cohérente est une approche semi-analytique permettant d’estimer les propriétés élastiques homogénéisées d’un milieu à partir d’une description sommaire de sa microstructure (fraction volumique et propriétés élastiques de ces constituants, porosité, fractures). Dans le contexte d’une modélisation couplée THMC à l’échelle réservoir, les microstructures représentatives des matériaux en place sont variables spatialement (hétérogénéités des faciès) et temporellement (effets mécaniques et chimiques induits par l’injection de CO2).

Dans le cadre de ce stage, nous proposons d’intégrer indirectement cette approche par l’intermédiaire de métamodèles afin de la rendre utilisable et performante à l’échelle d’une modélisation couplée pour le stockage de CO2. Le stagiaire devra d’abord se familiariser avec la méthode d’homogénéisation (disponible dans un outil interne : GetUp), puis évaluer la capacité de prédiction de différents métamodèles pour une microstructure à nombre de constituants fixés.

Enfin, il intégrera le métamodèle sélectionné dans le code éléments finis Code_Aster pour évaluer ses performances sur une simulation couplée d’injection de CO2.

Connaissances exigées :

Mécanique des milieux continus, Programmation (Python), Analyse de données.


(PDF - Max : 5 Mo)
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