Description du sujet de thèse

L'objectif de ce doctorat est de répondre à une question de longue date et toujours en suspens : comment l'injection de fluides dans le sous-sol est-elle liée à l'apparition de tremblements de terre ? Il est bien connu que l'objet "faille" est l'ingrédient clé. Les failles agissent comme un conduit majeur lors de l'injection de fluides dans le sous-sol et les failles sont en fin de compte les hôtes des tremblements de terre.
Ces dernières années, des progrès considérables ont été réalisés dans la recherche sur le rôle des failles préexistantes dans le déclenchement à distance de la sismicité, mais peu d'entre eux ont pris en compte la complexité de la rugosité multi-échelle des failles qui contrôle à la fois l'écoulement des fluides et le glissement. En effet, les activités de recherche ont été menées en silo. Soit l'accent était mis uniquement sur le contrôle de la géométrie des failles sur l'écoulement des fluides, soit l'accent était mis uniquement sur le contrôle de la géométrie des failles sur le glissement. Ce doctorat sur la sismicité induite vise à rompre cette recherche en silo sous-optimale et à évaluer conjointement le comportement hydraulique et mécanique d'une faille rugueuse déformable à plusieurs échelles.
Les nouvelles découvertes attendues devraient permettre de réconcilier nos modèles physiques avec des observations actuellement inexpliquées, telles qu'une sismicité déclenchée inattendue, importante, éloignée ou retardée, lorsque les réservoirs sont initialement très proches de la rupture avant l'injection. Des applications au cas des sites géothermiques profonds (Vendenheim, Balmatt, Rittershoffen) seront examinées.

Le(la) doctorant(e) recruté(e) devra
- Développer des modèles numériques (3DEC, ITASCA pour l'approche par éléments discrets et MOOSE/GOLEM pour l'approche par éléments finis) et analytiques hydro et mécaniques avancés d'une faille déformable avec des aspérités multi-échelles dans le contexte de l'injection de fluide.
- Mettre en œuvre un schéma inverse pour assimiler les observations réelles et calibrer les modèles avancés.
- Présenter, publier (ISI peer-review) et communiquer les résultats de la recherche lors de réunions scientifiques et dans des revues scientifiques.

Le(la) doctorant(e) recruté(e) doit avoir :
- Des connaissances en modélisation numérique et analytique.
- Des connaissances en géophysique, sismologie, géomécanique ou systèmes géothermiques seront considérées comme un atout supplémentaire important.
- Maîtrise de l'anglais niveau C2 (selon le cadre européen des langues)

Contexte de travail

Le(la) candidat(e) retenu(e) travaillera à l'ITES (Institut de la Terre et de l'Environnement de Strasbourg) dans le groupe de modélisation numérique de l'ITI GeoT (Institut Thématique Interdisciplinaire pour la transition des systèmes énergétiques - J. Schmittbuhl et V. Magnenet) et en forte collaboration avec le TNO (Geological Survey of the Netherlands - T. Candela).

L'objectif de ce doctorat est de répondre à une question de longue date et toujours en suspens : comment l'injection de fluides dans le sous-sol est-elle liée à l'apparition de tremblements de terre ? Il est bien connu que l'objet "faille" est l'ingrédient clé. Les failles agissent comme un conduit majeur lors de l'injection de fluides dans le sous-sol et les failles sont en fin de compte les hôtes des tremblements de terre.
Ces dernières années, des progrès considérables ont été réalisés dans la recherche sur le rôle des failles préexistantes dans le déclenchement à distance de la sismicité, mais peu d'entre eux ont pris en compte la complexité de la rugosité multi-échelle des failles qui contrôle à la fois l'écoulement des fluides et le glissement. En effet, les activités de recherche ont été menées en silo. Soit l'accent était mis uniquement sur le contrôle de la géométrie des failles sur l'écoulement des fluides, soit l'accent était mis uniquement sur le contrôle de la géométrie des failles sur le glissement. Ce doctorat sur la sismicité induite vise à rompre cette recherche en silo sous-optimale et à évaluer conjointement le comportement hydraulique et mécanique d'une faille rugueuse déformable à plusieurs échelles.
Les nouvelles découvertes attendues devraient permettre de réconcilier nos modèles physiques avec des observations actuellement inexpliquées, telles qu'une sismicité déclenchée inattendue, importante, éloignée ou retardée, lorsque les réservoirs sont initialement très proches de la rupture avant l'injection. Des applications au cas des sites géothermiques profonds (Vendenheim, Balmatt, Rittershoffen) seront examinées.

Le(la) doctorant(e) recruté(e) devra
- Développer des modèles numériques (3DEC, ITASCA pour l'approche par éléments discrets et MOOSE/GOLEM pour l'approche par éléments finis) et analytiques hydro et mécaniques avancés d'une faille déformable avec des aspérités multi-échelles dans le contexte de l'injection de fluide.
- Mettre en œuvre un schéma inverse pour assimiler les observations réelles et calibrer les modèles avancés.
- Présenter, publier (ISI peer-review) et communiquer les résultats de la recherche lors de réunions scientifiques et dans des revues scientifiques.

Le(la) doctorant(e) recruté(e) doit avoir :
- Des connaissances en modélisation numérique et analytique.
- Des connaissances en géophysique, sismologie, géomécanique ou systèmes géothermiques seront considérées comme un atout supplémentaire important.
- Maîtrise de l'anglais niveau C2 (selon le cadre européen des langues)

Contraintes et risques

Non applicable