Insertion de l'incertitude et définition de seuils critiques pour l'analyse de risques du stockage du CO2

Integration of uncertainty and definition of critical thresholds for CO2 storage risk assessment

• Auteur / Autrice : Tatiana Okhulkova
• Direction : Didier Clouteau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance le 15/12/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : CentraleSupélec (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Soize
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Clouteau, Benoît Nœtinger, Bruno Sudret, Mikhail Panfilov, Régis Farret, Étienne de Rocquigny
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Nœtinger, Bruno Sudret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Évaluation du risque

Captage et stockage du dioxyde de carbone

Mots clés libres

Stockage de CO2

Propagation d'incertitudes

Analyse de risques

Hétérogénéité spatiale

Champs aléatoire anisotrope

Simulation d'écoulements en milieu poreux

CO2 storage

Uncertainty propagation

Risk assessment

Spatial heterogeneity

Anisotropic random field

Flow simulation in porous medium

Résumé

L'objectif principal de la thèse est de définir comment l'incertitude peut être prise en compte dans leprocessus d'évaluation des risques pour le stockage de CO2 et de quantifier, à l'aide de modèles numériques,les scénarios de fuite par migration latérale et à travers la couverture. Les scénarios choisis sont quantifiéspar l'approche de modélisation de système pour laquelle des modèles numériques prédictifs ad-hoc sontdéveloppés. Une étude probabiliste de propagation d'incertitude paramétrique par un méta-modèle depolynômes de chaos est réalisée. La problématique de la prise en compte de la variabilité spatiale comme unesource d'incertitude est éclairée et une étude comparative entre représentations homogène et hétérogène de laperméabilité est fournie.

The main goal of the thesis is to define how the uncertainty can be accounted for in the process of riskassessment for CO2 storage and to quantify by means of numerical models the scenarii of leakage by lateralmigration and through the caprock. The chosen scenarii are quantified using the system modeling approachfor which ad-hoc predictive numerical models are developed. A probabilistic parametric uncertaintypropagation study using polynomial chaos expansion is performed. Matters of spatial variability are alsodiscussed and a comparison between homogeneous and heterogeneous representations of permeability isprovided.