Développement d'un environnement de calcul optimisé intégrant la sismique dans le suivi de stockage et de monitoring du CO2.

Development of an optimized computing environment integrating seismic into the monitoring of CO2 storage and monitoring.

• Auteur / Autrice : Julien Besset
• Direction : Helene Barucq
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Inscription en doctorat le 31/01/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Exactes et leurs Applications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications de Pau

Mots clés

Mots clés libres

Développement

Sismique

Ondes

Problème inverse

Apprentissage par renforcement

Réduction d'ordre

Development

Seismic

Waves

Inverse problem

Machine learning

Order reduction

Résumé

L'exploitation du sous-sol évolue rapidement dans le sillage de la transition énergétique et les méthodes numériques qu'elle utilise doivent progresser dans le sens de cette évolution. Longtemps utilisés pour sonder le sous-sol à des fins d'exploration pétrolières, les logiciels d'imagerie sismiques continuent à être développés, dans le but, cette fois, de réduire les émissions de carbone en considérant le potentiel extraordinaire des techniques d'injection de CO2. La caractérisation précise du sous-sol à partir des lois physiques de la sismique (réflexion/transmission) est désormais bien connue et elle doit être couplée à la distribution de pression du fluide causée par l'injection du CO2 dans des réservoirs faillés. Le groupe TotalEnergies et Inria ont créé une équipe-projet commune (Makutu, https://team.inria.fr/makutu/) dont un des axes de recherche est dédié au développement de méthodes numériques avancées pour l'introduction de la sismique pour l'injection et le monitoring de C02. Il s'agit d'une action de recherche ambitieuse qui doit s'intégrer au sein de la plateforme multi-physique open-source de calcul GEOS (http://www.geosx.org/). GEOS offre un environnement HPC exceptionnel pour simuler des phénomènes multi-physiques. Le sujet de thèse proposé ici concerne le développement d'une nouvelle branche de GEOS dédiée à la sismique utilisée pour le stockage de CO2 ainsi que d'autres énergies du sous-sol comme la géothermie.

The exploitation of the subsoil is evolving rapidly in the wake of the energy transition and the digital methods it uses must progress in the direction of this evolution. Long used to probe the subsoil for oil exploration purposes, seismic imaging software continues to be developed, this time with the aim of reducing carbon emissions by considering the extraordinary potential of CO2 injection techniques. The accurate characterization of the subsoil from the physical laws of seismic (reflection/transmission) is now well known and it must be coupled to the fluid pressure distribution caused by the injection of CO2 into faulted reservoirs. TotalEnergies and Inria have created a joint project-team (Makutu, https://team.inria.fr/makutu/) one of whose research axes is dedicated to the development of advanced numerical methods for the introduction of seismic for the injection and monitoring of C02. This is an ambitious research action that must be integrated within the open-source multi-physics GEOS computing platform (http://www.geosx.org/). GEOS offers an exceptional HPC environment to simulate multi-physics phenomena. The thesis subject proposed here concerns the development of a new branch of GEOS dedicated to seismic used for the storage of CO2 as well as other underground energies such as geothermal energy.