Modélisation informatique du comportement thermohydraulique à long terme d'un sol gelé par simulation en continu discret de la transition de phase cyclique à l'échelle des pores

Computational modeling of long‐term thermo‐hydraulic behavior of frozen ground through discrete‐continuum simulation of cyclic phase transition at the pore scale

• Auteur / Autrice : Danyang Tong
• Direction : Gilles Pijaudier-Cabot, Gianluca Cusatis
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Inscription en doctorat le 20/10/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs

Mots clés

Mots clés libres

Dégel du pergélisol

Cyclage thermo‐hydraulique

Poromécanique

Permafrost thawing

Thermo‐hydraulic cycling

Poromechanics

Résumé

La perte de pergélisol peut non seulement influencer de nombreux processus écologiques, mais aussi endommager gravement les infrastructures. Dans le cadre de l'adaptation à ce changement climatique irréversible, il est important de prédire l'effet du pergélisol à l'échelle des pores sur les infrastructures couvrant leur durée de vie. Il s'agit donc de : 1) Relier le tissu interne et le comportement thermo-hygro-mécanique constitutif des sols gelés dans des conditions environnementales transitoires. 2) Pour simuler la réponse mécanique couplée, le transfert de chaleur, le débit d'eau et la transition de phase de l'eau au niveau des pores. 3) Mettre à l'échelle le modèle micro-échelle à l'échelle macro via l'homogénéisation mathématique.

The loss of permafrost can not only influence many ecological processes, but also severely damage infrastructure. As part of adaptation of this irreversible climate change, it is important to predict the permafrost effect in pore scale on the infrastructure covering their lifetime. So the object is: 1) To bridge the internal fabric and the constitutive thermal-hygro-mechanical behavior of frozen soils under transient environmental conditions. 2) To simulate the coupled mechanical response, heat transfer, water flow, and water phase transition at the pore level. 3) To upscale the micro-scale model to the macro-scale via mathematical homogenization.