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Le projet ANR ODEVIE a pour objectif de proposer une compréhension approfondie des réactions géochimiques se produisant dans l'environnement des sources hydrothermales profondes. En effet, la vie pourrait avoir trouvé son origine sur terre dans les sources hydrothermales profondes au fond des océans. Les mécanismes de complexification de la matière par la chimie prébiotique via des réactions géocatalytiques sont en effet possibles dans ces environnements comportant de forts gradients (thermiques, chimiques, etc.). Afin d’étudier ces systèmes à l'échelle du laboratoire, le sujet de postdoctorat proposé sera consacré à l’étude de la réactivité thermo-hydro-géochimique de fluides hydrothermaux modèles s'écoulant à l'intérieur de puces microfluidiques permettant de reproduire la complexité d'une géométrie poreuse simulant les cheminées hydrothermales profondes.

Pour ce faire, il s'agira de proposer des simulations numériques du comportement de ces fluides compressibles dans ces micro-systèmes avec le code de calcul Notus (https://notus-cfd.org) développé au sein du laboratoire I2M. La première étape consistera à considérer un écoulement transcritique monophasique d'eau avec des gaz dissous dans le micro-système. La grande variabilité des propriétés thermophysiques sera prise en compte par le modèle compressible disponible, spécialement développé pour l'écoulement hydrodynamique proche du point critique. Une simulation 3D avec une résolution allant jusqu'à l'échelle de Kolmogorov sera effectuée pour obtenir une cartographie thermique et chimique précise de la micropuce. La validation sera effectuée par comparaison avec des cartographies expérimentales. Un effort particulier sera nécessaire pour proposer une stratégie numérique efficace pour réaliser la simulation sur plusieurs milliers de processeurs avec un tel modèle compressible. Dans un deuxième temps, en fonction des résultats thermodynamiques obtenus par les partenaires du projet, un écoulement diphasique réaliste en 3D constitué d'eau et de gaz sera considéré. En effet, dans certaines conditions, il est possible d'observer l'apparition de phases. Les simulations pourront être réalisées grâce à un modèle d'interface diffuse pour prendre en compte le transfert de masse entre les phases.
Les simulations seront comparées aux résultats expérimentaux des partenaires obtenues avec des outils micro-expérimentaux avancés (micro et milli-réacteurs haute pression / haute température) et avec des outils de caractérisation in situ (micro spectroscopie) et ex situ (chromatographie).

Compétences : mécanique des fluides numérique, thermodynamique. Des compétences sur les méthodes d'interfaces diffuses ainsi qu'une expérience de développement (fortran 2008) et de simulations massivement parallèles seront particulièrement appréciées.

Contact : erriguible@enscbp.fr; stephane.glockner@bordeaux-inp.fr