Les saumures au-dessus des réservoirs magmatiques pourraient renfermer des quantités importantes de métaux (jusqu’à plusieurs Mt de cuivre et d’autres métaux critiques) et présenteraient un potentiel géothermique important (Blundy et al. 2021). Ce stage de M2 se déroulera au sein de l’équipe pluridisciplinaire du projet ANR « MAGBRINES » (2024-2028) qui vise à mieux les comprendre et modéliser leur composition et leur circulation au niveau de l’arc des Antilles.
La physique de ces écoulements polyphasiques et multicomposants demande le développement d’outils dédiés tant en matière de capacité de calcul (modèles maillés complexes) qu’en matière de robustesse pour la prise en compte de physiques non-linéaires avec plusieurs ordres de grandeurs caractéristiques. Ainsi, l’espace des phases possibles augmente rapidement avec le nombre de composants, et les propriétés physiques de chacune de ces phases varient de manière non-linéaire sur des gammes de pression et de température extrêmement vastes, des conditions de surface jusqu’aux conditions supercritiques.
Le code ComPASS est développé de manière partenariale pour répondre à ces défis. Il s’agit d’un code parallèle open-source (Armandine Les Landes et al. 2023) qui comprend un simulateur d’écoulement générique qui peut être couplé avec différents modules physiques. Les scripts de simulation et ces modules physiques sont écrits en python ce qui permet un prototypage et une mise au point rapide des scénarios de simulation.Dans une première approche (ce stage de M2), les saumures magmatiques ne seront constituées que d’eau et de sel (système H2O-NaCl). En utilisant un article de synthèse (Driesner et Heinrich 2007), il s’agira d’implémenter en python dans ComPASS, les corrélations représentant les propriétés physiques de ces saumures et couvrant les domaines sous et super critiques. Une fois ce travail réalisé, le code existant pourra être utilisé pour reproduire des simulations 2D déjà publiées où une source de fluide et une source de chaleur sont imposées à la base du système (Philipp Weis et al. 2014; P. Weis 2015). On s’attachera notamment à illustrer l’évolution du système au cours du temps en caractérisant sa température, sa salinité et les flux de matière et d’énergie.
