2 ACTIVITÉS DE RECHERCHE

2.1 Thématiques de recherche déjà abordées ou en cours

Les pourcentages donnés en vert donnent une quantification approximative du temps accordé aux différentes thématiques depuis ma nomination en 2006.
 
Les thématiques indiquées en italique bleu sont les thématiques de recherche que j’aborde actuellement, avec leur pourcentage respectif.

Thermomécanique des roches / Simulation numérique en géologie (70%)

• Solveurs géométriques pour une simulation plus “rapide” du comportement des réservoirs géothermaux. Développement d’un code de résolution générique (20 %).
• Méthodes de Ritz incrémentales pour une simulation plus “rapide” du comportement des réservoirs géothermaux. Développement d’un code de résolution générique.
• Simulation numérique, par éléments finis, en situation couplée (thermo-hydro-mécanique), des réservoirs géothermaux de Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. Implantation numérique dans Code_Aster d’un modèle THM offrant quelques fonctionalités supplémentaires par rapport aux éléments THM natifs:
  • prise en compte des sources thermiques,
  • possibilité d’intégrer le comportement en régime (quasi)stationnaire,
  • configuration complète du comportement solide et de la rhéologie non linéaire du fluide dans le fichier de commande Python,
  • redécoupage automatique du pas de temps en fonction de la valeur d’un nombre de Rayleigh local dans les élements.
• Développement d’un modèle numérique à 5 couches géologiques du bassin Parisien. Analyse inverse de certains paramètres élastiques à partir de profils de contraintes expérimentaux.
• Interprétation d’essais d’indentation/nanoindentation à différentes hygrométries (modèle par éléments finis et analyse inverse). Responsable du projet scientifique FORPRO : “Nanoindentation des argilites à différentes hygrométries”.
• Modélisation numérique de l’essai de propagation subcritique de fissure dans l’argilite (méthode XFEM).
• Développement d’un modèle de comportement elasto-plastique pour l’argilite de Meuse/Haute-Marne, et implantation/validation de ce dernier dans Code_Aster.

Mécanique générale (10%)

• Etude des moments quadratiques de films minces subissant des transformations conservant les longueurs (50 %).

Biomécanique (10%)

• Développement et validation d’un modèle de comportement couplé (mécanique/chimique) du gel d’alginate pour la réalisation de prothèses de cartilage.
• Etude de l’influence de la tendinite sur le comportement mécanique du tendon. Effets réparateurs de différents traitements (chirurgie laser, traitement médicamenteux).
• Modélisation de la croissance cellulaire d’une algue sous différentes conditions de pression et température.

Mathématiques Appliquées (10%)

• Principes variationnels incrémentaux en thermodynamique des processus irréversibles (20 %).
• Généralisation de l’invariant de Poincaré-Cartan à la thermodynamique des processus irréversibles (10 %).
• Généralisation du formalisme lagrangien à la thermodynamique des processus irréversibles.
• Apport des groupes de symétrie en Mécanique (calcul et prédiction de courbes maîtresses grâce aux algèbres de Lie, application au comportement d’une colle acrylique et au fluage de l’alliage chrome/molybdène).

2.2 Projets de recherche

2.2.1 Projets de recherche que j’ai portés

Les différents projets scientifiques que j’ai portés sont les suivants:

• 2009 — 2010 : projet FORPRO (FORages PROfonds) “Nanoindentation des argilites à différentes hygrométries” à hauteur de 17 000 euros.
• 2014 — 2016 : en tant que chercheur associé au LabEx G-Eau-Thermie profonde, j’ai porté 3 projets annuels suite aux différents appels à projet internes :
  • 2014 : 18 000 euros exclusivement dédiés au financement d’une station de calcul hautes performances.
  • 2015 : 10 000 euros dédiés au financement d’une station de calcul portative et à la participation à différents congrès.
  • 2016 : les fonds alloués au projet 2015 étant encore utilisables jusqu’en juin 2016, je n’ai pas redemandé de financement pour ce projet. Ce projet m’a permis d’être — à ma demande — suivi et évalué par le conseil scientifique du LabEx.

2.2.2 Projets de recherche auxquels j’ai été associé

• 2012 — 2020 : projet LabEx G-Eau-Thermie profonde, porté par ESG (Electricité de Strasbourg Géothermie) et l’EOST (Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre). Je suis associé au Working Group WG9 “Modélisation”. Ce projet est poursuivi à travers le projet ITI G-Eau-TE porté par l’EOST.
• 2011 — 2014 : projet FORPRO (FORages PROfonds) porté par Yann GUNZBURGER: “Modélisation numérique du champ de contrainte dans le bassin parisien”.
• 2015 — 2019 : projet EGS Alsace, porté par ESG (Electricité de Strasbourg Géothermie) et l’EOST (Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre), comprenant entre autre le financement de la thèse de Bérénice VALLIER.
• 2015 — 2018 : projet EPOS-IP (projet européen): réalisation d’une plateforme de calcul en ligne (en collaboration avec Jean SCHMITTBUHL).

2.3 Collaborations

• ICUBE (Laboratoire des sciences de l’Ingénieur, de l’Informatique et de l’Imagerie), de Janvier 2024 à aujourd’hui
  Collaborateurs : L. CHIRIATTI
  Sujet : Etude des moments quadratiques de films minces subissant des transformations conservant les longueurs.
• IPGS (Institut de Physique du Globe de Strasbourg), de Septembre 2020 à aujourd’hui
  Collaborateurs : J. SCHMITTBUHL
  Sujet : Modélisation thermo-hydro-mécanique des réservoirs géothermaux. Associé au projet ITI "G-Eau-Sciences".
• INSA (Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg), de Décembre 2019 à Septembre 2020
  Collaborateurs : C. CHADFEAU, E. BELLAJ, C. FOND, F. FEUGEAS
  Sujet : Interprétation d’essais AFM sur béton.
• IPGS (Institut de Physique du Globe de Strasbourg), de Septembre 2012 à 2020
  Collaborateurs : J. SCHMITTBUHL, C. FOND, F. CORNET
  Sujet : Modélisation thermo-hydro-mécanique des réservoirs géothermaux de Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. Associé au projet Labex "G-Eau-Thermie".
• IPG (Institut de Physique du Globe de Strasbourg), de Décembre 2014 à Mai 2015
  Collaborateur : F. CORNET
  Sujet : Modélisation numérique du champ de contrainte dans le bassin parisien.
• LSE (Laboratoire Sols et Environnement), de Janvier 2011 à Novembre 2011
  Collaborateur : G. SÉRÉ
  Sujet : Modélisation numérique de l’écoulement unidirectionnel dans un lysimètre multicouche. Analyse inverse.
• LPPIA (Laboratoire de Physiopathologie / Pharmacologie et Ingénierie Articulaires), de Janvier 2011 à Décembre 2013
  Collaborateurs : R. LABAT, R. RAHOUADJ
  Sujet : Caractérisation expérimentale et numérique de 3 traitements de la tendinite. Développement et validation d’un modèle de comportement mécanique/chimique du gel d’alginate pour la réalisation de prothèses de cartilage.
• INRA - Equipe BIA (Biopolymères Interactions Assemblages) de Nantes, de Septembre 2011 à Septembre 2013
  Collaborateur : A. BARBACCI
  Sujet : Modélisation de la croissance d’une algue à l’aide de la thermodynamique des processus irréversibles.
• LAEGO (Laboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages, de Novembre 2011 à Janvier 2014
  Collaborateur : Y. GUNZBURGER
  Sujet : Modélisation numérique du champ de contrainte dans le bassin parisien.
• LEMTA (Laboratoire d’Énergétique et de Mécanique Théorique et Appliquée), de Janvier 2006 à Septembre 2013
  Collaborateurs : R. RAHOUADJ, J.F. GANGHOFFER, C. CUNAT
  Sujet : Apport des groupes de symétrie à la mécanique (prédiction de courbes maîtresses et recherche de lois de comportement compatibles avec des courbes maîtresses).
• LCPME (Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l’Environnement), de Septembre 2009 à Septembre 2010
  Collaborateur : G. FRANCIUS
  Sujet : Essais de nanoindentation à plusieurs humidités relatives sur les argilites.
• LERFOB (Laboratoire d’Etude des Ressources Forêt-Bois), de Février 2009 à Novembre 2009
  Collaborateur : A. BARBACCI
  Sujet : Application du calcul des variations à l’étude de l’influence de la répartition massique du houppier sur la formation du bois de tension.

2.4 (Co)encadrements

• 2023 — 2025 : Postdoc de Javier ABREU-TORRES portant sur la simulation numérique du réservoir de Strasbourg.
• 2016 — 2019 : Thèse de Bérénice VALLIER (débutée le 15/12/2015, soutenue le 26/08/2019) portant sur la simulation numérique des réservoirs de Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen.
  • Direction : Jean SCHMITTBUHL, Christophe FOND
  • Encadrement : Vincent MAGNENET (100%)
• 2017 — 2020 : Thèse de Jérôme AZZOLA (soutenue le 14/05/2020) portant sur l’interférométrie de coda. J’ai partiellement formé le candidat à Code_Aster et ponctuellement encadré certaines phases de programmation en Python.
  • Direction : Jean SCHMITTBUHL, Frédéric MASSON
  • Encadrement : Dimitri ZIGONE, Michael HEAP, Vincent MAGNENET (5%).
• 2006 — 2016 : Encadrement de 5 projets de Master 2 (thématiques abordées : micromécanique, indentation, géothermie profonde).
• 2003 — 2006 : Encadrement de 4 projets de fin d’études à l’ENSEM (thématiques abordées : groupes de symétries continus, implantation numérique).

2.5 Responsabilités

• 2023 - Aujourd’hui : Responsable du Working Group 9 “Modélisation” de l’ITI “Géosciences pour la transition énergétique”.

2.6 Expertises de publications

Voici les journaux dans lesquels j’ai expertisé le travail d’autres chercheurs:

• International Journal of Rock Mechanics and Mining Science
  • 1 article en Mai 2008
  • 1 article en Février 2012
  • 1 article en Janvier 2013
• Computational Materials Science
  • 1 article en Novembre 2010
• Lithosphere
  • 1 article en Mai 2021

2.7 Distinctions

• 2004 : Prix de thèse de l’INPL (Institut National Polytechnique de Lorraine, prix de 1500 euros).
• 2011 : Best Paper Award de la revue Acta Geotechnica (prix de 1000$).