Soutenance de thèse de Nathan BERNARD

La capture et le stockage du carbone (CSC) ont été proposés comme l’une des solutions à la crise écologique actuelle. Cette technologie repose sur l’injection de CO2 dans des réservoirs géologiques souterrains, tels que les aquifères salins ou les gisements d’hydrocarbures épuisés, afin de limiter l’effet de serre. Cependant, le piégeage résiduel, l’un des mécanismes responsables de la rétention du CO2 en profondeur, reste encore mal compris. Cette incertitude limite notre capacité à évaluer avec précision la quantité de carbone qui peut être stockée dans ces formations géologiques. Ce travail a pour objectif d’étudier le piégeage résiduel afin de mieux prédire son impact sur le stockage du CO2 et d’optimiser son efficacité. Pour cela, nous avons combiné des approches expérimentales et numériques pour analyser les écoulements diphasiques dans les milieux poreux. Nous avons introduit la microfluidique ainsi que le modèle du doublet de pores, ou pore doublet, afin de simplifier la description du milieu poreux. À l’aide de ce modèle, nous avons montré que les films de Bretherton, qui apparaissent lors des écoulements diphasiques, peuvent influencer la stabilité de l’invasion dans un pore doublet. Nous avons également mis en évidence que l’inertie, souvent négligée dans l’étude des milieux poreux, a le potentiel de modifier le déplacement du front d'invasion lors du drainage. Enfin, nous avons proposé un protocole expérimental pour étudier comment la mouillabilité de la matrice poreuse est modifiée lors de la présence simultanée de saumure et de CO2 dans les formations géologiques. Nous pensons que ce travail contribue à améliorer la compréhension des écoulements diphasiques en milieu géologique.