These en hydrogéologie (H/F)

Centre national de la recherche scientifique (CNRS)

Rennes, France 🇫🇷

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Informations générales

Intitulé de l’offre : These en hydrogéologie (H/F)
Référence : UMR6118-MARKLE-002
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : RENNES
Date de publication : jeudi 25 mai 2023
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135 € bruts / mois
Section(s) CN : Surface continentale et interfaces

Description du sujet de thèse

Thermométrie optique spatialisée pour imager le couplage entre les processus d’écoulement et de transport de chaleur dans les fractures géologiques

Un poste de doctorat à l’Université de Rennes, France sur la modélisation des processus de transport de chaleur dans le sous-sol. Ce poste est proposé dans le cadre de projet ERC “CONCRETER” (Groundwater flow CONTRtrols on CRitical ZonE) récemment financée.

La compréhension des processus de transport de chaleur dans le sous-sol est au cœur de nombreux processus environnementaux, géologiques et industriels. Cela inclut les applications géothermiques, les effets thermiques en champ proche dans les décharges de déchets radioactifs, les îlots de chaleur urbains et la quantification des interactions eaux de surface-eaux souterraines. L’écoulement des eaux souterraines joue un rôle clé dans la distribution de la chaleur à différentes échelles. Cependant, bien que ce rôle clé ait été généralement reconnu, les cadres de modélisation existants ont largement contourné les complexités associées à l’hétérogénéité de l’écoulement des eaux souterraines présent à une large gamme d’échelles spatiales. L’obstacle scientifique majeur qui empêche une compréhension précise de l’impact de l’hétérogénéité du sous-sol dans les propriétés hydrauliques et thermiques sur le transport de chaleur est lié à notre incapacité à imager l’interaction cachée entre les processus d’écoulement et de transport de chaleur à l’échelle des pores/fractures [Heinze et Pastore, 2023 , https://doi.org/10.1038/s41467-023-36034-w].
Des études récentes soulèvent des questions quant à la pertinence des modèles classiques, c’est-à-dire des modèles déformant l’hétérogénéité structurale, pour modéliser le transport de chaleur dans le sous-sol. Ainsi, en milieu fracturé, nos études récentes ont remis en cause la validité de la conceptualisation classique de la fracture aux parois parallèles [Klepikova et al., 2016, https://doi.org/10.1002/2016WR018789 ; Klepikova et al., 2021, https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2021.104042]. Ce projet de doctorat vise à examiner les conditions dans les milieux fracturés saturés naturels dans lesquels les formalismes classiques, c’est-à-dire sans tenir compte de l’hétérogénéité structurelle, s’appliquent et déterminent quand ils sont censés échouer, et les expériences de laboratoire sont des atouts uniques pour résoudre ce problème. Cela soulève des défis techniques car les techniques expérimentales actuelles, basées sur des mesures de température ponctuelles (capteurs), ne permettent pas de capturer l’interaction entre les gradients de température et les topologies d’écoulement 3D. Dans ce projet, la surveillance optique à haute résolution du champ de température évoluant dans le temps sera réalisée par une technique de thermométrie au phosphore [Stelter et al., 2021, https://doi.org/10.18409/ispiv.v1i1.205]. La méthode sera appliquée pour imager la distribution spatiale de la température dans les fractures géologiques grossières et pour étudier les effets de la géométrie des fractures en 3D sur l’échelle de la récupération de chaleur dans l’espace et dans le temps.

Contexte de travail

Géosciences Rennes (GR) est une unité mixte de recherche (CNRS + UR1) regroupant 60 chercheurs permanents. Il accueille ~10 chercheurs étrangers/an, et publie ~100 articles/an. Le groupe d’hydrogéologie de Rennes est composé de 15 permanents et est internationalement reconnu comme l’un des leaders dans ce domaine.
La thèse sera effectuée à Géosciences Rennes et encadrée par Maria Klepikova. L’expertise sur l’expérimentation fluide dans les systèmes de milieux poreux sera apportée par Y. Méheust, T. Le Borgne et J. Heyman, tandis que l’expertise sur la technique de thermométrie au phosphore sera apportée par B. Fond (ONERA).

Informations complémentaires

Compétences requises :
– Master en physique ou géosciences
– Une expérience dans la programmation ((Matlab, Python, R)
– Une expérience de la mécanique de fluide sera un atout,
– Qualités rédactionnelles, capacité à communiquer et valoriser les travaux
– Maîtrise de l’anglais (lu, écrit, parlé)
– Aptitude à travailler en équipe.

Candidature :
Votre candidature doit comprendre une lettre de motivation orientée vers le poste et détaillant votre expérience ainsi qu’un CV scientifique.


POSITION TYPE

ORGANIZATION TYPE

EXPERIENCE-LEVEL

DEGREE REQUIRED

LANGUAGE REQUIRED

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