Évolution thermo-hydro-géochimique d'un puits à colonne permanente conduisant à la précipitation et à la dissolution de la calcite

L'installation d'un puits à colonne permanente, destiné à réduire la consommation énergétique des systèmes de chauffage et de climatisation des bâtiments, dans un aquifère calcaire peut engendrer des problèmes opérationnels. En effet, l'exploitation directe de l'eau souterraine comme fluide caloporteur, ainsi que les fréquentes variations de sa composition chimique favorisent la précipitation de la calcite. La démocratisation de cette technologie est ainsi limitée par un manque de connaissance à ce sujet. De ce fait, l'objectif général de la thèse est de comprendre les mécanismes thermo-hydro-géochimiques, conduisant à la précipitation et la dissolution de la calcite au sein d'un puits à colonne permanente, installé dans un aquifère calcaire fracturé. Les puits à colonne permanente représentent un système complexe, couplant l'écoulement de l'eau souterraine, le transfert de chaleur par advection et conduction, ainsi que le transport réactif multi-espèces dans l'eau. Pour répondre à l'objectif général de la thèse, un modèle numérique d'un puits installé dans un aquifère calcaire fracturé est développé en couplant trois modèles, à savoir un modèle d'écoulement d'eau, un modèle de transfert de chaleur et un modèle géochimique. La vitesse de Darcy, définie par le modèle d'écoulement d'eau, est utilisée par le modèle de transfert de chaleur pour définir la température sur l'ensemble du domaine. Finalement, la vitesse de Darcy et la température sont intégrées dans le modèle géochimique pour simuler le devenir de neuf espèces chimiques considérées