Thèse Comportement Géomécanique des Réservoirs Géothermiques Fracturés par Analyse des Données Sismiques et Hydrauliques et par Modélisation Numérique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Mines Paris-PSL École doctorale : Géosciences, Ressources Naturelles et Environnement Laboratoire de recherche : Centre de Géosciences Direction de la thèse : Pierre DUBLANCHET Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Cette thèse vise à améliorer la compréhension des processus physiques gouvernant la sismicitéinduite dans un réservoir géothermique profond naturellement fracturé du Fossé rhénan,exploité depuis plus d'une décennie. Elle s'appuie sur un jeu de données exceptionnelcombinant données microsismiques, données hydrauliques d'exploitation , données de forageet informations géologiques et structurales détaillées. Ces données ont déjà contribué àl'analyse de la réponse sismique du réservoir, couvrant à la fois l es phases de stimulation etd'exploitation du site (Baujard et al., 2017 ; Lengliné et al., 2017 ; Maurer et al., 2020 ; Lenglinéet al., 2025).L'enjeu scientifique principal de cette thèse réside dans l'analyse intégrée des interactionsentre diffusion de la pression de pore, variations de l'état de contrainte (poro- et thermo -élasticité), réactivation des failles préexistantes et éventuels phénomènes de glissement lentet asismique. La thèse cherchera à déterminer dans quelle mesure la sismicité observée peutêtre expliquée par la diffusion hydraulique seule ou si elle résulte de mécanismes couplés pluscomplexes. Elle visera également à contraindre l'évolution spatio-temporelle des paramètres àla source (moment sismique , fréquence coin , stress drop, etc.) et des statistiques sismiques (b-value, p -value, etc.) en lien avec les conditions opérationnelles, afin de mieux caractériser ladynamique du réservoir. Puis, les hypothèses formulées à partir de l'analyse des données seronttestées à travers le développement et l'exploitation de modèles géomécaniques thermo-hydro -mécaniques couplés, intégrant des lois de frottement adaptées à la description de sglissements sismiques et asismiques (e.g. Dublanchet et De Barros, 2021 ; Gerardi et al., 2024 ).Ces modélisations permettront d'évaluer la stabilité des failles, d'explorer différents scénariosd'exploitation et de confronter les résultats numériques aux observations issues des donnéesréelles.L'ensemble de ces travaux devront in fine permettre d' estimer la magnitude maximalesusceptible d'être générée, en intégrant les propriétés thermo-hydro -mécaniques du réservoir,sa structuration et les conditions d'exploitation. Ils devront aussi permettre d' identifier desindicateurs et critères opérationnels susceptibles d'anticiper l'occurrence d'événementssignificatifs, afin de proposer des recommandations contribuant à la maîtrise de l'aléa sismiquesur le site étudié, et plus largement pour les projets géothermiques profonds en milieuxfracturé . La géothermie profonde est une source d'énergie renouvelable et non intermittente appelée à jouer un rôle majeur dans la transition énergétique en France et en Europe. Son développement, notamment dans les réservoirs naturellement fracturés, soulève toutefois des problématiques techniques et sociétales .Parmi celles -ci, la sismicité induite liée aux opérations d'injection et de production de fluides représente un enjeu central. Si la majorité des événements générés sont de faible magnitude et non ressentis en surface, certains séismes plus importants peuvent survenir, affectant l'acceptabilité sociale des projets et leur viabilité à long terme (e.g. Evans et al., 2012 ; De Santis et al., 2026). Dans ce contexte, une compréhension approfondie des mécanismes contrôlant le déclenchement, la migration et l'intensité de cette sismicité est donc indispensable pour minimiser son occurrence et donc sécuriser et optimiser l'exploitation des systèmes géothermiques profonds.

Le (la) candidat(e) devra être titulaire d'un Master 2 (ou diplôme équivalent) en géosciences,géophysique, sismologie, géomécanique, mécanique des milieux continus ou disciplineconnexe. Une formation solide en physique des milieux continus, mécanique des roches et/outraitement du signal sismique sera particulièrement appréciée. Une première expérience ensismologie (analyse de catalogues, mécanismes au foyer, statistiques sismiques), engéomécanique ou en modélisation numérique constituera un atout.Des compétences en programmation scientifique (Python, MATLAB, ou langage équivalent) ,une capacité à travailler avec des jeux de données complexes et multidisciplinaires , ainsiqu'une appétence pour la modélisation numérique sont requises.Le (la) candidat(e) devra faire preuve d'autonomie, de rigueur scientifique, d'esprit d'initiativeet de capacités rédactionnelles. Une aptitude au travail collaboratif est essentielle.Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique (lecture, rédaction, communication orale) estIndispensable.