Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 1 Développements numériques pour les milieux poreux, Intégration dans la plate-forme Alliances Ph. Montarnal CEA.

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1 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 1 Développements numériques pour les milieux poreux, Intégration dans la plate-forme Alliances Ph. Montarnal CEA DEN Saclay Laboratoire MTMS

2 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 2 Travaux du CEA, Alliances, GdR Momas  Le rôle du CEA Répondre aux besoins du stockage (ANDRA, projets européens) et aux besoins propres du CEA (pollution de sites par exemple) Développer des modèles physico-mathématiques pour ces besoins Définir de nouveaux schémas numériques et réaliser les premiers maquettages Industrialiser ces schémas dans nos outils (par ex: Cast3M, Noyau_TrioU) Intégrer et coupler dans Alliances ces composants  Alliances est le moyen de valoriser et de partager nos développements avec nos partenaires et au-delà (LSCE, Slovénie, Momas,..)  Le monde académique et en particulier le GdR Momas permet de Lancer des collaborations pour l’élaboration des modèles et des schémas Bénéficier des dernières avancées scientifiques des équipes de GdR Confronter nos développements à travers les réunions scientifiques et les exercices de benchs

3 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 3 Algorithmes de couplage pour le chimie-transport  But : Développer des schémas de couplage de codes plus performants que la méthode du point fixe  Travaux réalisés Thèse de Nicolas Bouillard co-dirigée par R. Herbin et R. Eymard et encadrée au CEA par PhM Intégration en cours dans Alliances  Méthodes développées Formalisme générique incluant les méthodes existantes (Pt fixe, Newton, Quasi Newton, Newton accéléré, …) et proposant une large gamme d’évolutions Direction privilégiée : NLGC ou « Pt fixe accéléré »  Nécessite une seule dérivée par itération  Permet d’atteindre des pas de temps plus grands que pt fixe  gain en temps CPU  Implémentation aisée dans le cadre d’un algorithme de pt fixe existant AlgoCPU (s) / mean nb. it per time step CPU 1 Ite (adim) SIA6711 / 3.46396 / 27.47933 / 701 NLGC7588 / 123615 / 24.33018 / 29.72.61 Newton9 267/ 2.725970 / 3.33515 / 3.115.1 Delta T max (adim)1510

4 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 4 Développements pour le diphasique dans un environnement parallèle  But : Disposer d’un outil de simulation robuste (gestion des disparitions de phases) et performant (permettant de traiter le champ lointain) pour la migration des gaz dans le stockage  Environnement de développement pour le parallélisme Noyau_TrioU : prise en compte de la distribution des calculs et connexion aux librairies de résolution des systèmes linéaires Hypre et Petsc  Réalisations Développement d’un composant VF (VF-DIAM et VF-SYM) de convection-diffusion et tests de scalabilité (cf. Poster Abile & Caro) Développement d’un premier composant diphasique et intégration dans Alliances pour 2008  Perspectives Amélioration, Validation, Confrontation de ce composant sur des applications stockages Programme de R&D (sujet de thèse pour 2008 avec M. Saad inscrit dans le cadre d’un projet du GdR, Proposition projet gaz 7 e PCRD )

5 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 5 Développement de schémas adaptés aux milieux poreux  But : Disposer des meilleurs schémas de discrétisation pour des systèmes de type diffusion/convection (Hydraulique, transport, Multi-phasique …) pour des tenseurs fortement anisotropes des milieux hétérogènes des maillages les plus généraux possibles  Réalisations : Schéma VF-SYM (C. Le Potier 05) Développements du Schéma VF-MON (C. Le Potier 05) Développement en cours du schéma VFPMMD  C. Le Potier, FVCA5  Perspectives : Prise en compte de maillages non-conformes Erreurs a postériori  Participation au Bench Momas  Intégration dans Cast3M et Noyau_TrioU du schéma VF-SYM pour une mise à disposition dans Alliances

6 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 6 Homogénéisation numérique  But : développer des méthodes d’homogénéisation numérique pour la détermination des propriétés effectives des matériaux du stockage (milieux cimentaires et argileux)  Réalisations : Stage M2 de Th. Abballe dirigé par G. Allaire sur le développement d’une méthode VF/EF multi échelles (cf. Poster Abballe et al.)  Perspectives Thèse de ThA (extension de la méthode, application sur matériaux cimentaires, comparaison avec autres méthodes) Mise en œuvre de cette méthode dans Noyau_trioU Applications à d’autres milieux

7 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 7 Modèles de transport non–fickien  Pourquoi : Des expériences mettent en évidence des phénomènes de transport anormal dans les milieux poreux (milieux hétérogènes, non-saturés …)  Nécessité de développer des modèles et des méthodes numériques spécifiques  Comment : Dispositif expérimental BEETI Comparaison de différentes approches : Homogénéisation, MIM (double milieu eau mobile/immobile), CTRW (marche aléatoire à temps continue), EDP fractionnaires Deux point clefs  Unification de ces différentes approches  Détermination des paramètres de ces modèles à partir de la connaissance du milieux Sujet de thèse 2008 pour EDP fractionnaires en lien avec une proposition de projet MOMAS (Néel & Cartalade) Problématique connectée avec les travaux d’homogénéisation pour la dispersion (Allaire & Raphael), Proposition de projet MOMAS (Allaire & Moyne)  Alliances : ces modèles seront à terme disponibles dans la plate-forme Alliances

8 Novembre 2007 Colloque 2007 du GdR MoMaS 8 Conclusion  Le CEA travaille sur le développement des modèles et des méthodes, leur industrialisation dans ses codes et l’intégration et le couplage de ces codes dans Alliances. Le CEA est aussi utilisateur d’Alliances  Les travaux du CEA concernent L’hydraulique (mono et multiphasique), le transport et le couplage avec la chimie L’homogénéisation Le calcul intensif  Un certain nombre de ces actions ont pu être menés à bien grâce à des collaborations avec le GdR Momas. Cette collaboration MoMas/CEA est un des moyens de réaliser le transfert des travaux du GdR vers Alliances.