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HYTEC

La modélisation de transport réactif est un sujet qui a le vent en poupe. En effet, l'approche qui repose sur le couplage d'un modèle hydrodynamique et de transport d'éléments avec un modèle de spéciation est actuellement utilisée dans un nombre croissant de domaines : stockage de déchets radioactifs, stockage géologique de gaz, valorisation des déchets industriels, durabilité de matériaux et structures, études d'impact de dépôts polluants et bien d'autres domaines.
Les modèles couplés chimie-transport, dont HYTEC, sont de plus en plus reconnus et utilisés. En développement depuis 1993, HYTEC a su se forger une réputation de robustesse et surtout d'être applicable aux problèmes réels posés tant par la communauté scientifique que par les industriels.

Présentation du code

HYTEC est une plate-forme de simulation modulaire et évolutive, principalement composée d'un module hydrodynamique (R2D2), d'un module de réaction (CHESS) ainsi que d'un coupleur. L'approche est facilement évolutive et le couplage d'autres modules est actuellement envisagé (un module d'écoulement en rivière, par exemple).

Le module R2D2 décrit l'écoulement de phases liquides (écoulements saturés, non-saturé, stationnaire transitoire), le transport de chaleur et le transport d'éléments en milieu poreux ou fracturé, en 1, 2 ou 3 dimensions. Dans l'optique du couplage, un schéma de discrétisation spatiale en volumes finis a été choisi. Ce schéma est particulièrement bien adapté aux systèmes réactifs. La souplesse d'un maillage du type Voronoï utilisé par défaut par R2D2 permet de mailler des domaines irréguliers, éventuellement très complexes.

Le module CHESS simule les réactions chimiques et microbiologiques au sein de chaque maille du modèle. CHESS repose sur un moteur de résolution puissant et hautement optimisé pour les calculs couplés. Les calculs chimiques font appel à une base de données thermodynamiques étendue : elle permet d'effectuer les calculs à l'état d'équilibre. En outre, CHESS dispose d'une approche cinétique généralisée, applicable à tous types de réaction.

HYTEC est optimisé et peut désormais fonctionner sur un ordinateur de bureau moderne. Mais il s'agit également d'un logiciel massivement parallélisé, ce qui permet de réaliser des calculs lourds dans un temps CPU raisonnable (à condition de disposer d'une machine dédiée, comme un cluster de PC par exemple). Outre ces possibilités, l'utilisateur dispose d'un utilitaire de visualisation et manipulation des résultats, HYPE.

Domaines d’applications

Les domaines d'application de HYTEC sont très variés, allant de simples systèmes de colonnes en laboratoire à la simulation intégrée de l'ensemble de barrières ouvragées d'un stockage de déchets radioactifs. Il est appliqué aux études de sûreté de stockage géologique de gaz, dont notamment la durabilité du béton des têtes de puits. Domaines d'application émergents, HYTEC s'avère particulièrement bien adapté à la problématique de la lixiviation de déchets solidifiés et à la biodégradation des matériaux. Ou encore aux études d'impact de dépôts polluants comme les résidus miniers ou sédiments de curage. En outre, la plate-forme n'est pas réservée aux milieux poreux et aux systèmes géologiques: elle est parfaitement adaptée pour les calculs de durabilité de matériaux et structures comme l'étude de la corrosion d'acier dans les circuits des centrales nucléaires et de l'efficacité des filtres et résines échangeuse d'ions. Les applications couvrent donc un grand nombre d'échelles de temps et d'espace.