Dans le cadre de mon doctorat, je me concentre sur le développement de méthodes numériques avancées pour simuler les processus biogéochimiques induits par l'activité microbienne - des processus qui jouent un rôle crucial dans un large éventail d'applications énergétiques et environnementales, notamment l'énergie géothermique, le stockage souterrain de l'hydrogène et l'assainissement de l'eau. Les micro-organismes, tels que les bactéries sulfato-réductrices, peuvent modifier de manière significative l'environnement géochimique, affectant à la fois l'efficacité et la sécurité (par exemple, par la production de H₂S). Des outils de simulation précis et robustes sont donc essentiels pour prévoir et gérer ces impacts.
Le défi principal réside dans la modélisation mathématique de l'activité microbienne. Ces modèles sont généralement basés sur une cinétique empirique, ce qui conduit à des systèmes d'équations différentielles très rigides et exigeants sur le plan numérique. Garantir la stabilité, la précision et la positivité des solutions, tout en maintenant des coûts de calcul raisonnables, nécessite des stratégies numériques adaptées.
Mes recherches combinent la théorie des systèmes dynamiques, l'analyse de la stabilité et l'informatique scientifique pour étudier le comportement de ces modèles et concevoir des schémas d'intégration numérique efficaces, stables et fiables. En relevant les défis mathématiques et informatiques, mon travail vise à contribuer au développement d'outils de simulation robustes applicables aux systèmes environnementaux et énergétiques du monde réel.
