Cyprien Soulaine : une médaille de bronze pour sa modélisation des sols poreux
Lauréat de la médaille de bronze du CNRS 2024, Cyprien Soulaine développe à l’ISTO (CNRS/BRGM/Univ. Orléans) des modèles multiéchelles et multiphysiques qui lui permettent d’étudier les écoulements dans les matériaux poreux. Il étudie ainsi le stockage du CO2 dans le sous-sol, ou encore la remédiation des sols pollués.
Formé en sciences de l’ingénieur et en mathématiques appliquées, Cyprien Soulaine n’était pas destiné à rejoindre un laboratoire de sciences de la Terre. « Mon goût pour la modélisation et la simulation numérique aurait pu m’orienter vers l’industrie, mais mon intérêt pour les questions fondamentales sur les milieux poreux l’a emporté, précise le chargé de recherche CNRS à l’Institut des sciences de la Terre d’Orléans (ISTO, CNRS/BRGM/Univ. Orléans). Je n’ai cependant commencé à appliquer mes techniques aux géosciences qu’à partir de mon postdoctorat. »
Entré au CNRS en 2019, Cyprien Soulaine simule des écoulements dans des matériaux poreux, comme ceux qui composent le sol et le sous-sol. Issus de la mécanique des fluides, les modèles qu’il développe se distinguent par leur énorme amplitude d’échelles, allant du nanomètre au kilomètre. Soit une capacité à zoomer ou à dézoomer de mille milliards de fois, du simple pore d’une roche à un réservoir tout entier.
Cyprien Soulaine déploie pour cela tout un panel d’outils numériques et mathématiques qui homogénéise les passages entre les différentes échelles. Il peut ainsi explorer de véritables cascades d’évènements pour comprendre comment les phénomènes les plus infimes influent sur les plus grands. Ses modèles sont également multiphysiques : ils prennent par exemple en compte les réactions chimiques qui se produisent dans le sol, l’effet de la température ou encore des contraintes mécaniques. Ses simulations sont également couplées à des expériences de microfluidiques, afin de tester différentes prédictions.
Cyprien Soulaine étudie deux grandes problématiques : le sous-sol comme vecteur énergétique et la préservation des ressources en eau. La première partie concerne les énergies géothermiques, l’extraction d’hydrogène et le stockage profond de CO2. La seconde traite des pollutions des nappes phréatiques et des sols, ainsi que des moyens d’y remédier. Ces travaux se sont notamment déroulés dans le cadre du projet ERC Consolidator COCONUT, où Cyprien Soulaine cherche comment libérer du sol des gouttelettes de contaminants, comme des hydrocarbures ou des solvants chlorés, piégées par capillarité.