[pt] Os estudos entre a interação do fluxo de fluido e a deformação do meio poroso têm sido realizados com o objetivo de explicar alguns fenômenos que ocorrem ao longo da produção/injeção de fluidos, e assim obter uma simulação de reservatórios cada vez mais precisa. A solução ideal para o problema é implementar um esquema, onde as leis que governam o fluxo e analise de tensões sejam obedecidas simultaneamente em cada intervalo de tempo. Este trabalho apresenta os resultados de um código (programado em C positivo positivo) que permite acoplar um simulador de fluxo convencional (ECLIPSE) e um programa que permite analisar tensões e deslocamentos (Abaqus /CAE). O objetivo deste trabalho é validar varias soluções para resolver um problema usando os diferentes tipos de acoplamento, que juntamente com uma filosofia empregada nas principais formulações permite dar respostas similares aquelas do acoplamento total. São apresentadas as formas de acoplamento e a formulação empregada em cada um dos esquemas usados. Os resultados obtidos pelos esquemas são comparados em termos de fluxo e tensões e deslocamentos a partir de modelos tridimensionais. / [en] Studies between the interaction of fluid flow and deformation of porous media have been carried out with the aim of explaining some phenomena that occur along the production/injection of fluids, thereby obtaining a more accurate reservoir simulation. The ideal solution for this problem is to implement a scheme where laws governing the flow and stress analysis are met simultaneously at each time interval. This dissertation presents the results of a computer code (programmed in C positive positive) that allows the coupling of a conventional reservoir simulator (ECLIPSE) and a stress-displacement finite element based program (Abaqus /CAE). This work presents the use of various coupling schemes for the solution of a synthetic case, in particular the use of a methodology that generates results very close to the ones predicted from the use of fully coupled methods. The results obtained by the different coupling schemes are compared in terms of fluid pressure, stress and displacement responses for synthetic three-dimensional models.

[pt] Dado o cenário cada vez mais complexo de extração de energia, o estudo de fenômenos acoplados em meios porosos tem tornado-se essencial na previsão do comportamento de meios geológicos. Diversas formas de acoplamento hidromecânico têm sido apresentadas nas últimas décadas visando, também, diminuir o tempo de execução das simulações numéricas sem impactar na representação do comportamento geomecânico do escoamento no meio poroso. Este trabalho deduz os parâmetros de acoplamento necessários para a troca de informações entre um simulador de fluxo e um geomecânico, considerando os efeitos térmicos, a anisotropia das propriedades elásticas e a compressibilidade dos grãos. Além disso, é proposta uma nova metodologia de acoplamento capaz de alternar dinamicamente entre dois métodos já existentes: o iterativo implícito e o iterativo sequencial. Foi chamada de acoplamento adaptativo e é baseada no comportamento dos parâmetros de acoplamento durante o processo iterativo. Essa metodologia foi verificada variando-se a discretização espacial, as condições de contorno e a relação permeabilidade-porosidade utilizando tanto um fluido monofásico quanto multifásico desprezando-se os efeitos térmicos e a anisotropia das rochas. Avaliou-se também o impacto da consideração das rochas adjacentes ao reservatório, da compressibilidade dos grãos e da utilização dessa metodologia para um caso real: o campo de Pituba. Com resultados próximos ao acoplamento iterativo implícito, o acoplamento adaptativo obteve uma redução média de 35 por cento no tempo de execução com diferenças relativas inferiores a 5 por cento para as variáveis analisadas. Já o acoplamento sequencial, que também foi utilizado em todos os casos apresentados, obteve uma redução de 50 por cento porém com diferenças superiores. / [en] The study of coupled phenomena in porous media has become essentialin predicting the behavior of geological media considering the increasinglycomplex scenario of energy extraction. Several ways of hydromechanical coupling have been presented in recent decades, also aiming to reduce the execution time of numerical simulations without impacting on the representationof geomechanical behavior in the flow in the porous medium. This workdeduces the coupling parameters necessary for the exchange of informationbetween a flow simulator and a geomechanical simulator, considering thethermal effects, anisotropy of elastic properties and compressibility of grains.In addition, a new coupling methodology is proposed and it capable of dynamically switch between two existing methods: iterative and sequential. Itis called adaptive coupling and is based on the behavior of coupling parameters during the iterative process. This methodology was verified by varyingspatial discretization, boundary conditions and permeability-porosity ratiousing both a single-phase and multiphase fluid neglecting thermal effectsand anisotropy of rocks. It was also evaluated the impact of the consideration of the surroundings rocks to the reservoir, grain compressibility andthe use of this methodology for a real case: Pituba field. Adaptive couplingachieved an average reduction of 35 percent in execution time with results close toiterative coupling and relative differences less than 5 percent. On the other hand,the sequential coupling which was also used in all cases presented obtaineda reduction of 50 percent, but with a higher differences.

La modélisation du vivant, en particulier la modélisation de l'activité cardiaque, est devenue un défi scientifique majeur. Le but de cette thématique est de mieux comprendre les phénomènes physiologiques et donc d'apporter des solutions à des problèmes cliniques. Nous nous intéressons dans cette thèse à la modélisation et à l'étude numérique de l'activité électrique du cœur, en particulier l'étude des électrocardiogrammes (ECGs). L'onde électrique dans le cœur est gouvernée par un système d'équations de réaction-diffusion appelé modèle bidomaine ce système est couplé à une EDO représentant l'activité cellulaire. Afin simuler des ECGs, nous tenons en compte la propagation de l'onde électrique dans le thorax qui est décrite par une équation de diffusion. Nous commençons par une démonstrer l'existence d'une solution faible du système couplé cœur-thorax pour une classe de modèles ioniques phénoménologiques. Nous prouvons ensuite l'unicité de cette solution sous certaines conditions. Le plus grand apport de cette thèse est l'étude et la simulation numérique du couplage électrique cœur-thorax. Les résultats de simulations sont représentés à l'aide des ECGs. Dans une première partie, nous produisons des simulations pour un cas normal et pour des cas pathologiques (blocs de branche gauche et droit et des arhythmies). Nous étudions également l'impact de certaines hypothèses de modélisation sur les ECGs (couplage faible, utilisation du modèle monodomaine, isotropie, homogénéité cellulaire, comportement résistance-condensateur du péricarde,. . . ). Nous étudions à la fin de cette partie la sensibilité des ECGs par apport aux paramètres du modèle. En deuxième partie, nous effectuons l'analyse numérique de schémas du premier ordre en temps découplant les calculs du potentiel d'action et du potentiel extérieur. Puis, nous combinons ces schémas en temps avec un traîtement explicite du type Robin-Robin des conditions de couplage entre le cœur et le thorax. Nous proposons une analyse de stabilité de ces schémas et nous illustrons les résultats avec des simulations numériques d'ECGs. La dernière partie est consacrée à trois applications. Nous commençons par l'estimation de certains paramètres du modèle (conductivité du thorax et paramètres ioniques). Dans la deuxième application, qui est d'originie industrielle, nous utilisons des méthodes d'apprentissage statistique pour reconstruire des ECGs à partir de mesures ('électrogrammes). Enfin, nous présentons des simulations électro-mécaniques du coeur sur une géométrie réelle dans diverses situations physiologiques et pathologiques. Les indicateurs cliniques, électriques et mécaniques, calculés à partir de ces simulations sont très similaires à ceux observés en réalité.