[ca] Per mitigar les conseqüències del canvi climàtic s'han proposat diverses mesures, entre les quals es troben l'ús d'energies renovables com la geotèrmia i el desenvolupament de tecnologies com l'emmagatzematge d'hidrogen o CO2, que requereixen la injecció de fluids dins de massissos rocosos fracturats (com els reservoris abandonats), cosa que suposa un canvi en l'estat tensional d'aquests. Aquesta alteració pot ocasionar el desencadenament d'esdeveniments micro-sísimics mitjançant la reactivació de falles geològiques o la creació de noves fractures que, en última instància, formarien camins preferencials per a la filtració dels fluids. A més, els reservoris abandonats contenen fluids multifase amb més d'una espècie que podrien reaccionar químicament amb els nous fluids injectats. Per tant, la predicció precisa de les condicions d'operació requereix una anàlisi profunda de la problemàtica, així com disposar d'un programari geomecànic avançat capaç d'avaluar la viabilitat i la seguretat dels possibles llocs d'extracció o emmagatzematge. En aquest context, l'objectiu principal d'aquesta tesi és el desenvolupament d'un model termo-hidro-mecànic (THM) acoblat multifase en un medi porós fracturat mitjançant el mètode dels Elements Finits emprant elements junta de gruix nul de doble node per representar les discontinuïtats. Les principals hipòtesis del model són: la teoria de petites deformacions, un sistema compost per dues fases fluides (líquida i gasosa), dues espècies (aigua i gas) i una fase sòlida; la fase gasosa es comporta d'acord amb la llei dels gasos ideals i es considera l'evaporació de la fase líquida. Les variables primàries són: desplaçaments, pressions de fase i temperatura. La formulació contempla: l'equació d'equilibri, l'equació de balanç de massa de l'espècie aigua, l'equació de balanç de massa de l'espècie gas i el balanç d'energia. La formulació de les discontinuïtats considera les mateixes hipòtesis que el medi porós i pren en compte un factor de reducció dels paràmetres de la corba de retenció basat en l'obertura mecànica de la fractura. El model ha estat implementat i validat amb exemples de verificació acadèmics en un codi 3D d'Elements Finits. No obstant això, durant la fase de validació s'han trobat algunes limitacions del model, relacionades amb l'esquema d'integració temporal, pel que fa al tractament dels termes d'emmagatzematge de les equacions de govern i els fluxos de masa. Aquestes limitacions han motivat els següents nous desenvolupaments: una nova formulació que conserva la massa aplicada a les equacions de difusió en el medi porós i a les discontinuïtats, una nova corba de retenció de tipus exponencial que pren com a punt de partida la porosimetria en el cas del medi porós i la distribució d'obertures a les discontinuïtats, i, finalment, una nova llei constitutiva cohesiva-friccional per a les juntes que permet la modelació del tancament en descàrrega.

[en] To address the impacts of climate change, several measures have been suggested among which utilizing renewable energy sources such as geothermal energy and implementing technologies such as hydrogen storage or CCUS. Some of these solutions imply the injection of fluids into fractured rock masses (e.g. depleted O&G reservoirs) with the subsequent change in local stress conditions. This alteration may lead to the initiation of micro-seismic events by reactivating existing faults or the generation of new fractures, with the risk of ultimately establishing pathways for fluid leakage. Additionally, depleted reservoirs contain multiphase and multicomponent fluids that could react chemically with the new injection fluids. Therefore, the accurate prediction of operation conditions demands advanced geomechanical software capable of evaluating the viability and safety of potential extraction or storage locations. In this context, the main objective of this thesis is to develop a thermo-hydro-mechanical multiphase model in fractured porous medium with the Finite Element Method using zero-thickness interface elements to model discrete discontinuities. The main assumptions of the model are: the small strain theory, the system composition with two fluid phases (liquid and gas), two species (water and dry gas) and one solid phase. The gas phase follows the ideal gas law and the liquid phase evaporation is considered. The main variables are: displacements, phase pressures and temperature. The formulation takes into account: the equilibrium equation, the mass balance equation of the water species, the mass balance equation of the gas species and the balance of energy. The formulation of the discontinuities considers similar assumptions as the porous medium and takes into account a reduction factor of the water retention curve parameters based on the mechanical opening of the fracture. The model has been implemented and validated with academic verification examples in a FE code. However, some limitations were observed related to the time integration scheme, the treatment of storage terms of the governing equations and the mass flow. This issues have motivated the following new developments: new mass-conservative approach for diffusion equations using FE formulations, a new physically-based exponential model which considers the pore size or aperture distribution in case of the porous medium or discontinuities, respectively, and a new damage-frictional law which properly models discontinuity closure.