LOTHER est une bibliothèque de calcul dédiée à l'évaluation des propriétés thermodynamiques des fluides géologiques à partir de leurs équations d'état. Elle a été conçue pour fournir un cadre générique, robuste et réutilisable, permettant de calculer non seulement les grandeurs thermodynamiques classiques, mais aussi leurs dérivées d'ordre élevé par rapport à plusieurs variables d'état.
Cette bibliothèque s'adresse aux utilisateurs qui développent des logiciels de thermodynamique des fluides, de géochimie, de modélisation des inclusions fluides, de systèmes hydrothermaux ou de réservoirs, et qui ont besoin d'un noyau de calcul fiable pour manipuler les propriétés d'équilibre de fluides complexes.
LOTHER repose sur une architecture orientée objet, pensée pour séparer clairement les formulations thermodynamiques, les équations d'état, les variables indépendantes et les propriétés calculées. Cette approche facilite l'extension de la bibliothèque à différents modèles et à différents types de fluides.
L'objectif principal de LOTHER est de proposer un ensemble cohérent de classes et de méthodes permettant :
La bibliothèque peut ainsi être utilisée comme base pour développer des applications de calcul de volumes molaires, densités, compressibilités, chaleurs spécifiques, potentiels thermodynamiques, coefficients de fugacité, équilibres de phases ou toute autre propriété dérivée d'une formulation d'équation d'état.
Dans de nombreux problèmes de thermodynamique des fluides, il ne suffit pas de calculer une propriété scalaire simple. Il est souvent nécessaire de disposer également de ses dérivées premières, secondes, voire d'ordre supérieur, par rapport à des variables telles que la température, la pression, le volume, la composition ou d'autres paramètres d'état.
LOTHER a été développé précisément pour répondre à ce besoin. La bibliothèque permet de manipuler de manière systématique :
Cette approche est particulièrement utile dans les applications géologiques et géochimiques, où la précision des dérivées conditionne la qualité des calculs de stabilité, d'équilibre liquide-vapeur, de propagation d'incertitudes ou d'interprétation expérimentale.
Les fluides géologiques présentent souvent des comportements complexes liés à la non-idéalité, aux mélanges multicomposants, aux effets de pression et de température, ainsi qu'aux transitions de phase. Dans ce contexte, l'utilisation d'une bibliothèque générique de calcul thermodynamique permet de construire des outils plus fiables et plus modulaires.
LOTHER peut être mobilisé dans des contextes tels que :
En pratique, une telle bibliothèque constitue un socle de développement pour des logiciels dédiés au calcul de diagrammes de phases, à l'interprétation d'observations microthermométriques, à la reconstruction des conditions P-T-X de piégeage, ou à la simulation du comportement des fluides dans les réservoirs naturels.
Le code source de la bibliothèque LOTHER est disponible sur GitHub.
Dépôt de téléchargement :
https://github.com/regthiery/LOTHER
La publication de référence associée à cette bibliothèque est la suivante :
R. Thiéry. [ PDF ]
"A new object-oriented library for calculating high-order multivariable derivatives and thermodynamic properties of fluids with equations of state."
Computers & Geosciences, 22(7):801–815, 1996.
La publication fondatrice de LOTHER met en avant l'intérêt d'une approche orientée objet pour la programmation scientifique en thermodynamique. Elle montre comment organiser de façon modulaire les calculs de propriétés et de dérivées, de manière à rendre les codes plus lisibles, plus extensibles et plus faciles à réutiliser dans différents contextes.
Cette démarche était particulièrement novatrice pour son époque et reste pertinente aujourd'hui pour la conception de bibliothèques scientifiques robustes. Elle s'inscrit dans une logique de mutualisation des outils de calcul, où une même base logicielle peut alimenter plusieurs applications spécialisées.
Sur ce site, LOTHER occupe une place particulière : il ne s'agit pas d'un logiciel utilisateur final avec une interface graphique dédiée, mais plutôt d'une bibliothèque scientifique destinée à être intégrée dans d'autres programmes.
En ce sens, LOTHER constitue un composant fondamental pour le développement d'outils plus applicatifs en thermodynamique des fluides géologiques. Il représente le niveau le plus générique de la chaîne de calcul, en amont des logiciels d'interprétation et de visualisation.
LOTHER est une bibliothèque de calcul thermodynamique conçue pour manipuler des équations d'état et en déduire des propriétés de fluides ainsi que des dérivées multivariables de haut ordre. Son architecture orientée objet en fait un outil souple et puissant pour le développement de logiciels scientifiques en géothermodynamique, géochimie des fluides et modélisation des systèmes naturels.