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Modélisation du transport réactif dans les milieux poreux hétérogènes. Application aux processus d'adsorption cinétique non linéaire
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Besnard, Katia |
| Copyright Year | 2003 |
| Abstract | Dans le cadre de la gestion de la ressource en eau et de l'amenagement de sites de stockages de dechets surs, une meilleure comprehension du devenir des contaminants dans les milieux souterrains est necessaire. Dans les nappes souterraines, les contaminants sont transportes a travers des milieux poreux caracterises par une forte heterogeneite qui joue un role important sur leur migration et leur dispersion. D'autre part, le transport des contaminants dans les milieux poreux resulte du couplage de processus physiques, chimiques voire biologiques complexes et interdependants. Ce travail s'interesse a l'impact de l'heterogeneite physique du milieu associee a la reactivite chimique sur le transport de contaminants. L'objectif est de trouver les lois macroscopiques du transport reactif dans les milieux poreux heterogenes en commencant par les reactions d'adsorption. Nous avons developpe un outil numerique modelisant le couplage physico-chimique. Ce modele repose sur le principe d'une discretisation de la phase liquide en paquets d'eau identiques, dits volumes elementaires, caracterises par leur concentration en solute. La methode consiste a suivre simultanement ces volumes elementaires dans la grille par une methode de transport dans le domaine des temps. L'interet de ce modele est le decouplage des processus physique et chimique a l'echelle du volume elementaire. L'evolution de la concentration dans le volume est donnee par le flux chimique et est resolue a chaque traversee de maille par le volume elementaire. Ainsi, cette methode peut simuler toute sorte de reactions chimiques. Nous avons etudie le comportement d'un panache soumis a une adsorption cinetique, non lineaire de type Freundlich. Le developpement du panache a principalement ete caracterise par sa vitesse moyenne et son coefficient de dispersion effectif. L'effet du couplage transport-cinetique-non linearite a d'abord ete etudie en milieu physiquement homogene. Nous avons etudie l'effet des conditions initiales ainsi que l'effet d'une heterogeneite chimique du milieu. Nous avons montre que la cinetique influence le comportement du panache a court-terme, provoquant meme dans certains cas l'apparition de double pics transitoires dans la distribution du panache en solution. Nous avons quantifie ces phenomenes. Le comportement asymptotique du panache est lui controlee par la non linearite. Nous avons etudie ensuite le comportement d'un panache injecte sous forme de pulse dans un milieu physiquement heterogene dans lequel la variation spatiale de la conductivite hydraulique est supposee aleatoire. Nos premiers resultats montrent que l'etalement du panache n'est que tres peu influence par l'heterogeneite du milieu. Nous pouvons en conclure que les dimensions du panache sont controlees par l'effet de la non linearite. Par ailleurs, une experimentation en laboratoire a ete initiee afin de valider les resultats des simulations numeriques et etudier des processus reactifs plus complexes. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006040/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
