Développement d'un modèle numérique pour l'écoulement triphasique de fluides incompressibles
Langue Français
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Auteur : Schneider, Lauriane
Date de soutenance : 18-02-2015

Directeur(s) de thèse : Schäfer, Gerhard - Helluy, Philippe

Président : Hilhorst, Danielle
Rapporteur(s) : Quintard, Michel - Amaziane, Brahim
Membre(s) du jury : Ackerer, Philippe

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
École doctorale : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
 
Discipline : Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'environnement
Classification : Sciences de la terre, Physique

Mots-clés libres : Ecoulement multiphasique, Pression globale, Condition de différentielle totale
Mots-clés :
  • Hydrogéologie - Modèles mathématiques
  • Écoulement polyphasique - Simulation, Méthodes de
  • Fluides incompressibles
  • Galerkine, Méthodes de
  • Éléments finis, Méthode des
  • Hydrodynamique
Résumé : La modélisation des hydrosystèmes souterrains est devenue un outil crucial dans la gestion des ressources d'eaux souterraines ainsi que pour la surveillance des sites contaminés. L'objectif de ce travail de thèse est de modéliser l'écoulement d'une phase non-aqueuse liquide dense (DNAPL) dans les sols, et de développer un code pour la simulation des écoulements triphasiques de fluides incompressibles en milieux poreux. Le modèle mathématique pour les écoulements multiphasiques de fluides en milieux poreux est généralement constitué d'une équation de pression et de deux équations de saturation. Notre approche est fondée sur une formulation en pression globale : elle permet un découplage partiel des équations de pression et de saturations, et elle est plus efficace en termes de résolution numérique. Le nouveau modèle est discrétisé selon un schéma IMPES. Dans ce travail de thèse, la méthode des Eléments Finis Discontinus de Galerkine est combinée à un schéma de Godunov généralisé pour la résolution de la partie convective de l'équation de saturation. Un écoulement diphasique non miscible avec effets gravitaires importants et sans capillarité a été simulé. Une analyse fonctionnelle démontre que le profil de saturation de la phase non-aqueuse entrante dépend essentiellement du rapport de la vitesse totale sur la différence de densité entre la phase non aqueuse et l'eau. Le code développé a permis de simuler un drainage gravitaire à grande échelle. Enfin, un modèle numérique non-linéaire d'écoulement triphasique de fluides utilisant la Méthode des Lignes est introduit. Les causes d'oscillations instables du système en zone elliptique sont examinées. Des méthodes de relaxation et la construction d'un modèle de perméabilités relatives vérifiant la condition de Différentielle Totale sont envisagées.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2015STRAH002
Type de ressource : Thèse