Étude expérimentale et numérique de la migration de polluants non miscibles dans un milieu poreux sature a l'échelle de Darcy
Langue Français
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Auteur : Nsir, Khalifa
Date de soutenance : 27-11-2009
Directeur(s) de thèse : Schäfer, Gerhard
Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
Discipline : Mécanique des matériaux
Classification : Sciences de la terre
Mots-clés libres : déplacement non miscible , milieu poreux , instabilités , DNAPL , réseau , pores et capillaires , forces de poussée
Mots-clés :
- Matériaux poreux
- Thèses et écrits académiques
- Hydrodynamique
- Thèses et écrits académiques
- Polluants
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Le processus de déplacement vertical d'un fluide non miscible et plus dense que l'eau (DNAPL) en milieu poreux saturé a été étudié à l'échelle de Darcy. Les expériences sur colonnes de laboratoire ont été conduites en utilisant deux modes d'écoulement : vertical ascendant et vertical descendant. Le milieu poreux utilisé est un sable homogène et le polluant considéré est un composé organo-chloré (Trichloréthylène, TCE), fréquemment trouvé dans des cas de pollutions industrielles de sols et d'eaux souterraines. Dans chaque essai, nous avons mesuré les temps d'arrivée du front eau/DNAPL'dans une section de contrôle du dispositif expérimental au moyen des capteurs à fibres optiques. Nous avons aussi mesuré la pression du DNAPL'à l'entrée et à la sortie de la colonne de milieu poreux. Une cartographie in situ du champ de saturations en DNAPL'a été également effectuée. De ce fait, nous avons pu mettre en évidence une forte non uniformité de la répartition du polluant non miscible dans le milieu poreux saturé. De plus, nous avons pu quantifier d'une manière précise les instabilités de déplacement. A partir des résultats obtenus, il a été montré que les forces de poussée (ou de gravité) sont capables d'exercer des effets très significatifs à la fois sur la stabilité du processus de déplacement et sur l'efficacité de la récupération de la phase mobile du DNAPL. Concernant la simulation numérique, un modèle discret de pores et de capillaires a été développé. Une approche de calcul basée sur la théorie d'empilement des sphères a été élaborée pour évaluer les caractéristiques géométriques du réseau équivalent du milieu poreux utilisé dans l'expérimentation. Les résultats expérimentaux et numériques s'accordaient bien. Le modèle numérique s'est montré capable de reproduire l'évolution temporelle de la pression observée pour les différents régimes de déplacement stable et instable.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-299729
Type de ressource : Thèse
