Modélisation du transport de solutés réactifs en milieu poreux saturé
Langue Français
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Auteur : Carrayrou, Jérôme
Date de soutenance : 17-12-2011

Directeur(s) de thèse : Behra, Philippe - Mosé, Robert

Rapporteur(s) : Quintard, Michel - Sardin, Michel
Membre(s) du jury : Rémond, Yves

Établissement de soutenance : ULP - Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : ED182 - Ecole doctorale de physique et chimie-physique
 
Discipline : DISC-20
Classification : Physique

Mots-clés libres : Transport réactif, milieu poreux, séparation d’opérateurs, fractions continues positives, intervalle chimiquement autorisé
Mots-clés :
  • Matériaux poreux - Thèses et écrits académiques
  • Fluides, Dynamique des - Thèses et écrits académiques
  • Fluides, Mécanique des - Thèses et écrits académiques
  • Solutions (chimie) - Thèses et écrits académiques
Résumé : Ce travail présente une méthode de résolution originale des modèles mathématiques décrivant le transport de solutés réactifs en milieu poreux utilisant la technique de séparation des opérateurs (OS). La méthode des Fractions Continues Positives (FCP) a été développée pour assurer la résolution des systèmes algébriques non linéaires décrivant les équilibres thermodynamiques. Associant la méthode FCP et celle de Newton-Raphson à une nouvelle contrainte, le respect de l’Intervalle Chimiquement Autorisé, l’algorithme utilisé pour le calcul des équilibres thermodynamiques, SPECY, assure robustesse, précision et rapidité. Construit à partir du code SPECY pour la thermodynamique, le code SPECY-NETIC permet d’associer les deux formulations, cinétique et thermodynamique, lors de la modélisation des systèmes chimiques. La résolution de la partie cinétique par une extrapolation de Richardson permet de respecter une précision donnée a priori lors des calculs. La résolution de l’opérateur de transport par une combinaison d’éléments finis discontinus et d’éléments finis mixtes hybrides (EFDM) génère une diffusion numérique faible et permet la prise en compte de domaines bi- ou tri-dimensionnels hétérogènes. Des études analytique et numérique des erreurs d’OS sur le bilan de masse, et une étude numérique concernant les erreurs au niveau des profils de concentration montrent qu’aucune erreur d’OS n’est introduite et que le schéma Itératif (I) Symétrique est le plus adapté pour coupler transport et cinétique chimique. Une très bonne maîtrise de la diffusion numérique est obtenue en couplant par un schéma I Standard l’opérateur de transport résolu par EFDM et celui de chimie à l’équilibre instantané. L’adaptation du schéma d’OS aux phénomènes chimiques et l’utilisation de méthodes de résolution spécifiques pour chaque opérateur conduisent à une nouvelle méthode de résolution des problèmes de transport réactif en milieu poreux.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-68080
Type de ressource : Thèse