Download or read book Transport de solut biologiquement actif en milieu poreux incluant une phase biofilm written by Laurent Orgogozo and published by . This book was released on 2009 with total page 249 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Modéliser les phénomènes de transport de solutés organiques en milieux poreux colonisés par des populations bactériennes se développant sous forme de biofilms est un domaine de recherche important pour un certain nombre d'applications environnementales, comme par exemple pour les méthodes de bioremédiation des sols et des eaux contaminés par des polluants organiques (biosparging, bio-barrières ...). Les biofilms, qui sont composés principalement de bactéries et de substances polymériques extracellulaires, peuvent se développer sur les parois de grains d'un milieu poreux. Le métabolisme bactérien dégrade les solutés organiques et contribue ainsi à la diminution de la contamination. Le transport bio-réactif de composés organiques dans un milieu poreux incluant un biofilm est un problème fortement multi-échelle (depuis l'échelle de la bactérie jusqu'à l'échelle de l'aquifère) et fortement couplé (avec des phénomènes hydrodynamiques, physico-chimiques et biochimiques). Le soluté organique est transporté par convection et diffusion dans la phase fluide et diffuse dans la phase biofilm, où il est dégradé par le métabolisme bactérien. Le but de ce travail est de développer des modèles de transport bio-réactif définis à l'échelle de Darcy à partir des données disponibles à l'échelle du pore, en adoptant la méthode de changement d'échelle dite de prise de moyenne volumique. Dans le cas général, une telle approche conduit à un modèle macroscopique de transport à deux équations couplées (une équation par phase de transport). En considérant les relations entre les concentrations moyennées dans chaque phase, plusieurs régimes de transport permettant de dégénérer ce modèle en modèle à une seule équation peuvent être identifiés. L'hypothèse d'équilibre de masse local conduit à un tel modèle simplifié. En condition de non-équilibre, deux cas limites permettent également de développer des modèles de transport à une équation : le cas où le taux de biodégradation est contrôlé par le transfert de masse externe et le cas ou il est contrôlé par la cinétique de réaction. L'utilisation de ces quatre modèles implique la résolution numérique de problèmes de fermeture, afin d'évaluer les paramètres macroscopiques de transports (tenseur de dispersion, taux de dégradation ...). Des calculs de coefficients effectifs ont été effectués dans différentes conditions de transport afin d'étudier leur comportement. Les résultats de ces modèles ont été comparés avec ceux obtenus par simulations directe à l'échelle microscopique pour une géométrie de pore bidimensionnelle stratifiée. À partir de ces comparaisons, les domaines de validité de chaque modèle ont été identifiés en termes de conditions hydrodynamique et biochimique de transport. (i.e. le nombre de Péclet et le nombre de Damköhler). Le développement d'un modèle expérimental de transport en milieux poreux incluant un biofilm a également été entamé, afin d'une part d'effectuer une validation expérimentale des modèles numériques préalablement développés et d'autre part de fournir un outil supplémentaire pour l'étude des phénomènes considérés.

Download or read book tude exp rimentale du transport r actif en milieu poreux written by Assohoun Wilfried Ahoulou and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Prédire les instabilités déclenchées par la réaction chimique d'un fluide percolateur traversant une roche soluble constitue un enjeu scientifique majeur pour de nombreux domaines d'application (formations des systèmes karstiques, évolution des fractures, stimulation acide des puits de pétrole ou encore la séquestration et le stockage du CO2). En effet, la dissolution de la matrice solide conduit souvent à l'apparition et au développement des canaux, appelés wormholes, qui modifient les caractéristiques hydrodynamiques (perméabilité et porosité) du milieu traversé. L'objectif de cette thèse est d'étudier, à travers un programme expérimental de laboratoire, l'influence de la variation des propriétés physiques du fluide percolateur et en particulier la variation de sa masse volumique sur la configuration des wormholes. Autrement dit, il s'agit d'étudier le couplage entre les instabilités chimiques et les instabilités hydrodynamiques induites par le contraste de masse volumique. Dans une première étape, le programme expérimental repose sur l'interprétation des images acquises lors de l'injection d'eau pure (phase « acide ») dans un massif salin (roche « soluble ») reconstitué en 2D via une cellule de type Hele-Shaw et en considérant différentes configurations d'injection. Dans une seconde étape, l'utilisation de la microtomographie à rayon X a permis d'approcher ces effets dans une configuration 3D constituée d'éprouvettes de sels dissoutes par des solutions sous-saturées en sel. Quelle que soit la configuration étudiée, les résultats expérimentaux suggèrent que les régimes de dissolution peuvent encore être décrits par les deux nombres adimensionnels classiques, à savoir les nombres de Damköhler et Péclet. Le diagramme de régime est peu sensible aux variations de contraste de masse volumique, en particulier pour des Péclet relativement forts et Damköhler faibles, mais subit un ralentissement de la propagation du front de dissolution lorsque le nombre de Richardson (rapport des effets gravitationnels et convectifs) augmente. L'analyse des descripteurs morphologiques tels que le volume, l'interface zone dissoute/zone non dissoute, la tortuosité et la distribution de la taille de pores montre que le contraste de masse volumique a une influence non-négligeable sur les régimes de dissolution pour un Richardson moyen à fort. Certains de nos résultats expérimentaux ont pu être confirmés par simulations numériques bidimensionnelles menées avec le logiciel COMSOL Multiphysics®.

Download or read book Transport de collo des en milieu poreux written by Vladimir Canseco Ruiz and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La thèse traite du transport de particules colloïdales en milieu poreux. L'influence des propriétés physico-chimiques et hydrodynamiques sur le dépôt et détachement de particules de latex a été étudiée en réalisant des expériences durant lesquelles des grandeurs macroscopiques (concentration dans les effluents, réduction de perméabilité) et microscopiques (variation de porosité par atténuation gamma) ont été mesurées.

Download or read book M thodologie d tude du transport transitoire de solut s dans les milieux poreux written by Michel Jauzein and published by . This book was released on 1988 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Prévoir les risques de migration des polluants radioactifs autour des sites de stockages de déchets nucléaires nécessite la définition d'une méthodologie précise et l'utilisation de techniques adaptées. Cet objectif de départ, axé sur les aspects méthodologiques concerne plus généralement l'étude du transport transitoire de solutés aqueux, radioactifs ou non, dans les milieux poreux, naturels ou artificiels, en présence d'interactions physico-chimiques entre la solution aqueuse, le soluté étudié et le milieu poreux. Le cas du transport du césium sous forme cationique (Cs+) dans l'aquifère alluvial d'un site pilote du CENG, équipé par la SAT, a été choisi comme support pour tester les méthodes et techniques envisagées. Ce cas particulier a permis de mettre en œuvre des expériences sur des colonnes de laboratoire garnies d'échantillons de l'alluvion naturelle (un sable argilo-calcaire). Le but de ces expériences est la compréhension des mécanismes d'interaction avec le césium, puis l'évaluation des paramètres associés aux mécanismes mis en évidence. Le principe de ces expériences est simple : étudier la déformation d'un signal de concentration quand il traverse une colonne d'alluvion soumise à un écoulement permanent. Cette déformation, dépendant des interactions, permet alors de caractériser les différents mécanismes. Cependant l'interprétation de ce type de résultats nécessite de se doter d'un outil numérique flexible, permettant de simuler les expériences sur la base des mécanismes envisagés et de certaines valeurs des paramètres. La comparaison directe entre résultats expérimentaux et théoriques est alors un outil d'investigation pratique. Un code de calcul, IMPACT, a donc été construit dans le but de s'adapter facilement aux différentes substances chimiques et aux différents types d'expériences (laboratoire ou terrain). Ce code de calcul, dont les bases théoriques sont présentées dans ce mémoire, permet de simuler le tranport de substances chimiques dans les milieux poreux en supposant l'équilibre thermodynamique local. Les interactions, choisies par l'utilisateur, sont prises en compte par leur stœchiométrie et la loi d'action de masse associée. L'écoulement est simulé par un réseau de cellules de composition uniforme où l'eau circule de manière permanente. La diversité des configurations possibles permet de simuler des conditions d'écoulement variées comme celles rencontrées au laboratoire ou surtout sur le terrain. En ce qui concerne l'interprétation des expériences en colonne de laboratoire, une approche théorique basée sur la méthode des caractéristiques nous a permis de trouver des règles simples pour interpréter les résultats. En particulier, la simple stœchiométrie des mécanismes d'interaction permet de prévoir certaines déformations caractéristiques d'un signal de concentration élémentaire (modification brusque de la composition de l'eau d'alimentation d'une colonne, nommée "signal échelon"). Par exemple la "règle stœchiométrique" présentée dans ce mémoire, permet de prévoir le nombre de fronts de concentration successifs, pouvant apparaître en raison des interactions. D'autres règles qualitatives sont données, et la voie est tracée pour en trouver d'autres, peut-être plus précieuses. L'ensemble des expériences réalisées au laboratoire avec le césium et avec d'autres cations alcalins (Li+, Na+) a permis de mieux comprendre les interactions existant avec l'alluvion. Ainsi, pour le césium, deux mécanismes ont été envisagés pour décrire l'échange Ca/Cs: échange sur deux types de sites en parallèle ou échange couplé à une complexation de surface. Ces interactions ont été quantifiées. Cependant, la compréhension du transport du césium au travers de colonnes de laboratoire n'est pas suffisante pour prévoir son transit sur le site pilote. Plusieurs types de paramètres doivent être déterminés à l'aide d'expériences "in situ". Ce sont d'abord les paramètres hydrodynamiques, mais aussi certains paramètres physico-chimiques non extrapolables directement du laboratoire au terrain. En remarquant que l'utilisation directe de substances polluantes "in situ" ne serait pas toujours possible pour des raisons de sécurité et de temps, nous avons développé la "méthode des substances relais", Cette méthode consiste à injecter simultanément un traceur de l'eau et une substance réagissant au sein du milieu poreux. Le traceur de l'eau permet de caractériser l'hydrodynamique par des distributions de temps de séjour de l'eau dans le milieu poreux. La substance "relais" associée est choisie au laboratoire pour son adaptation à la mesure d'un paramètre physico-chimique par l'analyse de la différence existant entre sa restitution et celle du traceur de l'eau. Là aussi, l'utilisation du code de calcul IMPACT peut être indispensable pour l'application de la méthode. Appliquée dans le cas du césium, cette méthode a abouti à la mesure "in situ" de la capacité d'échange cationique par l'intermédiaire du lithium comme substance relais. Pour trois zones différentes, on a obtenu 62, 42 et 54 meq/litre d'eau de la nappe. Ce paramètre est en effet indispensable à la description de l'échange de cations, et il ne peut être extrapolé simplement du laboratoire comme une constante thermodynamique. En dernier lieu, les résultats acquis au laboratoire et sur le terrain permettent d'envisager la prévision des migrations du césium en solution grâce à l'utilisation du code de calcul IMPACT. Cette dernière étape permet d'envisager les perspectives de développement de la méthodologie proposée et du code de calcul mis en place.

Download or read book tude des m canismes de transport et la cin tique de d p t des particules en suspension dans un milieu poreux satur written by Nasre-dine Ahfir and published by . This book was released on 2006 with total page 179 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux de recherche abordés dans cette thèse concernent l'étude expérimentale du transport et dépôt des particules en suspension dans un milieu poreux saturé. Les particules en suspension sont impliquées dans de nombreuses problématiques liées aux ouvrages hydrauliques en terre, à l'exploitation des ressources naturelles des sous-sols telles que l'alimentation en eau potable et la production pétrolière. En raison de leur célérité de transport dans les eaux, les particules en suspension peuvent être des vecteurs de pollution ou des freins par leur dépôt. Deux types de particules en suspension ont été sélectionnés pour cette étude : des particules naturelles (limon) et des particules synthétiques (polyamide) caractérisées par une densité proche de celle de l'eau. Des injections brèves du mélange particules en suspension et traceur dissous conservatif (fluorescéine) ont été réalisées sur des colonnes de laboratoire, de longueurs variables, remplies de gravier ou de billes de verre. L'interprétation des résultats de traçages en utilisant l'équation de convection-dispersion avec une cinétique de dépôt de premier ordre (site irréversible), nous a permis de déterminer les différents paramètres hydrodispersifs. La vitesse d'écoulement, la structure interne, la longueur du milieu poreux (effet d'échelle), la taille et la densité des particules en suspension sont les paramètres qui influent sur le transport et dépôt des particules. L'effet d'exclusion de taille où le transport rapide des particules en suspension par rapport au traceur conservatif est mis en évidence. La dispersion des traceurs augmente avec la vitesse moyenne de pore et est décrite par une relation non linéaire. La dispersivité augmente avec la longueur de la colonne. Le taux de restitution des particules en suspension dépend de la nature du milieu poreux, de la vitesse découlement, de la taille et de la densité des particules en suspension. Le coefficient cinétique de dépôt varie avec la vitesse d'écoulement. Il augmente jusqu'à une certaine valeur critique de la vitesse puis diminue. Cette vitesse critique dépend de la longueur du milieu poreux et de la densité des particules en suspension. Les effets géométriques et hydrodynamiques influencent le comportement de transport et dépôt des particules en suspension.

Download or read book Transport et d p t de particules en suspension dans un milieu poreux satur written by Ahmed Hammadi and published by . This book was released on 2016 with total page 125 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Une étude expérimentale sur le transfert des particules en suspension dans les milieux poreux est menée au laboratoire sur des colonnes remplies de sable en utilisant des techniques de traçage. Les effets du milieu poreux, de la taille des particules et de la polydispersivité de ces particules sur leur transport et dépôt sont étudiés. Des injections impulsion et des injections en continue de particules en suspension monodisperses (Latex) et polydisperses (Kaolinite) à différentes vitesses d’écoulement ont été réalisées. Deux milieux poreux de granulométries serrées et un troisième milieu poreux constitué du mélange des deux précédents sont utilisés. Par ailleurs, pour étudier l’effet de la taille et de de la polydispersivité des particules injectées, trois populations monodisperses de particules de latex ainsi que trois mélanges de ces dernières ont été utilisés. Les paramètres caractérisant le transport et le dépôt des particules en suspension sont déterminés en utilisant la solution analytique de l’équation convection-dispersion avec une cinétique de dépôt de premier ordre. L’effet de sélection de taille est étudié à partir des analyses granulométriques des particules prélevées dans les effluents à différents moments de la restitution et des particules déposées à différents horizons dans le milieu poreux. Les résultats ont montré que la vitesse d’écoulement, la distribution granulométrique du milieu poreux, la taille et la polydispersivité des particules en suspension jouent un rôle important dans le transport et le dépôt dans les milieux poreux.

Download or read book Etude Du Transport R actif de Particules en Silice en Suspension en Milieux Poreux Satur written by Zyed Mesticou and published by . This book was released on 2014 with total page 236 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Suspended particles transport through a saturated porous medium is an important research topic in several sectors related to the environment or industrial problems. The purpose of this thesis is to characterize deposition and release mechanisms in the case of the transport of silt micro particles (silica) flow through saturated sand. The influence of ionic strengh and the flow velocity are studied. The approach is first expérimental. In this context, laboratory column experiments are performed. The results show clearly the presence of both physicochemical and mechanical retention mechanisms. It is show that the suspension ionic strength increase results in increaded deposition rate. This is consistent with the DLVO theory. In addition, the deposit is marked by a gradual saturation of physicochemical and mechanical retention sites. The esperiments show also that the release phenomenon arises not only from the variation of the hydraulic speed but also from the ionic strength value and expecially of this variation. In this framework, experiments show clearly the presence of a clogging front. The latter moves in the flow direction with a rate proportional to the ionic strength and the flow velocity. The study shows that the clogging increases with the ionic strength. It is more pronounced at low speeds. In a second approach, a multiphasic model is developed to simulate the suspension particle transport under the influence of the ionic strength and the flow velocity. The two effects are coupled. Thus, the deposition and release kinetics are proposed to model these two phenomena. These kinetics are expressed as a function of the suspension flow rate and salinity in accordance with experimental results. The proposed model is validated with experimental tests. It reproducesin a realistic way the transport dynamics of the micro particles in suspension under the influence of ionic strength and flow velocity variations.

Download or read book Etude exp rimentale de la dispersion en milieu poreux h t rog ne written by Vincent Kretz and published by . This book was released on 1999 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Transport de Np V en milieu poreux argileux written by Christine André and published by . This book was released on 1997 with total page 280 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La connaissance des propriétés de transport des radioéléments à travers les barrières de stockages est nécessaire pour évaluer leur sureté. L’objectif est de valider l'approche consistant à déduire le transit d'un radionucléide du mouvement de l'eau couplé à la chimie des espèces en solution et à leurs propriétés de sorption.Le système étudié est celui du transport du Np(V) en milieu carbonate dans un mélange de sable et d'argile Fo-Ca-7. La méthodologie expérimentale repose sur la technique chromatographique : caractérisation de l'écoulement par mesure de la distribution de temps de séjour d'un traceur de l'eau, modélisation de l'écoulement à l'aide d'un modèle convectif-dispersif avec zones stagnantes et détermination des propriétés de rétention du support poreux grâce à des expériences d'échange sodium/calcium et sodium/césium. La rétention de ces éléments est modélisée grâce un modèle d'échange d'ions avec trois sites de sorption dont les capacités et les constantes d'échange Na+/H+, Na#+/Ca2+ et Na+/Cs+ ont été déterminées. L’étude des propriétés de migration du Np(V) ont mis en évidence que la rétention du neptunium est uniquement due à NpO2+ sur le troisième site. Ce mécanisme a été validé en faisant varier le pH et la concentration en carbonate. L’existence d'un site anionique de faible capacité d'échange a été mis en évidence par des expériences au 14C. Un traitement d'élimination de la goethite présente dans la Fo-Ca-7 montre que cet oxyde de fer n'est pas responsable de la fixation des anions ni du neptunium. Des expériences en température ont permis de déterminer des constantes thermodynamiques comme l'entropie et l'enthalpie de réaction d'adsorption du ca et du Np(V). Il ressort de ce travail qu'une connaissance précise des interactions hétérogènes en milieu poreux et de la chimie en solution permet une parfaite maitrise des propriétés de transport de radionucléides dans un large domaine de conditions physicochimiques.

Download or read book Etude du passage micro macro pour le transport par diffusion en milieu poreux Application aux exp riences de RMN GCP written by Stéphane Rodts and published by . This book was released on 2001 with total page 1048 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a un double but : Observer et identifier les mécanismes physiques via lesquels, dans les matériaux poreux homogènes, les lois microscopiques du transport par diffusion induisent généralement des lois de transport effectives macroscopiques très simples, quelque soit la complexité du réseau poreux sousjacent. Contribuer à développer le cadre d'interprétation des expériences RMN de Gradient de Champ Pulsé (GCP) pour la mesure de l'autodiffusion dans les fluides confinés dans les systèmes poreux. Nous étudions le cas académique de la diffusion Fickienne sans adsorption. Nous observons le transport à échelle de longueur fixée, en suivant la cinétique avec laquelle "s'affaisse" par diffusion l'amplitude G(q,t) de " profils de concentration sinusoïdaux " de vecteur d'onde q variable. Vis à vis de la RMN, cette approche revient à étudier le propagateur de diffusion G(q,t) - grandeur mesurée par l'expérience - de manière non-traditionnelle, c'est à dire, à q fixé, en fonction du temps t. A q donné, 3 régimes de temps sont mis en évidence : un régime de temps courts de diffusion non confinée, un régime de temps intermédiaires renseignant sur la diffusion à l'échelle de longueur 2pi/q, et un régime de temps longs sensible à la " dimensionnalité " de l'espace poral. Nous caractérisons la cinétique d'affaissement aux temps intermédiaires par un coefficient de diffusion D(q). Son étude théorique et expérimentale en fonction de q dans des systèmes périodiques et/ou désordonnés simples fait apparaître clairement trois phénomènes lors du passage micro-macro : une première interaction avec l'interface, une différentiation brutale du rôle des différents pores, puis une diffusion anormale, due à cette différentiation, susceptible de perdurer aux échelles macroscopiques, et suivie par un retour au régime " Fickien ". Une expérience macroscopique " de traceur " est enfin proposée et développée pour observer ces phénomènes de diffusion anormale dans quelques systèmes modèles.

Download or read book M thodologie d tude et mod lisation du transport de solutes en milieux poreux naturels written by Etienne Tevissen and published by . This book was released on 1993 with total page 168 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON PRESENTE UNE METHODOLOGIE D'ETUDE DU TRANSPORT DE SOLUTES INTERACTIFS EN MILIEU POREUX NATUREL, BASEE SUR L'EXPERIMENTATION ET LA MODELISATION. LA MODELISATION S'EFFECTUE GRACE A UN CODE DE CALCUL COUPLANT HYDRODYNAMIQUE ET GEOCHIMIE, DES AMELIORATIONS Y SONT APPORTEES AVEC LA PRISE EN COMPTE DE CORRECTIONS D'ACTIVITE ET SURTOUT, AVEC LA SIMULATION D'EFFETS CINETIQUES CHIMIQUES OU DIFFUSIONNELS. LA METHODOLOGIE PROPOSEE A ETE APPLIQUEE AU CAS DE MIGRATION DU CHROME DANS LA NAPPE ALLUVIALE DU DRAC (ISERE). L'ETUDE DU SITE EXPERIMENTAL ASSOCIEE A LA CONNAISSANCE GENERALE DE LA CHIMIE DU CHROME, A PERMIS DE DEFINIR ET DE CADRER LES EXPERIENCES A MENER AU LABORATOIRE POUR CARACTERISER LES INTERACTIONS DU CHROME AVEC LES ALLUVIONS. CES EXPERIENCES ONT MONTRE QUE C'EST UN PHENOMENE D'ADSORPTION QUI IMPOSE LA REPARTITION DU CHROME HEXAVALENT ENTRE PHASES MOBILE ET IMMOBILE. CE PHENOMENE A ENSUITE ETE DECRIT A L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE PAR DEUX MODELES, LE PREMIER UTILISE UN PHENOMENE ELEMENTAIRE DE TYPE ECHANGE ANIONIQUE ENTRE CHROMATE ET BICARBONATE, LE SECOND EST RESUME A UNE LOI DE LANGMUIR. LES COURBES EXPERIMENTALES ONT ETE SIMULEES EN CONSIDERANT CES DEUX MODELES AVEC DES LIMITATIONS CINETIQUES. LES EXPERIENCES DE TRACAGE SUR LE SITE ONT MONTRE QUE LE CHROME HEXAVALENT Y A UN COMPORTEMENT EQUIVALENT A UN TRACEUR D'EAU. CE RESULTAT SOULIGNE QUE CERTAINS PARAMETRES CAPACITIFS DES INTERACTIONS NE PEUVENT ETRE DETERMINES AU LABORATOIRE ET DOIVENT FAIRE L'OBJET DE MESURES IN-SITU

Download or read book tudes num rique et exp rimentales du m lange en milieux poreux 2D et 3D written by Régis Turuban and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le mélange de solutés par les écoulements en milieux poreux contrôle les réactions chimiques dans un grand nombre d'applications souterraines, dont le transport et la remédiation des contaminants, le stockage et l'extraction souterrains d'énergie, et la séquestration du CO2. Nous étudions les mécanismes du mélange à l'échelle du pore et plus précisément comment la topologie de l'écoulement est reliée à la dynamique du mélange d'espèces conservatives; en particulier, l'émergence d'un mélange chaotique est-elle possible dans un milieu poreux tridimensionnel (3D) ? Nous calculons donc numériquement ou mesurons expérimentalement les vitesses d'écoulement et l'évolution temporelle des champs de concentration afin de caractériser la déformation et le mélange à l'échelle du pore. Une première étude, expérimentale, permet de caractériser le mélange dans un fluide s'écoulant à travers un milieu poreux bidimensionnel (2D). Nous mesurons les vitesses par suivi de microparticules solides (''PTV''). L'évolution temporelle de la distance séparant deux particules permet de caractériser la dynamique de la déformation lagrangienne. Des mesures de transport conservatif dans le même milieu fournissent l'évolution temporelle du gradient de concentration moyen (une mesure du mélange). À partir de ces résultats expérimentaux nous proposons la première validation expérimentale à l'échelle du pore de la théorie lamellaire du mélange, reliant les propriétés de la déformation du fluide à la dynamique du mélange. Dans une deuxième étude nous examinons les conditions d'apparition du mélange chaotique dans l'écoulement dans des milieux poreux 3D granulaires ordonnés. Nous effectuons des calculs numériques hautement résolus de d'écoulement de Stokes entre des sphères empilées selon une structure cristalline (cubique simple ou cubique centrée), périodique. La déformation lagrangienne, obtenue à partir des champs de vitesse à l'aide d'outils numériques développés spécifiquement, met en lumière une large variété de dynamiques de la déformation dans ces milieux 3D, selon l'orientation de l'écoulement. Quand la direction de l'écoulement n'est pas normale à l'un des plans de symétrie de réflection du cristal, l'évolution temporelle de la déformation est exponentielle, traduisant une advection chaotique. L'émergence (ou non) du chaos est contrôlée par un mécanisme similaire à la ''transformation du boulanger'': les particules fluides se déplaçant autour d'un grain solide se retrouvent séparées par une surface virtuelle (appelée “variété”) qui émerge de la surface du grain. De multiples variétés existent dans l'écoulement, et la façon dont elles s'intersectent contrôle la nature - chaotique ou non - du mélange, et l'intensité du chaos. En particulier, l'exposant de Lyapunov (une mesure du chaos), est contrôlé par la fréquence spatiale des intersections appropriées à la génération du chaos, nommées ''connections hétéroclinines'' entre variétés. L'image conventionnelle, 2D, des mécanismes du mélange, impose des contraintes topologiques qui ne permettent pas le développement de ces mécanismes 3D. Elle pourrait donc être inadaptée aux milieux poreux naturels. La troisième étude a deux objectifs: (i) fournir une preuve expérimentale de la nature chaotique de l'advection, par la visualisation des variétés et par l'obtention d'une mesure de l'exposant de Lyapunov; et (ii), évaluer si nos résultats numériques obtenus pour des milieux granulaires ordonnés peuvent être généralisés à des milieux désordonnés, plus proches des milieux naturels. L'expérience est fondée sur un empilement désordonné de sphères rendu transparent par l'ajustement optique du liquide avec les sphères. La fluorescence induite par laser (''LIF'') permet de détecter les variétés au sein de l'écoulement, et des techniques PTV de mesurer les vitesses d'écoulement et quantifier l'exposant de Lyapunov. Les premiers résultats expérimentaux sont prometteurs.

Download or read book Contribution num rique l tude du transport de masse dans les milieux poreux satur s written by Anthony Beaudoin and published by . This book was released on 2006 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de la thèse est la résolution des problèmes de transport dans les milieux poreux à l'aide des méthodes particulaires. Deux problèmes sont résolus avec les méthodes particulaires : la migration d'un soluté dans une nappe phréatique et l'écoulement de l'eau dans un milieu poreux à l'échelle des pores. Pour résoudre l'équation de convection-dispersion dans le cas général d'une dispersion anisotrope, un algorithme basé sur les méthodes particulaires et la méthode de vitesse de dispersion est présenté. Pour simuler l'écoulement dans un milieu poreux à des faibles nombres de Reynolds, un algorithme basé sur une méthode particulaire anisotrope et une méthode intégrale de frontière est présenté. La méthode particulaire anisotrope permet d'améliorer la description de la couche limite se formant autour des grains du sol. La méthode intégrale de frontière permet de satisfaire la condition d'adhérence en écrivant une équation intégrale de frontière sur le contour des grains du sol

Download or read book tudes th orique et exp rimentale du transport de fluides miscibles en cellule Hele Shaw written by Hung Truong Trieu and published by . This book was released on 2011 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette thèse, nous avons étudié expérimentalement, numériquement et théoriquement la sédimentation d'un soluté en cellule de Hele-Shaw, modèle analogue de milieu poreux, avec un écoulement zonal horizontal. Une cellule, alimentée par deux grands réservoirs assurant un écoulement zonal uniforme, a été réalisée au laboratoire. La vitesse a été mesurée par PIV. L'injection d'une solution saline dans cet écoulement permet de visualiser la propagation du panache de pollution, et de mesurer le champ de concentration par LIF. Trois configurations typiques ont été observées : panache sans digitation (« stable »), avec une seule digitation (« faiblement instable »), et avec de nombreuses digitations (« fortement instable »). L'influence du contraste de densité, de la vitesse zonale, et du débit d'injection sur la stabilité du panache a été analysée. Ces résultats ont été comparés à des simulations numériques sous COMSOL Multiphysics®. Les champs de concentration simulés sont en accord quantitatif avec les champs expérimentaux. Ces simulations ont de plus permis d'étudier l'influence de l'anisotropie du tenseur de dispersion sur la stabilité du panache. Une étude théorique linéaire, effectuée à partir d'un écoulement de base unidirectionnel et quasi-stationnaire, est venue compléter ces résultats. Elle montre que le panache est toujours convectivement instable pour les valeurs des paramètres considérées, et permet de retrouver et de quantifier les principaux résultats mis en évidence lors des études expérimentale et numérique, comme l'effet stabilisant de la dispersivité longitudinale ou l'effet déstabilisant du contraste de densité

Download or read book Bulletin Hydraulic Research written by International Association for Hydraulic Research and published by . This book was released on 1962 with total page 392 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Bulletin Hydraulic Research written by and published by . This book was released on 1962 with total page 380 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Recherches Hydrauliques Hydraulic Research written by International Association for Hydraulic Research and published by . This book was released on 1964 with total page 830 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: