Simulation numérique de la propagation d'un polluant dans un milieu poreux saturé PDF Download
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Author: Jacques Lessi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 157
Book Description
ON MET AU POINT UN MODELE NUMERIQUE D'ECOULEMENT-DISPERSION. ON UTILISE CE MODELE POUR MONTRER SUR UN EXEMPLE L'IMPORTANCE DES HETEROGENEITES DANS UNE ETUDE DE LA DISPERSION ET POUR ILLUSTRER LES PROBLEMES D'ECHELLE. ON PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET ON DEVELOPPE UNE METHODE DE MESURE PAR TRACAGE PAR ELECTROLYTE ET MESURE DES CONDUCTIVITES PAR CAROTTAGE ELECTRIQUE.
Author: Jacques Lessi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 157
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ON MET AU POINT UN MODELE NUMERIQUE D'ECOULEMENT-DISPERSION. ON UTILISE CE MODELE POUR MONTRER SUR UN EXEMPLE L'IMPORTANCE DES HETEROGENEITES DANS UNE ETUDE DE LA DISPERSION ET POUR ILLUSTRER LES PROBLEMES D'ECHELLE. ON PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET ON DEVELOPPE UNE METHODE DE MESURE PAR TRACAGE PAR ELECTROLYTE ET MESURE DES CONDUCTIVITES PAR CAROTTAGE ELECTRIQUE.
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L’objectif principal de ce travail est le développement d’un modèle numérique qui permet de simuler le transport de masse dans les milieux poreux homogènes et hétérogènes. Cet outil numérique sera à terme un moyen de prédiction de la progression d’une pollution dans un sol et d’évaluation des risques de contamination des nappes phréatiques. Le modèle est basé sur l’équation de convection-dispersion avec une cinétique de dépôt/relargage de premier ordre. La résolution de cette équation en 1D et 2D est basée sur une méthode Lagrangienne, appelée méthode particulaire, qui utilise la technique de vitesse de dispersion. Les conditions aux limites (entrée du domaine) sont traitées avec une technique de particules images. La variation de porosité dans le milieu poreux due à la rétention et au détachement des particules est évaluée à partir de la relation de Kozeny-Carman. L’étude de sensibilité du modèle, effectuée dans différentes configurations lorsque les solutions analytiques sont fournies, montre une précision suffisante pour un choix adéquat de paramètres numériques. La validation du code de calcul est obtenue par l’ajustement d’essais de traçage en colonnes de laboratoire dans des conditions d’écoulement à débit constant ou à charge constante. Dans ce dernier cas, un couplage entre l’équation de transport et celle de l’écoulement (Equation de Darcy) est réalisé. La résolution de l’équation de l’écoulement est effectuée à l’aide d’un schéma numérique en différences finies sur une grille fixe. L’équation de transport est d’abord résolue pour calculer la concentration sur les particules, puis à l’aide d’un schéma séquentiel non itératif, on résout l’équation de l’écoulement pour évaluer la charge hydraulique et la vitesse sur les nœuds de la grille. Les échanges entre la grille et les particules sont assurés au moyen de fonctions d’interpolation. La simulation d’essais en injection instantanée ou continue a montré un bon ajustement entre les courbes de restitution calculées et mesurées, et notamment les essais où le dépôt et le relargage agissent simultanément. Les profils de porosité obtenus le long de la colonne, montrent une diminution de la porosité à l’entrée de la colonne, et qui est plus marquée dans le cas d’un écoulement à charge constante. Le modèle numérique est adapté à la simulation de l’érosion (suffusion) d’un sol en considérant uniquement le relargage, et l’ajustement d’essais d’érosion totale au laboratoire a montré un bon accord. Afin de simuler le transport de soluté dissous dans deux milieux homogène et hétérogène supposé infinis, la cinétique de dépôt/relargage est remplacée par un partage non linéaire de Freundlich. Pour tenir compte des hétérogénéités du champ de perméabilité aléatoire qui engendre des vitesses d’écoulement préférentielles, plusieurs simulations dite monte Carlo sont réalisées et montrent que la vitesse de dispersion offre une alternative intéressante (convergence plus rapide). Les résultats obtenus sont en accord avec les résultats de la littérature. Cette étude numérique a permis la mise en œuvre de la méthode particulaire pour simuler le transport, dépôt et relargage dans un milieu poreux fini. Néanmoins, le modèle de dépôt /relargage de premier ordre adopté peut être amélioré afin de prendre en compte le couplage entre les deux processus et notamment le seuil de détachement des particules.
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UN MODELE NUMERIQUE DIPHASIQUE INCOMPRESSIBLE EST PRESENTE. CE CODE DE CALCUL PERMET DE SIMULER LA MIGRATION D'UNE PHASE NON AQUEUSE DANS LA ZONE SATUREE AINSI QUE L'INFILTRATION D'EAU DANS LA ZONE NON SATUREE EN CONSIDERANT LA PHASE AIR COMME ETANT INFINIMENT MOBILE. LA FORMULATION D'ECOULEMENT FRACTIONNEL ADOPTEE DECRIT LE SYSTEME DIPHASIQUE PAR DEUX EQUATIONS, L'UNE EN PRESSION MOYENNE DES DEUX PHASES ET L'AUTRE EN SATURATION EN EAU. DEUX METHODES NUMERIQUES ADAPTEES AUX TYPES D'EQUATIONS ONT ETE IMPLEMENTEES : LES ELEMENTS FINIS MIXTES HYBRIDES (EFMH) POUR TRAITER LA DIFFUSION ET LES ELEMENTS FINIS DISCONTINUS POUR RESOUDRE LA CONVECTION. LE MODELE NUMERIQUE DEVELOPPE EST TESTE PAR CONFRONTATION A DES SOLUTIONS ANALYTIQUES ET A D'AUTRES MODELES POUR DIFFERENTES CONFIGURATIONS MONODIMENSIONNELLES. NOUS MONTRONS QUE LES SCHEMAS NUMERIQUES UTILISES SONT ROBUSTES. UNE NOUVELLE APPROXIMATION DU COEFFICIENT DE DIFFUSION EST PROPOSEE. CETTE APPROXIMATION PERMET DE MIEUX SIMULER LES ECOULEMENTS DOMINES PAR LA DIFFUSION. EN MILIEU HETEROGENE, LA SATURATION DEVIENT UNE VARIABLE DISCONTINUE A LA LIMITE ENTRE DEUX MILIEUX POREUX. CE SAUT DE LA SATURATION NOUS AMENE A INTRODUIRE UNE CONDITION NON USUELLE DE RACCORDEMENT DANS LES EFMH.
Author: Abdelfettah Fredj Publisher: National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada ISBN: 9780612428225 Category : Languages : fr Pages : 228
Author: Najeh Ben Cheikh Mohamed Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'UTILISATION DE METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES POUR LA MODELISATION DU TRANSFERT DE POLLUANT DANS UN MILIEU POREUX HOMOGENE ET SATURE SE HEURTE A PLUSIEURS DIFFICULTES. AFIN DE CONTOURNER CES OBSTACLES, DEUX METHODES ONT ETE CHOISIES. LA PREMIERE EST CELLE DES ELEMENTS FINIS MIXTES HYBRIDES APPLIQUEE POUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE L'ECOULEMENT ET DES TERMES DISPERSIF ET ACCUMULATIF DE L'EQUATION DE TRANSPORT. LA SECONDE EST LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DISCONTINUS APPLIQUEE POUR LA RESOLUTION DU TERME CONVECTIF DE L'EQUATION DE TRANSPORT. CES METHODES SONT SOUMISES A DES COMPARAISONS, FAISANT L'OBJET D'UNE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE, AVEC D'AUTRES METHODES DANS LE CAS OU LE CONTRASTE DE MASSE VOLUMIQUE N'EST PAS PRIS EN COMPTE. LE CODE DE CALCUL A ETE GENERALISE POUR LE CAS O U LA VARIATION DE LA MASSE VOLUMIQUE EN FONCTION DE LA CONCENTRATION N'EST PLUS NEGLIGEABLE. LE NOUVEAU CODE EST TESTE SUR DEUX EXEMPLES DEVENUS CLASSIQUES. LA ZONE DE MELANGE LORS D'UN DEPLACEMENT, DANS UN MILIEU POREUX SATURE ET INDEFORMABLE, DE DEUX FLUIDES MISCIBLES AVEC CONTRASTE DE MASSE VOLUMIQUE A ETE ETUDIEE A TRAVERS DEUX TYPES DE DEPLACEMENT. LE DEPLACEMENT HORIZONTAL CONSTITUE LE PREMIER CAS OU L'INCLINAISON DU FRONT DE POLLUANT A ETE PARTICULIEREMENT ETUDIE A TRAVERS L'INFLUENCE DES PARAMETRES INTERVENANT DANS CE PHENOMENE. LE SECOND TYPE DE DEPLACEMENT EST CELUI DE L'INFILTRATION PONCTUELLE D'UNE SOLUTION SALINE DANS UN MILIEU POREUX INITIALEMENT SATURE EN EAU DOUCE AU REPOS. UNE SOLUTION THEORIQUE SIMPLIFIEE EXPRIMANT L'AVANCEMENT DU FRONT DE POLLUANT SUIVANT UN AXE VERTICAL A ETE COMPAREE AUX RESULTATS DES SIMULATIONS NUMERIQUES.
Author: MARC.. RUCH Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LES TRAVAUX PRESENTES ONT POUR OBJECTIF DE PRECISER LES CONNAISSANCES SUR L'EXTENSION D'UN POLLUANT DANS UN AQUIFERE ET PLUS PARTICULIEREMENT DANS LE CAS DE DEPLACEMENTS MISCIBLES SANS INTERACTION AVEC LA MATRICE SOLIDE. L'APPROCHE CHOISIE POUR CETTE ETUDE EST L'UTILISATION DE MODELES PHYSIQUES TRIDIMENSIONNELS DE LABORATOIRE. DEUX MODELES ONT ETE MIS AU POINT: UN PREMIER MODELE POUR LEQUEL L'ECHANTILLON DE MILIEU POREUX A DES DIMENSIONS DE 1,630,700,40 M#3 (PETIT MODELE) ET UN SECOND MODELE DE DIMENSIONS 611 M#3 (GRAND MODELE). LE CHLORURE DE SODIUM EST UTILISE A FAIBLE CONCENTRATION COMME TRACEUR, A FORTES CONCENTRATIONS POUR LES ETUDES AVEC CONTRASTES DE DENSITE ET DE VISCOSITE. DIFFERENTES METHODES DE TRAITEMENT DES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTEES, ELLES SE DIVISENT EN METHODES APPLICABLES DANS LE CAS D'INJECTION SUR TOUTE LA SECTION DU MILIEU POREUX (TRAITEMENT MONO-DIMENSIONNEL) ET EN METHODES APPLICABLES DANS LE CAS D'INJECTION LOCALISEE (TRAITEMENT TRIDIMENSIONNEL). LES RESULTATS OBTENUS A PARTIR DE CES METHODES SONT DES VITESSES MOYENNES DE PORE, DES DISPERSIVITES OU COEFFICIENTS DE DISPERSION OU ENCORE DES VALEURS DE POROSITE. LES VALEURS DE DISPERSIVITES OBTENUES SEMBLENT ELEVEES PAR RAPPORT AUX VALEURS CITEES DANS LA LITTERATURE, MEME PAR RAPPORT AUX VALEURS OBTENUES POUR DES EXPERIENCES DE TERRAIN. GRACE A CES MODELES EXPERIMENTAUX, UN MODELE DE SIMULATION A PU ETRE VALIDE. LES PREMIERS RESULTATS MONTRENT QUE CE MODELE DONNE DE BONS RESULTATS DANS CERTAINS TYPES DE MILIEUX
Author: Johann Benard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 156
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Le contexte général de cette étude concerne la modélisation et la simulation numérique d'écoulements diphasiques en milieux poreux pour des applications à des problèmes d'ingénierie civile ou environnementale. Nous nous focalisons sur les phénomènes de transport mis en jeu dans les cas d'imbibition, de drainage et d'ébullition. Pour cela, nous étudions d'une part, des écoulements diphasiques eau-air isothermes et des écoulements d'eau et de vapeur d'eau avec changement de phase. Tout d'abord, nous présentons une modélisation macroscopique continue des transferts de masse et d'énergie dans les milieux poreux en tenant compte, lorsqu'ils existent, des changements de phase. Ce sont les principes de la thermodynamique des systèmes ouverts proches de l'équilibre qui ont servi de base à cette modélisation. Cette dernière débouche sur un système d'équations aux dérivées partielles non linéaires auxquelles s'ajoutent, des équations et des inéquations locales qui gèrent les transitions de phase. La discrétisation des équations est effectuée par la méthode des volumes finis et la résolution du système d'équations algébriques non linéaires obtenu est faite par la méthode de Newton. Afin de valider la modélisation proposée, différents problèmes physiques sont étudiés. Nous nous intéressons en premier lieu à des écoulements diphasiques eau-air isothermes. Dans une première étape, nous étudions la resaturation d'une barrière ouvragée par une barrière géologique, cela correspond à la première phase de la vie d'un ouvrage de stockage de déchets nucléaires. Dans une seconde étape, nous étudions le drainage d'une colonne poreuse initialement saturé d'eau. Nous montrons comment il est possible à partir d'un modèle simplifié, d'identifier la pression capillaire et la perméabilité relative de l'air. Des comparaisons entre les simulations numériques et des mesures d'expériences de laboratoire, obtenu par IRM, sont également proposées. Nous nous intéressons ensuite à l'apparition d'une phase vapeur dans un milieu poreux initialement saturé d'eau. Deux exemples d'applications sont traités : l'ébullition dans une colonne poreuse verticale chauffée par le bas et l'ébullition dans un milieu poreux de grande échelle. Pour ces deux cas, des résultats expérimentaux sont disponibles. Nous montrons que les courbes de perméabilité relative et de pression capillaire évaluées pour le couple eau-air doivent être largement corrigées dans la modélisation des écoulements diphasiques eau-vapeur d'eau. De plus, une solution analytique originale a été obtenue dans un cas simplifié du problème de Stefan et la comparaison entre les résultats numériques et la solution analytique a montré un bon accord. Les différentes confrontations entre les résultats numériques et les résultats expérimentaux montrent que la modélisation proposée est capable de représenter les phénomènes physiques de façon satisfaisante, tant du point de vue de l'imbibition et du drainage isothermes que de l'ébullition. Les schémas numériques se sont révélés être d'une grande robustesse ; ils se sont montrés parfaitement adaptés au suivi de la propagation de la frontière mobile entre les zones diphasique et monophasique
Author: Tony Khalil Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 177
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Les sols et les sous-sols urbains peuvent être contaminés par des polluants divers. En effet, leur mobilité est régie par différents processus physico-chimiques de transport et de rétention/libération (la rétention tend à freiner la propagation des particules tandis que la libération accélère le transport des particules). Ainsi, il est nécessaire de comprendre les mécanismes du transport des polluants dans des sols et de prédire cette migration à long terme. Tout d’abord, nous détaillerons un modèle de transport et d’écoulement en milieu poreux saturé, qui est basé sur les EDPs. De plus, ces équations se réfèrent au transport de masse en milieu poreux saturé qui est régi en général par la classique équation de type convection-dispersion-diffusion. En bref, les équations de l'écoulement et du transport avec des effets de viscosité et la densité sont mises en œuvre dans les codes de différences et éléments finis en utilisant la Librairie d’éléments finis Diffpack. Ensuite, nous proposons de coupler le modèle de transport avec l’érosion interne. Pour atteindre ce but, nous avons proposé un modèle mathématique de l’érosion interne et nous l’avons validé par des tests expérimentaux. De même, nous avons montré que l’érosion influe directement sur le transport des particules. Ceci nous a amené à définir un couplage entre le transport, l’érosion et le transfert de polluants. En outre, le modèle développé est basé sur le transport réactif qui tente de simuler les processus d’écoulement-transport, les réactions physico-chimiques. Enfin, nous avons introduit le comportement des milieux déformables dans le modèle pour ainsi étudier le rôle de la déformation du sol dans le transport.
Author: Jacques Lessi
Author: Jacques Lessi
Author: Samira Oukfif
Author: 
Author: Abdelfettah Fredj
Author: DHARUMARAJEN.. NAYAGUM![Modélisation de la propagation de polluants dans un milieu poreux saturé et non saturé [microforme] PDF](https://books.google.com/books/content/images/frontcover/oMOttgAACAAJ?fife=w80-h100)
Author: Abdelfettah Fredj
Author: Najeh Ben Cheikh Mohamed
Author: MARC.. RUCH
Author: Johann Benard
Author: Tony Khalil