Mise en œuvre de modèles de réseaux 3-D pour l'étude du transport binaire en milieu poreux

par Emmanuel Le Trong

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur

Sous la direction de Henri Bertin.

Soutenue en 2003

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Porosité
• Diffusion en hydrologie
• Matériaux poreux -- Fluides, Dynamique des -- Modèles mathématiques
• Microstructure (physique)

Résumé

Dans ce travail, nous nous concentrons sur l'étude de la relation entre d'une part la structure sous-jacente d'un milieu poreux à l'échelle du pore et d'autre part le tenseur de dispersion D* et le coefficient d'échange de masse alpha décrivant à l'échelle macroscopique (dans le cas binaire) le devenir d'un polluant peu miscible piégé dans un aquifère saturé. Le choix d'utiliser des modèles de réseaux "réalistes" (pour mettre pratiquement à l'échelle l'information microstructurale dans les équations macroscopiques de dispersion) nous conduit à proposer une stratégie globale, basée sur l'analyse d'images quantitative, dont nous développons plusieurs aspects (modèle stochastique, squelettisation, etc. ) dans le but à terme de prendre en compte les effets sur D* et alpha des caractéristiques structurales de milieux poreux réels.

Titre traduit

Use of 3-D pore netword models for the study of binary transport in porous media

Résumé

In this work, we focus on the study of the relation between the structure of a porous medium at the pore scale, and the dispersion tensor D* and the mass exchange coefficient alpha describing at the macroscopic scale the fate of a pollutant of low miscibility (binary case) trapped in a saturated aquifer. The choice to use "realistic" pore network models (to practically upscale the microstructural information into the macroscopic dispersion equation) leads us to propose a global strategy based on quantitative image analysis. Several aspects of this global strategy are developed (random model, skeletonization, etc. ) with the aim to take into account ultimately the effects of the structural characteristics of real porous media on D* and alpha.