Transfert d'un mélange de solvants chlorés en aquifère poreux hétérogène : Expérimentations sur site contrôlé et simulations numériques

par Lotfi Dridi

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Gerhard Schäfer.

Soutenue en 2006

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Trois expériences à grande échelle ont été menées sur le site expérimentale SCERES. Le code de calcul multiphasique multicomposant SIMUSCOPP a par la suite été utilisé pour simuler la migration et le transport d’un mélange de TCE/PCE. Le traçage bisoluble mené sur SCERES a présenté des limites quant à son application sur site réel. Par ailleurs, la technique numérique utilisée dite de « déconvolution » a montré qu’il est possible de déterminer une distribution dans un plan vertical du polluant à partir des profils de concentrations dissoutes dans le cas d’une source monoconstituant (TCE) en milieu poreux homogène. La quantification de l’influence d’une couche peu perméable en surface du sol sur le transfert d’un mélange de TCE et de PCE a révélé que même en présence d’une zone d’eau capillaire suspendue, le flux de vapeurs vers l’atmosphère est important. De plus, en utilisant une approche numérique 1-D, il a été montré que l’erreur commise dans l’estimation du flux de vapeurs vers l’atmosphère par approche indirecte augmente lorsque la teneur en eau varie fortement en zone non saturée. Les simulations numériques effectuées ont montré que SIMUSCOPP surestime le transfert des vapeurs vers la phase aqueuse et ont présenté une faible sensibilité au mode d’injection utilisé. En présence d’hétérogénéités locales, la répartition de la zone source devient complexe et non uniforme. Par ailleurs, il s’est avéré qu’en présence d’une forte teneur en eau dans la zone non saturée, l’hypothèse d’équilibre instantané entre les phases gazeuse et aqueuse n’est pas valide. De plus, en comparant les concentrations d’équilibre en TCE et en PCE dissous, nous avons pu mettre en évidence le phénomène de non équilibre local à l’échelle macroscopique.

  • Titre traduit

    Transfer of a mixture of chlorinated solvent in heterogeneous porous aquifer : Experimentations on controlled site and numerical simulations


  • Résumé

    Three large-scale experiments were conducted on the experimental set-up SCERES. The multiphase multicomponent code SIMUSCOPP was used in order to simulate migration and transport of the mixture of TCE/PCE. The Partitioning Interwell Tracer Test carried out on SCERES presented limits as for its application on real site. In addition, numerical studies based on the inversion of concentration data showed that is possible to determine a pollutant distribution in a vertical plane from dissolved concentrations profiles in the case of a mono constituent source in homogeneous porous media. Quantification of the influence of a low permeable layer placed at the upper boundary of SCERES on the transfer of a TCE and PCE mixture revealed that even in the presence of a perched capillary water zone, the vapor fluxes towards the atmosphere is significant. Moreover, by using a 1-D numerical approach, it was shown that the error made in the estimation of the vapor fluxes towards the atmosphere by indirect approach increases when the water content varies significantly in the unsaturated zone. The numerical simulations carried out showed that SIMUSCOPP over-estimates the transfer of the vapor towards the aqueous phase and is not very sensitive to the type of injection used in the simulation. In the presence of local heterogeneities, the distribution of the source area is more complex and non uniform. In addition, it is shown that in the presence of a high water content in the unsaturated zone, the assumption of instantaneous equilibrium between the gaseous and aqueous phases is not valid. Moreover, by comparing the equilibrium dissolved concentrations of TCE and PCE, we could highlight the phenomenon of dissolution kinetics at the macroscopic scale.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (234 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 191-204

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2006;5219
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.