Couplages multi-phénomènes dans les argilites

par Alok Kumar Gupta

Thèse de doctorat en Géophysique interne

Sous la direction de Pierre Michel Adler.

Soutenue en 2007

à l'Institut de Physique du Globe (Paris) .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'étude des phénomènes électrocinétiques à l'échelledu continu dans une structure poreuse complexe. Cet objectif est motivé par le fait que l'Agence Nationalepour la gestion des déchets radioactifs ANDRA qui est chargée de gérer ces problèmes, s'intéresse auxpropriétés de stockage des argilites. A l'heure actuelle, le stockage dans des argilites fait l'objetd'études intensivess à des échelles très différentes qui vont du nanomètre au kilomètre, c'est- a-direà l'échelle du site. Cette thèse qui est centrée sur l'étude des phénomènes électrocinétiques à l'échelle du pore, sesitue également à l'échelle du continu, c'est-à-dire approximativement au dessus du nanomètre. Physiquement, les phénomènes électrocinétiques prennent naissance lorsqu'un électrolyte circule près deparois chargées. Hors, c'est précisément ce qui se passe lorsque de l'eau qui en général chargée d'un ouplusieurs sels circule dans un milieu poreux en l'occurence de l'argile dont les parois se chargent spontanément. Le but scientifique essentiel de ce travail est d'étendre nos connaissances des effets électrocinétiquesd'une part lorsque le potentiel zéta est grand en valeur absolue et d'autre part lorsque la sous-couchede Stern est prise en compte. Ainsi la modélisation entreprise sera plus réaliste même si elle gagne encomplexité. En effet une modélisation à l'échelle du pore doit décrire le champ électrique, le champ devitesse ainsi que les concentrations ioniques. Ceci se fait par l'intermédiaire de trois équations auxdérivées partielles qui sont d'une certaine manière couplées. Ces équations supposent qu'on ne s'éloigne pastrop de l'équilibre. La première qui décrit le champ électrique, est l'équation de Poisson-Boltzmann. La seconde décrit le mouvement de convection du fluide; elle est donc basée sur l'équation de Navier-Stokes qui est réduite à l'équation de Stokes car les forces inertielles sont tout à fait négligeables. De pluscette équation comporte une force supplémentaire qui est une force électrique par unité de volume. Enfinle mouvement des ions est décrit par des équations de convection-diffusion; le champ électrique induitd'ailleurs un mouvement de dérive des ions. Ces équations s'appliquent dans le coeur de phase; elles peuvent être complétées par une description plusprécise des phénomènes de surface. C'est ce qui est fait dans la couche de Stern où on suppose que les ionspeuvent venir s'adsorber à la paroi en un certain nombre de sites. Enfin lorsque le potentiel zéta est grand en valeur absolue, l'équation de Boltzmann devient elle-même nonlinéaire

  • Titre traduit

    Coupled mutii-phenomena in argilities


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  • Détails : 1 vol. (170 f.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres. 140 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
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  • Cote : T GLOB 2007 13

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 07 GLOB 0013
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