Étude du transport électrocinétique d'une espèce non réactive dans un milieu poreux modèle

par Véronique Pomès

Thèse de doctorat en Physique et chimie de l'environnement

Sous la direction de Didier Houi.

Soutenue en 2000

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Électrodiffusion
• Électro-osmose
• Sols -- Décontamination
• Matériaux poreux

Résumé

L'électroremédiation est un procédé électrocinétique de dépollution des sols qui consiste à imposer un champ électrique entre deux électrodes implantées dans le terrain, afin de provoquer la migration des espèces ioniques en solution. En effet, l'application d'un champ électrique aux bornes d'un milieu poreux, induit des phénomènes de transport (électrosmose, électromigration et électrophorèse) qui se superposent aux autres mécanismes de transport classiques (diffusion et convexion). Plusieurs études ont montré la faisabilité et l'efficacité de cette technique qui peut s'appliquer indifféremment in situ ou sur des terres excavées. Cependant elle reste encore méconnue et très peu utilisée de par sa complexité phénoménologique, conséquence des nombreux couplages entre les phénomènes de transport et les réactions physico-chimiques. Le travail de ce mémoire propose d'utiliser des outils propres au Génie des procédés pour l'étude du transport d'une espèce chimique dans un milieu poreux, sous l'action d'un champ électrique, comme la caractérisation des écoulements par la fonction de distribution de temps de séjour, l'utilisation de traceurs ou l'emploi de critères adimensionnels. Nous avons cherché à établir la présence de phénomènes prépondérants au transport du sodium dans la kaolinite par la définition de temps caractéristiques de transport. Pour cela, un dispositif expérimental de laboratoire, permettant de maîtriser au mieux les conditions relatives à la structure du milieu poreux (porosité, perméabilité,. . ) a été mis au point et caractérisé. L'étude expérimentale menée a permis de vérifier l'expression des temps caractéristiques de transport définis à partir de l'analyse dimensionnelle des équations de transport et de mettre en évidence la prépondérance de l'électromigration et l'électroosmose sur les autres mécanismes. De plus, un modèle utilisant une série de mélangeurs parfaits pour décrire le transport du sodium dans la kaolinite est proposé.

Titre traduit

Study of the electrokinetic transport of a non reactive species in a model porous medium

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