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Accueil > Équipes > Transferts Réactifs dans les Hydrosystèmes Anthropisés - TReHa > Résultats scientifiques de l’équipe TreHa

Etude fine de caractérisation du champ de saturation en fluides non miscibles à l’échelle de Darcy

publié le , mis à jour le

Verrous
Quantification et caractérisation des instabilités gravitaires/visqueuses de fluides non miscibles et plus dense que l’eau (DNAPL) (par exemple, trichloroéthylène (TCE)), estimation du volume DNAPL piégé en milieu poreux (champ de saturation résiduelle) et de sa localisation spatiale (zone source), modélisation appropriée des processus complexes relatifs aux DNAPL (cinétique de dissolution).

Démarche
Etude expérimentale sur colonnes de laboratoire de la migration non uniforme du TCE en milieu poreux homogène saturé en eau causée par des instabilités visqueuse et gravitaire.
Modélisation numérique de la migration du TCE (lors du drainage) au moyen d’un modèle discret de réseau pores et de capillaires.

Acquis
La vitesse du front de la phase « huile » a été mesurée au moyen de fibres optiques (par réfraction optique) mises au point ; la pertinence du modèle discret pores/capillaires en conditions de drainage a été démontrée ; l’influence de l’instabilité gravitaire (nombre de Bond) sur le champ de saturation résiduelle en DNAPL a été quantifiée ; l’effet des instabilités visqueuses sur la pression capillaire dynamique a été mis en relief.


..........................(a)........................................................(b)
TCE front (in red colour) observed on the column wall at the beginning (5 minutes) and the end of experiment :
(a) case of upward drainage of water-saturated medium-size sand at low DNAPL injection flow rate
(b) case of downward drainage of water-saturated medium sand at low DNAPL injection flow rate.

Perspectives
Optimiser le modèle discret développé au niveau du temps de calcul, élargir les fonctionnalités du modèle mathématique en intégrant le processus de l‘imbibition, puis coupler le champ de saturation résiduelle en DNAPL obtenu (après un cycle complet drainage/imbibition) avec un modèle de dissolution macroscopique (continu) tel que introduit dans cubicM. Etudier l‘effet de parois semi-perméables sur le champ de saturation résiduelle de DNAPL (en collaboration avec l‘IPGS).

Personnes et partenaires impliqués
G. Schäfer (PU1 UdS), R. di Chiara (MdC UdS), P. Friedmann (T CNRS), O. Razakarisoa (IR1 CNRS)
Partenaires :K. Nsir (postdoc, ENSIC Nancy) ; R. Toussaint (IPGS) ; K.J. Måløy (Univ. Oslo, Depart. Physique), M. Quintard (IMFT)

Références bibliographiques
Nsir K. 2009. Etude expérimentale et numérique de la répartition de polluants non miscibles en milieu poreux à l’échelle de Darcy. Thèse de doctorat, Université de Strasbourg, 27/11/2009
Dridi L., Pollet I., Razakarisoa O., Schäfer G., 2009. Characterisation of a DNAPL source zone in a porous aquifer using the Partitioning Interwell Tracer Test and an inverse modelling approach. Journal of Contaminant Hydrology 107, 22–44, doi : 10.1016/j.jconhyd.2009.03.003.
Nsir K., Schäfer G., 2010. A pore-throat-model based on grain size distribution to quantify gravity-dominated DNAPL instabilities in water saturated homogeneous porous medium. Comptes Rendus Geoscience 342, 881-891
Løvoll G., Jankov M., Måløy K. J., Toussaint R., Schmittbuhl J., Schäfer G., Méheust Y. 2011. Influence of Viscous Fingering on Dynamic Saturation–Pressure Curves in Porous Media. Transport in Porous Media 86, 305-324. doi : 10.1007/s11242-010-9622-8.
Nsir K., Schäfer G., di Chiara Roupert R., Razakarisoa O., Toussaint R. 2011. Laboratory experiments on DNAPL gravity fingering in water–saturated porous media, International Journal of Multiphase Flow, doi:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.12.003