Date : 12 juillet 2012, 14 h

Titre : Etude numérique de l’impact des effets densitaires et inertiels sur le transport en milieu chenalisé.

Lieu : Salle de Conférences de l’OSUR (Bât. 14B, RdC)

Résumé :

L’écoulement et le transport dans les milieux hétérogènes a principalement lieu dans des chenaux d’écoulement préférentiels. Il est donc crucial d’y caractériser au mieux les processus de transport. Pourtant, les techniques actuelles ne permettent pas de décrire le transport à l’échelle d’un site par les équations valides à l’échelle hydrodynamique, il est donc nécessaire d’effectuer un changement d’échelle pour décrire le transport à une échelle où la complexité du milieu n’apparaît plus directement. Les principaux objectifs de cette thèse ont été de caractériser l’impact à l’échelle du chenal de deux effets négligés dans la plupart des études hydrogéologiques.

(i) Le premier survient lorsque la présence du soluté modifie significativement la masse volumique du fluide. Ce contraste densitaire modifie le chemin emprunté par le nuage de soluté. Dans un chenal horizontal lisse, le régime pré-asymptotique de dispersion est modifié et le nuage de soluté subit un retard.

(ii) L’autre effet classiquement négligé survient lorsque l’écoulement est rapide (ou la viscosité du fluide faible). Les effets inertiels qui entrent alors en jeu sont étudiés dans un chenal d’ouverture variable et périodique. Des zones de recirculation apparaissent dans les cavités. Un soluté peut y pénétrer par diffusion et y rester piégé durant un temps long, tandis que l’écoulement principal est réduit à un chenal central d’ouverture moins hétérogène.

(iii) Enfin, la combinaison des effets (i) et (ii) est abordée.

Chacune des trois études est menée à l’échelle hydrodynamique en fonction du nombre de Reynolds, du nombre de Péclet et d’un nombre adimensionnel quantifiant l’impact du contraste densitaire.