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Modélisation des transferts et couplages dans les milieux à double porosité et non-saturés

[ jeudi 12-02-2009 12:00 | français ]Modélisation des transferts et couplages dans les milieux à double porosité et non-saturés Jolanta Lewandowska Laboratoire 3S-R
Université Joseph Fourier, Grenoble

Résumé :
La notion de « double porosité » concerne les milieux poreux présentant de fortes hétérogénéités locales en termes de tailles caractéristiques des pores (micro et macro-porosité). Ces hétérogénéités peuvent être d’origine ou bien apparaître à la suite de sollicitations mécaniques, thermiques ou chimiques. Du point de vue de leurs comportements physiques, une conséquence importante est la condition de non-équilibre local et la localisation préférentielle des transferts dans la macro-porosité. Pour décrire l’écoulement d’eau et le transport des espèces chimiques en conditions non-saturées dans ces matériaux, nous proposons des formulations basées sur la méthode d’homogénéisation périodique (Sanchez Palencia, Bensoussan et al). Dans le cas de l’écoulement d’eau, un modèle généralisé est proposé, permettant la prise en compte des différentes situations possibles pendant le processus de l’écoulement (équilibre ou non-équilibre local), selon le niveau courant de pression capillaire. Les modèles ont été implémentés numériquement pour permettre d’effectuer des calculs à deux échelles couplées. Dans la partie expérimentale, nous présentons des expériences en laboratoire, effectuées sur un modèle physique à double-porosité. Le modèle est une structure périodique tridimensionnelle, composée de sable d’Hostun HN38 et de billes d’argile solidifiée. Des expériences d’infiltration, de drainage et de dispersion en conditions non-saturées, ont été réalisées. La stratégie de ces expériences suit la logique du changement d’échelles : du micro vers le macro. Les mesures de la saturation par la technique du rayonnement gamma a permis de discriminer les différentes sources d’hétérogénéités.