UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG INSTITUT DE MECANIQUE DES FLUIDES ET DES SOLIDES UMR ULP CNRS

Martine Bohy

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG INSTITUT DE MECANIQUE DES FLUIDES ET DES SOLIDES UMR 7507 ULP-CNRS INSTITUT FRANCO-ALLEMAND DE RECHERCHE SUR L'ENVIRONNEMENT, ANTENNE DE STRASBOURG THESE Présentée en vue de l'obtention du diplôme de DOCTEUR DE L'UNIVERSITE LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG Spécialité : Mécanique des fluides par Martine BOHY CARACTERISATION DE SOURCES DE POLLUTION COMPOSEES D'UN MELANGE DE SOLVANTS CHLORES EN AQUIFERE ALLUVIAL Expérimentations en laboratoire et sur site contrôlé associées à la simulation numérique Soutenance le 6 octobre 2003 devant le jury constitué de : MM. L. ZILLIOX Directeur de thèse G. SCHÄFER Directeur de thèse B. FRITZ Rapporteur interne H. BERTIN Rapporteur externe H. HÖTZL Rapporteur externe J.L. MERCIER Examinateur Thèse préparée au sein du Groupe d'Animation de la Recherche IFARE de l'IMFS

• melange de solvants


• caractérisation des zones sources


• hötzl rapporteur externe


• transfert de masse vers la zone


• lois des interactions entre phase immobile


• recherche en environnement


• directeur de la recherche

Sujets

• Thomas Müntzer
• Eichhorn
• Lothaire
• Pollet
• Louis Pasteur University
• Karlsruhe Institute of Technology
• Schäfer

Informations

• Publié par: profil-zyak-2012
• Publié le: 01 octobre 2003
• Nombre de lectures: 129
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG
INSTITUT DE MECANIQUE DES FLUIDES ET DES SOLIDES UMR 7507 ULP-CNRS
INSTITUT FRANCO-ALLEMAND DE RECHERCHE SUR L’ENVIRONNEMENT, ANTENNE DE STRASBOURG
THESE
Présentée en vue de l'obtention du diplôme de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG
Spécialité : Mécanique des fluides
par
Martine BOHY
CARACTERISATION DE SOURCES DE POLLUTION COMPOSEES D’UN MELANGE DE
SOLVANTS CHLORES EN AQUIFERE ALLUVIAL
Expérimentations en laboratoire et sur site contrôlé
associées à la simulation numérique
Soutenance le 6 octobre 2003 devant le jury constitué de :
MM. L. ZILLIOX Directeur de thèse
G. SCHÄFER Directeur de thèse
B. FRITZ Rapporteur interne
H. BERTIN Rapporteur externe
H. HÖTZL Rapporteur externe
J.L. MERCIER Examinateur
Thèse préparée au sein
du Groupe d'Animation de la Recherche
"IFARE" de l'IMFSAvant Propos
AVANT-PROPOS
Les travaux qui ont fait l'objet de cette thèse ont été effectués sous la responsabilité de Lothaire Zilliox et
Gerhard Schäfer, dans le cadre de l'opération de recherche "Localisation et caractérisation des zones
1 2
sources de solvants chlorés", au sein du Groupe d'Animation de la Recherche "IFARE " de l'IMFS , UMR
7507 ULP-CNRS, dirigé par Yves Rémond.
J'exprime ma reconnaissance à Messieurs Lothaire Zilliox, Directeur de Recherche du CNRS et Gerhard
Schäfer, Maître de conférences à L'ULP de Strasbourg, qui m'ont permis d'effectuer ces travaux dans les
meilleures conditions.
Je remercie également Messieurs Henri Bertin, Directeur de Recherche au CNRS de Bordeaux, Bertrand
Fritz, Directeur de Recherche au CNRS de Strasbourg, Heinz Hötzl, Professeur à l'Université de
Karlsruhe, et Jean-Luc Mercier, Professeur à l'université Louis Pasteur de Strasbourg, d'avoir accepté de
participer à mon jury de thèse.
Je remercie Messieurs Paul Muntzer et Olivier Razakarisoa, Ingénieurs de Recherche au CNRS, pour leur
soutien, leurs conseils et leur grande disponibilité.
Mes remerciements vont également à Ingrid Pollet, Chercheur en thèse, Muriel Eichhorn, Documentaliste
et Marie-Ange Moser, Chargée de communication, pour les instants privilégiés passés autour d'un café,
permettant de prendre du recul et de replacer ces travaux de thèse dans un contexte plus global.
J'adresse ma profonde gratitude à Claude Veit, Responsable de l'atelier de mécanique de l'IMFS,
Christiane Ott, Technicienne au CNRS et Joseph Rapp, Assistant Ingénieur au CNRS, pour leur précieuse
aide technique quant aux travaux sur SCERES ou en laboratoire.
Merci à Salah Jellali et Hocine Benremita, Docteurs, qui m'ont initiée aux travaux au laboratoire et sur
SCERES.
Enfin, merci à Marc, Bertille, Claire, Sonia, Rita et Lotfi d'avoir apporté leur aide à mes travaux, dans la
joie et la bonne humeur !

1
Institut Franco-Allemand de Recherche sur l’Environnement
2 Institut de Mécanique des Fluides et des Solides
1Table des Matières
TABLE DES MATIERES
AVANT-PROPOS ...................................................................................................................................... 1
TABLE DES MATIÈRES.......................................................................................................................... 3
INTRODUCTION................... 7
CHAPITRE 1. LES ÉCOULEMENTS DANS LES AQUIFÈRES POREUX .................................... 13
1.1. L’AQUIFÈRE ALLUVIAL................................................................................................................ 13
1.2. PROPRIÉTÉS DU MILIEU POREUX................................................................................................. 13
1.2.1. Granulométrie......................................................................................................................... 13
1.2.2. Porosité ................................................................................................................................... 14
1.2.3. Surface spécifique................................................................................................................... 14
1.2.4. Perméabilité ............................................................................................................................ 14
1.2.5. Dispersivité............................................................................................................................. 15
1.3. PROPRIÉTÉS DES FLUIDES ........................................................................................................... 16
1.3.1. Masse volumique.................................................................................................................... 16
1.3.2. Viscosité.. 16
1.3.3. Pression de vapeur .................................................................................................................. 17
1.3.4. Solubilité.. 17
1.3.5. Saturation................................................................................................................................ 18
1.4. ECOULEMENTS EN MILIEU POREUX............................................................................................. 18
1.4.1. Ecoulements monophasiques et de fluides miscibles ............................................................. 18
1.4.1.1. Lois des interactions entre phase immobile et éléments transportés, modification chimique des éléments .. 19
1.4.1.2. Lois du transport en solution des éléments conservatifs ............................................................................... 20
1.4.2. Ecoulements polyphasiques (fluides non miscibles) .............................................................. 22
CHAPITRE 2. LES SOLVANTS CHLORÉS DANS LES AQUIFÈRES ALLUVIAUX.................. 25
2.1. NOTIONS SUR LES SOLVANTS CHLORÉS ...................................................................................... 25
2.2. COMPORTEMENT DES SOLVANTS DANS LES AQUIFÈRES ALLUVIAUX......................................... 27
2.2.1. Formation d'un corps d'imprégnation ..................................................................................... 27
2.2.2. Comportement en zone non saturée........................................................................................ 29
2.2.2.1. Equation générale d'advection-dispersion.................................................................................................... 30
2.2.2.2. Transport par diffusion ................................................................................................................................. 30
2.2.2.3. Transport par advection................................................................................................................................ 31
2.2.2.4. Transport aqueux.......................................................................................................................................... 32
2.2.2.5. Transferts de masse entre phases dans la zone non saturée ......................................................................... 33
2.2.2.6. Transferts de masse vers les interfaces ......................................................................................................... 34
2.2.3. Comportement des solvants en zone saturée .......................................................................... 35
2.2.3.1. Dissolution des solvants à saturation résiduelle........................................................................................... 35
2.2.3.2. Transfert de masse liquide - solide ............................................................................................................... 36
2.2.3.3. Transfert de masse vers la zone non saturée................................................................................................. 37
2.3. CARACTÉRISATION DES ZONES SOURCES ................................................................................... 37
2.3.1. Etat de l’art .............................................................................................................................. 37
2.3.2. Principe et méthode ................................................................................................................ 38
2.3.3. Limites potentielles................................................................................................................. 40
3Table des Matières
CHAPITRE 3. MATÉRIELS ET MÉTHODES.................................................................................... 45
3.1. LES MILIEUX POREUX ET PRODUITS UTILISÉS ............................................................................. 45
3.1.1. Les milieux poreux ................................................................................................................. 45
3.1.2. Les produits utilisés ........................................................