Sur le choix d'une méthode expérimentale d'étude de la migration d'un contaminant en milieu poreux PDF Download
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Author: Daniel Delmas
Publisher: Montréal : Département de génie civil, École polytechnique
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 124
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Book Description
Author: Daniel Delmas
Publisher: Montréal : Département de génie civil, École polytechnique
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 124
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Book Description
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Civil engineering
Languages : en
Pages : 1180
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Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Canada
Languages : en
Pages : 1208
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Author: Tidjani Bahar Bahar
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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La contamination des ressources en eaux souterraines par une phase organique non miscible à l'eau couramment appelée NAPL (Non Aqueous Phase Liquid) constitue aujourd'hui un défi scientifique majeur compte tenu de la durée de vie d'un tel polluant. Bien que l'activité bactérienne (généralement présente sous forme de biofilm) joue un rôle crucial dans le devenir à long terme de ces effluents, peu d'études existent à l'heure actuelle sur son impact dans des conditions multiphasiques (i.e., à proximité de la source). En effet, dans la zone saturée, sous l'action des forces capillaires, le NAPL se retrouve souvent piégé, en effet, sous forme de «gouttelettes» au niveau des pores. Ce comportement spécifique au polluant modifie la dynamique du système biofilm/milieu poreux saturé et d'importantes questions restent encore ouvertes : accessibilité du polluant, modification de la tension interfaciale, production de biosurfactant, effet de toxicité (inhibition de la croissance bactérienne). Pour tenter de répondre à ces questions, nous avons adopté une approche aussi bien théorique qu'expérimentale. L'approche théorique porte sur le développement d'un modèle macroscopique décrivant le transport multiphasique en milieu poreux pour un système eau/NAPL/biofilm. Elle repose sur la méthode de prise de moyenne volumique, appliqué aux équations décrivant le couplage écoulement/transport à l'échelle du pore, permettant d'effectuer le changement d'échelle et dériver un modèle à deux équations. Le modèle est établit sous les hypothèses d'équilibre de masse local à l'interface fluide/biofilm et les contraintes associées à ces hypothèses ont étés définies. L'influence des caractéristiques microscopiques (arrangement des grains, fraction volumique du biofilm, distribution des blobs de NAPL, mouillabilité) sur les propriétés effectives du milieu (coefficient de dispersion, coefficient d'échange de masse) est discutée au travers des résultats issus des simulations. Ensuite, le modèle macroscopique a été comparé avec succès à la simulation numérique direct à l'échelle du pore pour la géométrie 2D complexe considérée. Quant à l'approche expérimentale, elle consiste à étudier le transport et la biodégradation du toluène en présence des bactéries Pseudomonas Putida F1 à l'aide d'un milieu poreux transparent 2D (micromodèle). Premièrement, nous avons étudié la dissolution du toluène résiduel sans bactéries et des courbes de dissolution du toluène ont été obtenues. Les résultats de dissolution du toluène en condition abiotique ont été comparés avec succès aux résultats du modèle théorique. Ensuite, l'étude expérimentale en micromodèle a porté sur la dissolution du toluène en condition biotique. Les résultats de ces études (courbes de dissolution et évolution de la saturation résiduelle) ont montré un impact significatif de la présence des bactéries sur les processus de dissolution par comparaison au cas abiotique.
Author: Tiangoua Koné
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Languages : fr
Pages : 0
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Un dispositif expérimental a été développé pour l'étude du couplage de la croissance d'un biofilm de Shewanella oneidensis MR-1 et du transport conservatif de l'Erioglaucine. La croissance du biofilm a été suivie par mesure de conductivité hydraulique et par acquisition d'images à l'aide d'une caméra digitale. La fraction volumique du biofilm a été caractérisée par des essais d'élution d'une macromolécule (i.e. : le Bleu Dextran) par analogie avec les méthodes de chromatographie d'exclusion ou de filtration sur gel. Ainsi au bout de 29 jours, un biofilm quasi-homogène sur l'ensemble de la cellule d'écoulement (0,1×0,1×0,05m3) et équivalent à 50% du volume poral a été formé. L'influence de la croissance du biofilm sur les propriétés de transport du milieu a été évaluée. Les essais de transport conservatif de l'Erioglaucine effectués pour deux vitesses d'injection et à deux stades de croissance du biofilm (17 et 29 jours) ont montré l'influence d'hétérogénéités locales sur les paramètres de transport (i.e. : la porosité, la perméabilité et la dispersion hydrodynamique). Ainsi après 17 jours de culture quand le biofilm occupe partiellement le milieu poreux (moitié inférieure) un modèle à deux équations ou double milieu permet de caractériser le transport conservatif. A contrario après 29 jours de culture où le biofilm occupe tout le milieu poreux, un comportement fickien classique caractérise le transport. Les valeurs théoriques du coefficient de dispersion longitudinale prédites par la méthode de prise de moyenne volumique ont permis de reproduire de manière satisfaisante le comportement observé expérimentalement.
Author: Valérie Guérin
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Category :
Languages : fr
Pages : 260
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AFIN D'ETUDIER LES MECANISMES ELEMENTAIRES (PHYSIQUES, CHIMIQUES ET BIOLOGIQUE) RESPONSABLES DU TRANSPORT DE POLLUANT EN MILIEU POREUX SATURE, UNE DEMARCHE EXPERIMENTALE A ETE MISE EN PLACE. NOTRE ETUDE PORTE SUR UN DERIVE MERCURIEL LE PHENYL ACETATE DE MERCURE (PMA), TRANSITANT DANS UN MILIEU POREUX MAJORITAIREMENT SILICEUX AVEC INTERVENTION D'UNE SOUCHE DE PSEUDOMONAS FLUORESCENS. DES ESSAIS BATCH (CONDITIONS STATIQUES) PERMETTENT L'IDENTIFICATION DES MECANISMES ELEMENTAIRES. LES ESSAIS EN COLONNE (CONDITIONS DYNAMIQUES) METTENT EN EVIDENCE LES LIMITATIONS DE CES MECANISMES ELEMENTAIRES. LA CONDUITE D'ESSAIS EXPERIMENTAUX EN LABORATOIRE ET DONC EN CONDITIONS PARFAITEMENT CONTROLEES, PERMET D'EVALUER LE ROLE ET L'INFLUENCE DES CARACTERISTIQUES DU MILIEU PRIS SEPAREMENT. LE BUT ETANT D'EVALUER LORS DU TRANSPORT D'UN POLLUANT EN MILIEU POREUX SATURE, LA PART FIXEE A LA PHASE SOLIDE (REMOBILISABLE OU NON), LA PART FIXEE OU DEGRADEE PAR LES BACTERIES, EN PRENANT EN COMPTE LA FIXITE OU LA MOBILITE DE LA PHASE BACTERIENNE. TOUT CECI EN CONSIDERANT L'INFLUENCE DE LA VITESSE D'ECOULEMENT, DE LA TEMPERATURE, DE LA COMPOSITION DU MILIEU POREUX ET DE LA PHASE CIRCULANTE. PARALLELEMENT AU TRAVAIL EXPERIMENTAL, UN CODE DE CALCUL PRENANT EN COMPTE LES PHENOMENES D'ADVECTION-DISPERSION MAIS EGALEMENT LES REACTIONS BIOPHYSICOCHIMIQUES A ETE UTILISE AFIN DE SIMULER LES RESULTATS OBTENUS.
Author: ELISE.. MARCANDELLA
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Languages : fr
Pages : 176
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PREDIRE LE RISQUE DE POLLUTION D'UNE NAPPE LIE A UNE DECHARGE, ACCIDENTELLE OU NON, D'UN PESTICIDE DANS L'ENVIRONNEMENT EST NECESSAIRE POUR MINIMISER SES IMPACTS SUR L'ECOSYSTEME SOUTERRAIN. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE MODELISER LE TRANSFERT MONODIMENSIONNEL D'UN MICROPOLLUANT ORGANOMERCURIEL (LE PHENYL ACETATE DE MERCURE OU PMA) A TRAVERS UN MILIEU POREUX SATURE CONSIDERE COMME HOMOGENE ET ISOTROPE (REPRESENTE PAR UNE COLONNE EN VERRE REMPLIE DE SEDIMENTS DU RHIN). CE TRANSFERT FAIT INTERVENIR DES PROCESSUS PHYSICOCHIMIQUES QUI PEUVENT ETRE COUPLES AVEC DES EFFETS BIOLOGIQUES. APRES UNE SYNTHESE DES RESULTATS RELATIFS A LA REACTIVITE PHYSICOCHIMIQUE DU PMA EN PRESENCE DE SEDIMENTS (ESSAIS STATIQUES ET DYNAMIQUES), LES ASPECTS BIOLOGIQUES ONT ETE ENVISAGES. AINSI, DES TESTS EN LABORATOIRE (ESSAIS STATIQUES) ONT ETE REALISES AVEC UNE SOUCHE DE PSEUDOMONAS FLUORESCENS (SOUCHE PL IV) RESISTANTE AU PMA QUI A ETE ISOLEE DU MILIEU NATUREL APRES UNE POLLUTION PAR DES ORGANOMERCURIELS. CES EXPERIENCES ONT PERMIS DE DRESSER UN PANORAMA DES FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX INFLUENCANT LA CROISSANCE ET LES CAPACITES DE DEGRADATION DE LA SOUCHE BACTERIENNE SELECTIONNEE. PARALLELEMENT, UN MODELE MATHEMATIQUE ET UN CODE DE CALCUL (SIMCOL) ONT ETE UTILISES POUR SIMULER LE COMPORTEMENT DU POLLUANT LORS DE SA MIGRATION A TRAVERS UN MILIEU POREUX SATURE. LEUR UTILISATION A PERMIS D'ECARTER CERTAINES HYPOTHESES DE TRANSFERT.
Author: École polytechnique (Montréal, Québec). Département de génie civil
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 181
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Author: Diana-Georgiana Baltean
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Languages : fr
Pages : 168
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L'ETUDE EST CONSACREE A LA MODELISATION DU TRANSPORT D'UN TRACEUR, PAR CONVECTION ET DIFFUSION, DANS LES MILIEUX POREUX, MILIEUX POREUX CONTENANT DES INCLUSIONS RIGIDES IMPERMEABLES ET FINALEMENT DANS LES MILIEUX POREUX AVEC DES CAVITES. LE MEMOIRE EST STRUCTURE EN TROIS PARTIES. DANS LA PREMIERE PARTIE, ON ETUDIE PAR LA METHODE D'HOMOGENEISATION LES PROBLEMES DE CONVECTION-DIFFUSION DANS LES MILIEUX POREUX PERIODIQUES DANS DEUX CAS PHYSIQUEMENT POSSIBLES : LE CAS OU LA CONVECTION ET LA DIFFUSION SONT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR AU NIVEAU MACROSCOPIQUE ET LE CAS OU LES DEUX PHENOMENES SONT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR AU NIVEAU MICROSCOPIQUE. ON OBTIENT L'EQUATION MACROSCOPIQUE VERIFIEE PAR LA CONCENTRATION DU TRACEUR AINSI QUE LES COEFFICIENTS MACROSCOPIQUES DE DIFFUSION. DANS LA DEUXIEME PARTIE, TOUJOURS AU MOYEN DE LA METHODE D'HOMOGENEISATION, ON ETUDIE LE PROBLEME DE CONVECTION-DIFFUSION DANS DES MILIEUX MULTIPOREUX ET MILIEUX POREUX FISSURES, DANS LE CAS OU LA CONVECTION ET LA DIFFUSION SONT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR AU NIVEAU MACROSCOPIQUE. DANS LE CAS DES MILIEUX POREUX CONTENANT DES INCLUSIONS IMPERMEABLES LE CAS DES FAIBLES CONCENTRATIONS EN INCLUSIONS EST ETUDIE. LES EQUATIONS MACROSCOPIQUES SONT OBTENUES POUR CHAQUE CAS. DANS LA TROISIEME PARTIE ON A RESOLU PAR ELEMENTS FINIS CERTAINS PROBLEMES LOCAUX SUR LA CELLULE DE BASE, INTERVENANT DANS LES CHAPITRES PRECEDENTS. ON A UTILISE DEUX CODES DE CALCUL : MODULEF EN 2D ET CASTEM 2000 EN 3D, DANS LE CAS ISOTROPE, POUR PLUSIEURS GEOMETRIES. A PARTIR DE CES SOLUTIONS ON CALCULE NUMERIQUEMENT LES COEFFICIENTS HOMOGENEISES EN FONCTION DE LA POROSITE DU MILIEU.
Author: Albert Jacobs
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Languages : fr
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Book Description
L’étude du transport bactérien en milieux poreux est un enjeu important pour la protection des nappes phréatiques contre des contaminations microbiologiques. La pratique d’épandage des effluents des stations d’épuration est une source de bactéries pathogènes dont le déplacement dans le sol constitue un risque pour la santé publique. Le transport d’une bactérie dans un milieu poreux résulte d’une compétition entre processus de déplacement, d’adhésion et de blocage. Des expériences avec une large gamme de bactéries aux propriétés de surface différentes (composantes de la tension de surface et charges) ont été réalisées pour essayer de relier ces propriétés à leur rétention en milieu poreux. Les résultats montrent que les cinétiques de rétention sont corrélées aux interactions électrostatiques mais qu’il ne semble pas y avoir de corrélation entre l’énergie libre totale d’interaction et la quantité de bactéries retenues. L’observation in situ par microscopie confocale du déplacement de cellules d’Escherichia coli a mis en évidence le coinçage des cellules bactériennes par des rugosités de surface et les zones de contact entre grains d’un milieu poreux. Ces résultats confirment l’existence de possibilités de rétention en milieux poreux même en présence de conditions défavorables (énergie libre totale d’interaction positive). Des expériences de transport avec Escherichia coli conduites dans des milieux poreux se différentiant par leur porosité et physico-chimie ont été utilisées pour évaluer le poids respectif des phénomènes de transport et d’adhésion dans la migration de cellules et pour tester un modèle de transport. La restitution des courbes d’élution observées a requis la prise en compte de deux types de détachements des cellules retenues. Les cellules retenues par les interactions de faibles intensités (Lifshitz-van der Waals) peuvent se décrocher sous l’effet des forces hydrodynamiques ou par des répulsions électrostatiques dont la portée et l’intensité augmentent lorsque la force ionique de la solution diminue. Les cellules fortement retenues peuvent aussi se détacher mais à un rythme lent et donnent lieu à de longues traînées. Les résultats ont montré que dans les milieux homogènes le transport bactérien est principalement gouverné par les interactions électrostatiques, alors que dans des milieux présentant une porosité plus compliquée, le transport est moins dépendant des interactions électrostatiques, voire très peu influencé par celles-ci. L’étude du transport, dans un sable et dans un sol, d’une communauté bactérienne issue d’une boue de station d’épuration a montré les points suivants : i/ une forte réduction de la diversité microbienne et de la concentration bactérienne ; ii/ parmi les espèces transportées se trouvaient des coliformes fécaux ; iii/ les bactéries ayant traversé les colonnes sont chargées négativement. Ces résultats confirment le rôle important des interactions électrostatiques sur la migration de bactéries en milieux poreux
