Dispersion, mélange et réaction dans les milieux poreux
Orateur : Tanguy Le Borgne
Physicien du CNAP, Observatoire des Sciences de l’Univers de Rennes
Résumé :Le transport d’éléments dans les écoulements de fluide au travers des sols et le roches, ainsi que dans les milieux poreux industriels ou biologiques, est l’un des moteurs principaux des flux et réactions biochimiques dans de nombreux systèmes industriels (géothermie, séquestration du CO2, remédiation, recharge artificielle, filtration) ou naturels (transport et réactivité des espèces chimiques transportées dans le cycle de l’eau). L’hétérogénéité des structures au sein desquelles s’organisent ces écoulements - géométrie des réseaux de pores, fracturation et distributions de perméabilités et de vitesses d’écoulement - conduit à l’émergence de lois de transport et de cinétiques effectives de réaction qui ne sont pas décrites dans le cadre des théories dispersives classiques. Cette présentation exposera de nouveaux résultats expérimentaux et théoriques permettant de quantifier le couplage entre la dynamique de déformation fluide, la distribution des concentrations et des gradients associés, et les cinétiques de réaction effectives, de l’échelle du pore à l’échelle de Darcy (Le Borgne et al., 2013, 2015, de Anna et al., 2013, 2014). Ces résultats montrent de fortes similitudes avec les processus de transport équivalents dans les écoulements turbulents, mais également des différences notables qui conduisent à revoir certains concepts de modélisation du mélange dans les fluides.
Références :
Le Borgne T., M. Dentz and E. Villermaux (2015) The lamellar description of mixing in porous media, J. Fluid Mech. vol. 770, pp. 458-498.
de Anna, P., J. Jimenez-Martinez, H. Tabuteau, R. Turuban, T. Le Borgne, M. Derrien, and Y. Méheust (2014), Mixing and reaction kinetics in porous media : an experimental pore scale quantification, Environ. Sci. Technol. 48 (1), pp 508–516
Le Borgne, T., M. Dentz, E. Villermaux (2013), Stretching, coalescence and mixing in porous media, Phys. Rev. Lett., 110, 204501
de Anna-, P., T. Le Borgne, M. Dentz, A. M. Tartakovsky, D. Bolster, P. Davy (2013) Flow Intermittency, Dispersion and Correlated Continuous Time Random Walks in Porous Media, Phys. Rev. Lett., 110, 184502
Date et lieu : le Jeudi 1er Octobre à 15h00, Salle 250 IUSTI