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Modélisation du transfert d'eau et de soluté dans les sols non saturés.

Pomerleau, Geneviève (1997). Modélisation du transfert d'eau et de soluté dans les sols non saturés. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 106 p.

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Résumé

La contamination des sols et des eaux de surface et souterraines par les molécules organiques est fréquente. La restauration des sols contaminés pose un défi technologique considérable alors que les processus de transfert des contaminants dans les sols non saturés sont encore mal connus. La connaissance du régime d'écoulement est primordiale puisque l'hydrodynamisme d'un milieu poreux conditionne la rétention et la dégradation du contaminant. L'approche utilisée pour étudier le transport des solutés dans la zone non saturée comprend deux volets. Le volet expérimental consiste à caractériser les conditions hydrodynamiques de milieux poreux (sable, tourbe, mélange) impliqués dans l'atténuation in situ de pesticides dissous. Le second volet consiste à appliquer un modèle numérique pour simuler l'écoulement et le transport des solutés dans la zone non saturée et d'en évaluer la validité et la représentativité. Les courbes de fuite expérimentales des différents milieux poreux montrent l'influence de la teneur initiale en eau (θi décroissante, v croissante) et du flux d'injection (qinj croissant, v croissante) sur la vitesse de transport. L'écoulement est de type piston pour le sable et la tourbe, alors que le transport préférentiel est évident dans le mélange. L'écart entre les courbes simulées et expérimentales varie selon les conditions expérimentales initiales. La précision du modèle dépend à la fois de la teneur initiale en eau et du flux d'injection. L'influence de ces facteurs, mise en évidence expérimentalement, sur la vitesse de transport et le type d'écoulement n'apparaît pas dans les résultats de simulation. Il semble donc que l'équation de Richards, utilisée pour représenter le flux d'écoulement en zone non saturée, n'est pas adéquate pour générer les vitesses de transport de soluté même dans un sol homogène. Son utilisation devrait être restreinte à la simulation du flux d'eau pour laquelle le suivi des particules n'est pas requis. Il y a néanmoins une cohérence dans les écarts observés qui permet ici de calculer un facteur de concordance empirique F(θ, qinj) corrigeant les vitesses générées par la résolution numérique de l'équation de Richards et qui permet, dans le cas de cette étude, une bonne adéquation de la modélisation. La signification physique de ce facteur reste à rechercher.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Banton, Olivier
Mots-clés libres: contamination; eau; modélisation hydrodynamique; milieux poreux; modèle numérique; écoulement; restauration; sol; soluté; souterrain; surface; transfert
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 14 févr. 2014 20:39
Dernière modification: 17 mars 2016 13:34
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1928

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