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Theses

Analysis of soil structural and transfer properties using pore scale images and numerical modelling

Résumé : .Dans cette thèse, il a été étudié la structure des milieux poreux, en particulier sur des sols sableux et un paquet virtuel de sphères; Sur la base de références bibliographiques, nos propres outils ont été créés pour calculer la porosité, la surface spécifique et la distribution de la taille des pores. Nous avons construit un algorithme pour résoudre l'équation de diffusion de l'advection directement sur la structure du milieu poreux (en utilisant un résultat d'image 3D du scan $ mu $ CT du support poreux). Nous avons utilisé l'opérateur de division pour calculer la partie advective avec une méthode de volume fini (FV), mettant en œuvre un schéma de réduction de la variation totale (TVD). La partie diffusion a été calculée en utilisant une méthode de FV et avec l’aide du logiciel MUMPS pour résoudre le système linéaire résultant. A partir du champ de concentration obtenu avec l’algorithme et suivant une méthode de moyenne volumique, nous avons calculé les propriétés macroscopiques de: dispersivité et coefficient de dispersion à Pe = 223,23,2.3,0,23 pour un échantillon de sable de Fontainbleau NE34. Nous avons observé que ces résultats dépendent de la qualité de l'image 3D. Les propriétés structurelles et de transport ont été étudiées à l'aide d'images 3D à différentes résolutions. Les images à différentes résolutions ont été appelées images redimensionnées, elles ont été générées numériquement et prises directement à partir du micro CT scan. Comme premier résultat, nous avons proposé un critère basé sur la distribution de la taille des pores pour déterminer si une résolution d'image 3D convient ou non au calcul de la perméabilité d'un matériau granulaire avec une méthode de volume fini (FV). Dans un deuxième résultat, nous avons montré comment les propriétés des macros de transport de soluté sont moins affectées par une détérioration de la résolution que la propriété d’écoulement de la perméabilité (les deux cas sont calculés par une méthode FV). Et comme troisième résultat, nous avons montré qu'une image numérique redimensionnée préserve davantage le comportement des propriétés macroscopiques qu'une image réelle redimensionnée.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02336602
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, October 29, 2019 - 8:24:10 AM
Last modification on : Thursday, July 9, 2020 - 9:45:51 AM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, January 30, 2020 - 1:55:16 PM

File

ORTEGA_RAMIREZ_2019_archivage....
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02336602, version 1

Collections

STAR | CNRS | IRD | INSU | IGE | UGA

Citation

Miriam Patricia Ortega Ramirez. Analysis of soil structural and transfer properties using pore scale images and numerical modelling. Geophysics [physics.geo-ph]. Université Grenoble Alpes, 2019. English. ⟨NNT : 2019GREAU017⟩. ⟨tel-02336602⟩

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