Etude de transferts des polluants (métaux lourds) dans les sols réels

MASTER
Mécanique
et
Ingénierie
Etude de transferts des polluants (métaux lourds) dans les
sols réels : approche expérimentale et numérique.
Master Ingénierie des Matériaux et procédés - Mécanique et ingénierie
Présenté par : Chourouk Mathlouthi
Tuteurs
: Philippe Dubujet, Mariem Kacem Boureau


Contexte
Objectif
-La présence des métaux dans les sols n’est pas problématique mais
plutôt le fait qu’ils soient mobilisables. La connaissance des
mécanismes de transport et les profils de concentration de ces polluants
dans le sol trouvent ici son grand intérêt.
-Un sol réel présente un couplage de plusieurs phénomènes physicochimiques qu’on ne trouve pas dans un sol modèle.

Elaboration d’un modèle numérique dans les deux cas et
confrontation des résultats expérimentaux et numériques .
Résultats
Méthodologie

Etude du transport des métaux lourds dans le sol réel :

Travail sur un dispositif expérimental se compose d’une
colonne du sol dans le cas saturé et le cas non saturé.

Résultats expérimentaux :
Expérimentation :
Cas de sol saturé
Cas de sol saturé :
7.3 cm
Conductivimétre
+pH mètre
Lixiviat
19 cm
Cas de sol non saturé :
Cas de sol non saturé :
Pompe d’eau
Flux d’eau
ascendant
Les métaux lourds se concentrent à la surface des
sols.
 Simulation numérique
-L’échantillon
plus
profond
correspond
à la concentration
la
Le
modèle a leété
validé
avec
le calage
sur les
plus faible, ce qui montre l’origine de la contamination par les
résultats
expérimentaux.
métaux lourds.
Colonne du sol
Tuyaux de
3mm de
diamétre
Bécher d’eu
distillée
Suivi de la concentration du polluant par mesure de conductivité
électrique et pH dans les deux cas du sol.
 Modélisation :
Cas de sol saturé :
Le modèle utilisé : Loi de
Darcy couplé à l’équation de
convection-dispersion
-Le taux de la dépollution le plus important correspond à
l’échantillon le plus pollué.
 Résultats de la modélisation:
Cas de sol saturé :
Cas de sol non saturé :
Cas de sol non saturé :
Le modèle utilisé : équation de
Richards couplé avec
l’équation de transport de
soluté
-Intégration par la méthode des éléments finis.
La différence entre les courbes est due : aux valeurs
des coefficients utilisés dans les modèles, ne sont pas
propres à notre sol. Aux hypothèses simplificatrices,
nous négligeons dans les équations les termes qui
présentent les interactions entre les polluants.
Conclusion
Nous avons caractérisé le comportement des métaux lourds dans le sol réel, à travers des essais sur colonne en mesurant la conductivité électrique
et le pH. Nous avons mis en évidence l’origine de la contamination, ainsi que le rendement de la dépollution d’un site pollué.
En outre, nous avons élaboré un modèle numérique basé sur des équations et des lois classiques de l’écoulement et du transport des polluants. Les
résultats numériques ont été confrontés avec l’expérience, et nous avons constaté une légère différence due aux hypothèses posées. L’étude peut
être poursuivie en tenant compte des interactions entre les polluants.