Dissertations / Theses on the topic 'Transport de l'eau'
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Bergin, Gaëtan. "Prévision de la solubilité des hydrocarbures dans l'eau en fonction de la température et de la pression." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21335.
Abstract:
Les hydrocarbures, constituants importants du pétrole, se retrouvent souvent en étroite coexistence avec l'eau. La connaissance des équilibres entre phases des systèmes hydrocarbure-eau, dans une large gamme de températures et de pressions, est essentielle pour l'exploitation effective des ressources pétrolières et gazières. Cette information s'inscrit dans l'optique de la maîtrise des processus de récupération assistée du pétrole, du stockage et du transport du pétrole et du gaz naturel, ainsi que des problèmes inhérents à la protection de l'environnement. Trois axes de recherche ont été principalement explorés, cela après concertation avec les partenaires industriels instigateurs de ce projet. Parmi les différentes familles chimiques composant les hydrocarbures, trois ont été privilégiées pour leur importance en relation avec l'eau. Celles-ci se composent des n-alacanes ayant une longue chaîne hydrocarbonée, des composés polyaromatiques et des hydrocarbures aromatiques. Un dispositif dynamique a été développé pour permettre l'acquisition de nouvelles données expérimentales de solubilité pour les n-paraffines lourdes (jusque C20), et cela sur une gamme de températures allant de l'ambiante jusqu'à une température de 473 K. Cette nouvelle information a permis d'illustrer un comportement spécifique des molécules possédant plus de douze atomes de carbone par rapport à leurs homologues de taille plus modérée. Cette caractéristique s'estompe néanmoins avec la température jusqu'à disparaître à 473 K. L'étude conernant les polyaromatiques s'est essentiellement focalisée autour de la proposition d'une méthode permettant de prévoir leur solubilité dans l'eau à différentes températures en fonction de la structure des molécules étudiées. Un réel effort de compilation des données disponibles dans la littérature fut nécessaire en association avec le test de modèles simples s'exprimant par le biais du coefficient d'activité à dilution infinie. Ce travail a permis de proposer une expression fondée sur la masse molaire des composés et permet une bonne évaluation de la solubilité d'un bon nombre de polyaromatiques dans l'eau. Le dernier point a permis de présenter un modèle thermodynamique permettant la prévision de la constante de Henry de quatre familles d'hydrocarbures : les alcanes, les cycloalcanes, les alcènes et les alkylbenzènes dans l'eau en fonction de la température et de la pression. Ce modèle se base sur un schéma de contributions de groupes permettant d'exprimer l'enthalpie libre d'hydratation qui est directement liée avec la constante de Henry. Ce modèle performant autorise une représentation avec une précision de 25% de nombreux hydrocarbures, pour des températures comprises entre 273 et 573 K et des pressions pouvant atteindre 100 MPa, ainsi que la génération de données pour des hydrocarbures n'en disposant pas
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Boursiac, Yann. "Mécanismes de régulation du transport d'eau dans la racine d'Arabidopsis thaliana : effets d'un traitement par le sel et le péroxyde d'hydrogène sur la fonction des aquaporines." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20194.
Abstract:
L’absorption racinaire d’eau est un processus central pour le maintien du statut hydrique des plantes. La conductivité hydraulique racinaire (Lpr) traduit la facilité du passage de l’eau au travers des racines. Ce paramètre peut être modulé en réponse à des contraintes de l’environnement comme le stress hydrique ou la carence en nutriments. D’un point de vue moléculaire, la Lpr est déterminée en grande partie (plus de 70% chez Arabidopsis thaliana) par l’activité de canaux à eau nommés aquaporines. Alors que la structure atomique de ces canaux membranaires est très bien décrite chez les animaux, les mécanismes qui permettent leur régulation chez les plantes et leur rôle dans la modulation de la Lpr en réponse aux contraintes environnementales restent très mal connus. L’objectif de cette thèse a été d’intégrer, dans le contexte du transport d’eau dans la racine d’Arabidopsis, des mécanismes cellulaires et moléculaires de régulation des aquaporines. Pour cela, la régulation de la Lpr a été étudiée dans deux contextes physiologiques distincts, le stress salin et l’exposition à des espèces activées d’oxygène (ROS). D’une part, il a été montré qu’un traitement salin (100 mM NaCl) est capable de réduire la Lpr d’environ 35% après 40 min, et jusqu’à 70% après 3 h. En parallèle, il a été montré que l’expression des aquaporines est régulée à trois niveaux au moins : l’abondance des transcrits et des protéines, ainsi que la localisation sub-celllulaire de ces dernières. L’ensemble de ces mécanismes moléculaires n’intervient de manière marquée qu’après 2 h de traitement environ, ce qui suggère en particulier que des modifications de type post-traductionnel agissent rapidement sur les aquaporines et modulent leur activité de transport d’eau. Le peroxyde d’hydrogène et d’autres ROS sont des inhibiteurs puissants (jusqu’à 80% d’inhibition) et très rapides de la Lpr, avec un temps de demi-inhibition de 7 min environ. Au contraire de ce que nous pensions initialement, les ROS n’inhibent pas les aquaporines via une oxydation directe de leurs résidus, mais nécessitent plutôt l’activation de voies de signalisation dans lesquelles le calcium externe et des protéines kinases jouent un rôle prépondérant. Au vu de leur place centrale dans la réponse des plantes aux contraintes biotiques et abiotiques, les ROS, et H2O2 plus particulièrement, pourraient jouer un rôle important dans la régulation de la Lpr en réponse aux stress. Au final, ce travail de thèse a permis de mettre à jour des niveaux multiples de régulation de l’expression des aquaporines ainsi que l’implication de certaines voies de signalisation dans la suite d’évènements reliant la perception par la plante de contraintes environnementales à la régulation moléculaire du transport d’eau dans la racineWater uptake by roots plays a central role in the regulation of plant water status. The root water permeability (root hydraulic conductivity; Lpr) is regulated by many environmental conditions such as drought or nutrient deficiency. At the molecular level, water channels named aquaporins contribute to a large part of the overall Lpr (> 70% in Arabidopsis thaliana). However, the mechanisms for aquaporin regulation in plants and their role in the modulation of Lpr by environmental stresses are still poorly understood. The aim of this thesis was to unravel novel molecular and cellular mechanisms of aquaporin regulation in the context of water transport modulation in the root of Arabidopsis. For this, Lpr regulation was studied in two distinct physiological situations, salt stress (NaCl) and exposure of roots to reactive oxygen species (ROS). Here we show that a salt treatment (100 mM NaCl) can inhibit Lpr by 35% in 40 min and by up to 70% after 3 h. Aquaporins expression was regulated in parallel to this at, at least, three levels : the abundance of transcripts and proteins and the subcellular localisation of the latter. Whereas these mechanisms may explain the long term (> 4 h) regulation of Lpr by salt, other types of regulation, by post-translational modifications for instance, might be involved in the early response (< 2 h) of the root. In another study, hydrogen peroxide (H2O2) and other ROS were identified as powerful inhibitors of Lpr by up to 80% in a few minutes. Unexpectedly, the action of ROS on the aquaporin activity was not mediated by a direct oxidation gating mechanism, but rather involved the activation of signalling pathways in which external calcium and protein kinases played an important role. From this and other works, we conclude that, as central molecules in the response of plants to environmental stresses, H2O2 and other ROS could be major regulators of Lpr. In conclusion, this work uncovered signalisation pathways and multiple levels for regulation of aquaporin expression which contribute to a chain of events from the perception of environmental stress to the molecular regulation of root water transport
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Badamtchian, Chahram. "L'Eau, l'industrie et le transport fluvial dans les vallées de la Seine et de l'Oise." Paris 1, 1985. http://www.theses.fr/1985PA01A020.
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Ngo, Van Viet. "Modélisation du transport de l'eau et des polluants dans les sols contaminés des friches industrielles." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL101N/document.
Abstract:
Les objectifs de la thèse sont de (i) modéliser le transport de l’eau, d’un traceur et des polluants dans les sols contaminés, (ii) étudier l’estimabilité des paramètres et les corrélations entre les paramètres, (iii) optimiser les paramètres. Les différents modèles implantés dans le logiciel HYDRUS qui permettent de rendre compte ou pas de l’écoulement préférentiel et du transport hors équilibre physique et chimique sont choisis. Les études concernant le transport d’eau dans un lysimètre de terrain ont montré que les données quotidiennes de pressions et de teneurs en eau volumique contiennent plus d’information que les données horaires, que les pressions ont plus d’information que les teneurs en eau volumique, et que les corrélations des paramètres ont fait perturber les résultats de l’optimisation. Sur le même lysimètre, l’étude d’estimabilité des paramètres caractéristiques pour le transport du traceur (bromure) a montré que les concentrations dans les solutions de percolation ne sont pas suffisantes pour estimer le paramètre de transfert de l’eau entre les zones mobile et immobile car ce paramètre est fortement corrélé avec le paramètre de transfert de soluté. Pour le transport des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les colonnes de laboratoire sous différentes conditions de saturation en eau, quand le degré de transport hors équilibre chimique des HAP est élevé, les concentrations en HAP dans les solutions de percolation de la colonne non saturée contiennent plus d’information que celles dans la colonne saturéePreferential flow and nonequilibrium transport are probably the most frustrating in terms of hampering accurate predictions of contaminant transport through the vadose zone. The mathematical description of preferential flow and nonequilibrium transport needs many parameters that are not measurable. Therefore, the inverse method is a promising way to estimate model parameters. The main objectives of this work are to (i) study the water flow using the uniform flow and dual-porosity models, tracer and contaminant transport using the uniform transport model and/or physical and chemical nonequilibrium transport models, (ii) investigate parameter estimability and correlations between different parameters, and (iii) optimize the hydraulic properties and solute transport parameters. The results concerning the water flow in the bare field lysimeter show that daily data contained much more information than hourly data, daily pressure heads contained more information than daily water contents; the correlations between different parameters hamper the optimization results strongly. Basing on the tracer concentrations in the leaching solution of the lysimeter, the first-order rate water transfer coefficient was not estimable since this parameter was highly correlated with the solute transfer coefficient. PAH concentrations in the leaching solution of the contaminated soil column under saturated and nonsaturated flow conditions show that when the degree of chemical nonequilibirum transport is high, the solute leaching of the nonsaturated column contained more information than those of the saturated column. In addition, the fraction of sites with instantaneous sorption and the linear adsorption distribution coefficient always showed a very strong correlation, they were impossible to optimize simultaneously
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Marly, Xavier. "Transport d'un micro-organisme en milieu poreux saturé : cas d'un colloïde biologique : cryptosporidium parvum." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_MARLY_X.pdf.
Abstract:
L'objectif de notre travail est d'étudier le transport d'un micro-organisme pathogène, Cryptospo- ridium parvum, en milieu poreux saturé à l'aide d'essais en laboratoire. Ce travail se positionne dans une thématique de protection efficace des ressources en eau vis-à-vis de la contamination par des oocystes de C. Parvum. En effet, ce parasite, qui infecte les mammifères, présente une résistance élevée à la plupart des désinfectants classiquement utilisés dans le traitement de l'eau. Il est rencontré dans les eaux souterraines et responsable de plusieurs épidémies d'origine hydrique. Tout d'abord, nous avons dû développer une technique de titrage adaptée à nos besoins, notamment en terme de précision. Ensuite, nous avons réalisé un premier type d'expérimentations en milieu saturé et sans écoulement, des essais batch, qui ne nous ont pas permis de mettre en évidence de phénomène d'adsorption sur tous les substrats testés (silice, calcaire, feldspaths, argiles ou alumine). Puis, nous avons mené un second type d'expérimentations, en milieu saturé et avec écoulement, des essais en colonne. Afin de travailler avec de faibles volumes de solution dopée en micro-organismes: et, donc, de limiter les risques de contaminations, nous avons développé un essai en colonne à circulation fermée : le flux massique sortant de la colonne est injecté en entrée de colonne. Pour interpréter les résultats de cet essai, nous avons créé un modèle numérique en considérant C. Parvum comme un colloi͏̈de biologique. Les résultats ont montré que le débit volumique et la granulométrie modifient la rétention, mais d'autres paramètres, probablement d'origines biologiques, semblent également avoir une influence.
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Alboin, Clarisse. "Deux outils mathématiques pour modéliser l'écoulement et le transport de polluants dans un milieu poreux fracturé." Paris 9, 2000. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=2000PA090024.
Abstract:
Les fractures, qui sont des chenaux de circulation privilégiés, modifient grandement l'écoulement et le transport de polluants dans un milieu. Nous nous intéressons aux fractures colmatées que nous assimilons a des milieux poreux ayant une grande perméabilité. Leur présence génère de fortes hétérogénéités. Notre motivation a été d'étudier des techniques permettant de modéliser les transferts de fluide et de contaminants entre la roche et les fractures. Dans cette thèse, nous proposons deux méthodes numériques adaptées à deux échelles de fracturation. La présence d'un réseau de petites fractures est prise en compte par une modèle double porosité. Ce modèle est obtenu via une homogénéisation du milieu fracture, il est compose des équations standard d'écoulement et de transport dans un milieu poreux auxquelles on a ajoute un terme de couplage qui gère les échanges entre la roche et les fractures. Ce terme de couplage est calcule via la résolution de problèmes auxiliaires qui sont des problèmes de diffusion définis en chaque point de l'espace. Vu le grand nombre de ces problèmes, il est déterminant de les résoudre efficacement. Nous avons montre qu'une résolution analytique est préférable a une discrétisation classique. Pour traiter les fractures plus importantes, nous avons développe une méthode de décomposition de domaine. L’ouverture des fractures étant faible devant les dimensions du site de stockage, nous avons assimile les fractures a des interfaces a travers lesquelles la pression et la concentration sont continues et les flux sont discontinus, contrairement a une décomposition de domaine classique, il s'agit, ici, d'une condition de transmission non locale. La différence des flux provenant des sous-domaines intervient comme un terme source dans les fractures. Les modèles d'écoulement et de transport dans les sous-domaines et dans les fractures ont été obtenus via une analyse asymptotique.
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Rodrigues, Olivier. "Les aquaporines de la cellule de garde d'Arabidopsis thaliana : rôles dans le transport de l'eau et du peroxyde d'hydrogène." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2014. http://www.theses.fr/2014NSAM0041.
Abstract:
Les mouvements stomatiques en réponse aux stimuli environnementaux sont cruciaux pour le contrôle du statut hydrique de la plante et sa protection contre les pathogènes. L'acide abscissique (ABA) et les Motifs Moléculaires Associés aux Pathogènes (PAMPs), comme le peptide flg22, déclenchent, via le peroxyde d'hydrogène (H2O2), des processus de signalisation qui conduisent à la fermeture stomatique. Bien que les mouvements stomatiques impliquent d'importants flux membranaires d'eau et changements de volume cellulaire, le rôle des canaux hydriques membranaires (aquaporines, AQP) est resté hypothétique. Des expérimentations sur épidermes isolés montrent que les plantes pip2;1 d'Arabidopsis thaliana invalidées pour le gène codant pour PIP2;1, une AQP de la membrane plasmique, présentent un défaut de fermeture stomatique en réponse à l'ABA et au flg22, mais des réponses normales à l'obscurité, la lumière ou le dioxyde de carbone. Les protoplastes de cellules de garde de plantes sauvages présentent, contrairement aux protoplastes de plantes pip2;1, une augmentation de perméabilité hydrique (Pf) de deux fois en réponse à l'ABA. Une sonde génétique sensible à l'H2O2 (HyPer) a permis de révéler une accumulation d'H2O2 dans les cellules de garde de plantes sauvages en réponse à l'ABA et au flg22, accumulation qui est abolie chez les plantes pip2;1. SnRK2;6 (OST1), une protéine kinase étroitement liée aux récepteurs de l'ABA, est capable de phosphoryler in vitro un peptide cytoplasmique de PIP2;1, au niveau du résidu Ser121. SnRK2;6 augmente aussi l'activité de transport d'eau de PIP2;1 après co-expression en ovocytes de xénope. L'expression dans des plantes pip2;1 de formes mutées de PIP2;1 mimant un état phosphorylé (Ser121Asp) ou non phosphorylé (Ser121Ala) a permis de montrer que l'augmentation de Pf en réponse à l'ABA, l'accumulation intracellulaire d'H2O2 et la fermeture stomatique induites par l'ABA ou le flg22, requièrent la phosphorylation de PIP2;1 en Ser121. Ce travail fournit les premières évidences génétiques et physiologiques directes d'un rôle des AQPs dans les mouvements stomatiques. Nous proposons que PIP2;1 joue à la fois un rôle hydraulique et signalétique en facilitant le transport d'eau et H2O2 au travers de la membrane plasmique des cellules de garde. Sa phosphorylation en Ser121, par SnRK2.6 notamment, serait nécessaire à son activation dans ce contexteStomatal movements in response to changing environmental conditions are crucial for controlling the plant water status and protecting plants against pathogens. Abscisic acid (ABA) or Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs) such as the flg22 peptide, induce, via hydrogen peroxide (H2O2), signaling networks that lead to stomatal closure. Although stomatal movements involve marked water fluxes and changes in cell volume, the role of membrane water channels (aquaporins, AQP) has remained hypothetical. Functional assays in epidermal peels showed that Arabidopsis thaliana pip2;1 plants invalidated for plasma membrane AQP PIP2;1 have a defect in stomatal closure in response to ABA and flg22, but normal responses to dark, light or carbon dioxide. Guard cell protoplasts from wild-type plants showed a two-fold increase in osmotic water permeability (Pf) in response to ABA which was fully abrogated in pip2;1 plants. Plants expressing a H2O2 sensitive probe (HyPer) revealed an accumulation of H2O2 in guard cells of wild-type plants in response to ABA and flg22, which was abolished in pip2;1 plants. OST1 (SnRK2.6), a protein kinase closely linked to ABA receptors, was able to phosphorylate, in vitro and at Ser121, a cytosolic peptide of PIP2;1. SnRK2.6 also enhanced PIP2;1 water transport activity after co-expression in Xenopus oocytes. Expression in pip2;1 plants of a phosphomimetic (Ser121Asp) or a phosphodeficient form (Ser121Ala) of PIP2;1 allowed to demonstrate that the increase in guard cell protoplast Pf, the intracellular accumulation of H2O2 and stomatal closure induced by ABA and flg22 require the phosphorylation of PIP2;1 at Ser121. This work provides the first direct genetic and physiological evidence for aquaporin function in guard cells. We propose that PIP2;1 plays both a hydraulic and signaling role in guard cells, by facilitating the transport of water and H2O2 across the guard cell plasma membrane. PIP2;1 phosphorylation at Ser121, by SnRK2.6 in particular, would be required in this context
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Peyrard, Dimitri. "Un modèle hydrobiogéochimique pour décrire les échanges entre l'eau de surface et la zone hyporhéique de grandes plaines alluviales." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/549/.
Abstract:
La zone hyporhéique est un bioréacteur pouvant influencer le fonctionnement biogéochimique des hydrosystèmes fluviaux. La quantification de son rôle vis-à-vis des flux d'eau et d'éléments dissous transitant dans l'hydrosystème de grande plaine alluviale a été réalisée par modélisation numérique. Le travail de modélisation s'appuie sur des données précédemment acquises sur les sites expérimentaux de Freienbrink (Allemagne), de l'Hers et de la Garonne (France). La démarche de modélisation a consisté à développer un modèle hydrodynamique couplant les équations de Saint Venant (2D) pour les écoulements de surface et les équations de Darcy-Dupuit pour le milieu poreux, ainsi qu'un modèle de transport réactif des formes dissoutes de l'azote minéral et de la matière organique. L'ensemble des conclusions souligne l'importance des échanges transitoires entre cours d'eau et zone hyporhéique qui favorisent le stockage de l'eau et l'activation des processus de dénitrificationThe hyporheic zone is a bioreactor which can influence the biogeochemical functioning of fluvial hydrosystems. In this work, quantification of its role on water and solutes fluxes in hydrosystem of large alluvial floodplains was made by modelling approach. The proposed model was applied and validated using data previously measured on experimental sites of Freienbrink (Germany), Hers and Garonne (France). The complete model consists of two additional components: a hydrodynamic component (horizontal 2D Saint Venant equations for river flow and 2D Dupuit equations for hyporheic zone flow) coupled with a reactive solute-transport component for dissolved forms of mineral nitrogen and organic matter. The conclusions highlight the importance of transient exchanges between stream and hyporheic zone which facilitate water storage and denitrification processes activation
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PERRIER, SEBASTIEN. "La monensine, ionophore cationique d'origine bacterienne : transport en systeme polyphase, solubilisation de ses sels d'ammonium quaternaire dans l'eau." Clermont-Ferrand 2, 1995. http://www.theses.fr/1995CLF21682.
Abstract:
La monensine, antibiotique ionophore carboxylique d'origine bacterienne, a la propriete de perturber la permeabilite ionique des membranes cellulaires. Cet antibiotique, sous forme acide, et ses complexes alcalins sont tres peu solubles dans l'eau. Par contre, ses sels d'ammonium quaternaire presentent une forte solubilite dans ce solvant. Ce travail concerne, d'une part, la cinetique de transport par la monensine de cations monovalents, en particulier ag#+ et tl#+, en systeme triphase liquide et, d'autre part, le comportement des sels d'ammonium quaternaire de la monensine en solution aqueuse. L'etude, en systeme diphase, de la selectivite de la monensine pour les divers cations monovalents, etude realisee par une technique d'extraction, conduit a une sequence apparemment independante du systeme solvant (ag#+ >> na#+ > tl#+ > k#+ > li#+ > rb#+ > cs#+) ; un complexe neutre, monomere, se forme dans tous les cas. En systeme diphase, les etapes limitant la cinetique de decomplexation du sel d'argent de la monensine seraient les reactions a l'interface. Le modele propose rend compte des phenomenes observes pour des ph de la phase aqueuse voisins du pka de l'acide du tampon utilise et suggere l'existence de plusieurs processus. En systeme triphase, les processus de decomplexation a la deuxieme interface seraient determinants pour la cinetique de transport de ag#+ et de tl#+. La forte solubilite des sels d'ammonium quaternaire de la monensine en solution aqueuse est liee au caractere tensio-actif de l'ionophore, sous sa forme carboxylate, mis en evidence par differentes methodes. En solution diluee, ces sels sont des electrolytes forts. Des differences de comportement entre la monensine et le lasalocide, autre ionophore carboxylique, ont ete observees ; les plus faibles variations de la plupart des proprietes physiques des solutions aqueuses des sels de monensine suggerent, dans ce cas, la formation de petits agregats
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Bedet, Jérôme Moyne Christian Mutzenhardt Pierre. "Caractérisation du transport de l'eau dans les piles à combustible par Imagerie et Spectroscopie de Résonance Magnétique nucléaire." S. l. : S. n, 2007. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2007_0120_BEDET.pdf.
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Simon, Laure. "Contribution à la modélisation numérique du transport de polluants en rivière." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523060.
Abstract:
Pour traiter des problèmes d'environnement se posant dans les cours d'eau, il est en général indispensable d'appréhender la dynamique des écoulements, à un degré divers selon les applications envisagées. La modélisation mathématique est un des outils les plus appropriés pour ce faire. Le présent travail retrace le développement d'un modèle bidimensionnel plan d'écoulement et de transport des composés dissous, destiné à permettre des analyses locales mais détaillées du devenir de rejets polluants. Avant de se lancer dans son élaboration, on a cherché à acquérir une vision globale des phénomènes physiques en jeu et de leur formalisation usuelle ainsi que de l'état de l'art en matière d'analyse numérique appliquée à l'hydraulique à surface libre. Quelques options-clefs étant choisies (recours aux différences finies, utilisation d'une approche à pas fractionnaire), on s'est intéressé plus particulièrement : - au traitement des termes advectifs quand ceux-ci sont prépondérants par rapport aux phénomènes dispersifs, ce qui est souvent le cas lors des premiers stades de la dilution d'un polluant; - à la résolution des termes de propagation des ondes et frottement sur le fond et les berges, cruciaux en hydraulique fluviale. La méthodologie utilisée repose sur le recours systématique à des cas-tests documentés qui permettent un classement objectif des différents algorithmes en fonction tout à la fois de leur précision, leur robustesse et leur coût informatique. L'applicabilité du modèle proposé à des problèmes grandeur nature est illustrée par l'interprétation d'un traçage en Seine. Cet exemple démontre le potentiel prédictif de ce type d'outil vis à vis de formulations plus simples mais plus éloignées de la physique des phénomènes.
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Babey, Tristan. "Compartimentation et transfert de contaminants dans les milieux souterrains : interaction entre transport physique, réactivité chimique et activité biologique." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S107/document.
Abstract:
Classiquement le transfert des contaminants dans le milieu souterrain est modélisé par un couplage des processus de transport physiques (écoulements contrôlés par les structures géologiques poreuses) et des processus de dégradation ou d'immobilisation chimiques et biologiques. Tant sur les structures géologiques que sur la chimie et la physique, les modèles sont de plus en plus détaillés mais de plus en plus difficiles à calibrer sur des données toujours très parcellaires. Dans cette thèse, nous développons une approche alternative basée sur des modèles parcimonieux sous la forme d’un simple graphe de compartiments interconnectés généralisant les modèles d’interaction de continuums (MINC) ou de transfert à taux multiples (MRMT). Nous montrons que ces modèles sont particulièrement adaptés aux milieux dans lesquels la diffusion de solutés occupe un rôle prépondérant par rapport à l’advection, tels les sols ou les aquifères très hétérogènes comme les aquifères fracturés. L'homogénéisation induite par la diffusion réduit les gradients de concentration, accélère les mélanges entre espèces et fait de la distribution des temps de résidence un excellent proxy de la réactivité. En effet, ces structures simplifiées reconstituées à partir d’informations de temps de résidence se révèlent également pertinentes pour des réactions chimiques non linéaires (e.g. sorption, précipitation/dissolution). Nous montrons finalement comment ces modèles peuvent être adaptés automatiquement à des observations d’essais de traceurs ou de réactions de biodégradation. Ces approches parcimonieuses présentent de nombreux avantages dont la simplicité de développement et de mise en œuvre. Elles permettent d’identifier les déterminants majeurs des échanges entre zones advectives et diffusives ou entre zones inertes et réactives, et d’extrapoler des processus de réactivité à des échelles plus larges. L’utilisation de données de fractionnement isotopique est proposée pour améliorer la dissociation entre l’effet des structures et de la réactivitéModelling of contaminant transfer in the subsurface classically relies on a detailed representation of transport processes (groundwater flow controlled by geological structures) coupled to chemical and biological reactivity (immobilization, degradation). Calibration of such detailed models is however often limited by the small amount of available data on the subsurface structures and characteristics. In this thesis, we develop an alternative approach of parsimonious models based on simple graphs of interconnected compartments, taken as generalized multiple interacting continua (MINC) and multiple rate mass transfer (MRMT). We show that this approach is well suited to systems where diffusion-like processes are dominant over advection, like for instance in soils or highly heterogeneous aquifers like fractured aquifers. Homogenization induced by diffusion reduces concentration gradients, speeds up mixing between chemical species and makes residence time distributions excellent proxies for reactivity. Indeed, simplified structures calibrated solely from transit time information prove to provide consistent estimations of non-linear reactivity (e.g. sorption and precipitation/dissolution). Finally, we show how these models can be applied to tracer observations and to biodegradation reactions. Two important advantages of these parsimonious approaches are their facility of development and application. They help identifying the major controls of exchanges between advective and diffusive zones or between inert and reactive zones. They are also amenable to extrapolate reactive processes at larger scale. The use of isotopic fractionation data is proposed to help discriminating between structure-induced effects and reactivity
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Houecande, Orianne. "Chimie de l'eau et transport particulaire dans un crassier sidérurgique : de la zone non saturée à la zone saturée." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEM022/document.
Abstract:
Les particules mobiles du sol peuvent transporter des polluants vers la nappe phréatique. Dans les crassiers sidérurgiques, les éléments métalliques lixiviés contribuent à une contamination rapide des eaux du sol. L’objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes qui interviennent dans le transport en solution et sous forme particulaire dans des déchets sidérurgiques stockés sur le long terme. Pour ce faire, une caractérisation complète des compositions minéralogiques et chimiques a été effectuée. Elle révèle que ces déchets sont constitués de minéraux de haute température typiques des laitiers et de minéraux d’altération météorique. Les eaux de percolation montrent des pH élevés, dus à des teneurs élevées en calcium, et des teneurs importantes en aluminium et silicium. Les teneurs en chrome et molybdène, et ponctuellement en vanadium sont élevées dans les lixiviats des laitiers de fusion. L’analyse granulométrique des particules mobilisées, pour des pluies simulées en colonne, indique que leur taille moyenne est de 200 µm, ce qui laisse prévoir une faible mobilité dans les formations sous-jacentes moins perméables. Les calculs de spéciation montrent que les lixiviats sont saturés ou proches de l'équilibre vis-à-vis des silicates calciques hydratés et souvent saturés en molybdate de calciumMobile soil particles can transport pollutants to groundwater. In slag heaps, leached metallic elements contribute to soil water contamination. The aim of this work is to identify the role of slag particles in contaminant transport under unsaturated and saturated conditions. Mineralogical compositions and physicochemical properties of slags are first determined. The analysis show high temperature slag phases and weathering phases. Percolation tests are also carried out in repacked waste columns under infiltration/drying cycles to find out the effects of dry periods on in situ particle mobilization. Preferential flows lead to rapid transport of solute through the repacked column in vadose zone. Leachates are characterized by high pH and high concentrations of calcium, aluminum and silicon, molybdenum, chromium in the fusion slags. Speciation calculations showed that the leachates are saturated in calcium silicate hydrates. Laser size analyzer shows that the slag particles mobilized during the simulated rain events are around 200 µm, which suggests low mobility in the less permeable underlying formations
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Vacassy, Robert. "Synthèse et caractérisations de membranes minérales de nanofiltration : Modélisations du transport de matière et de la perméabilité à l'eau." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20082.
Abstract:
Les recents developpements de la chimie du sol gel peuvent s'appliquer a la preparation de particules d'oxydes mineraux capables de generer une structure microporeuse apres frittage. A cette echelle, les interactions entre le materiau membranaire et les solutes deviennent tres importantes. Zro#2 et mgal#2o#4 ont ete choisis comme materiaux membranaires en raison de leur stabilite thermique. Apres optimisation des conditions de synthese au moyen de caracterisations statiques sur poudres, ces deux oxydes mineraux ont presente une structure entierement microporeuse avec des particules de taille nanometrique. De plus, ils ont developpe de grandes surfaces specifiques qui induisent des densites de charge elevees. Le developpement de la membrane zircone s'est poursuivi par une optimisation du processus d'elaboration et de depot de la couche microporeuse. Des retentions en solutes modeles dans la gamme de la nanofiltration ont ete obtenues avec des permeabilites elevees. La forte densite de charge de la zircone stabilisee assure la retention de 90% d'ions sulfates a ph basique. Le caractere amphotere du materiau membranaire a ete mis en evidence. Les caracterisations des interactions membrane-solute ont montre l'influence de l'adsorption specifique des ions sur la retention en electrolytes. Aux fortes pressions, une chute de la retention en electrolytes a ete observee et des modeles ont ete proposes pour tenter d'expliquer ce phenomene. Le modele de diagenese, utilise en geophysique des sols a permis de mettre en relation les flux developpes avec la structure granulaire du materiau. En particulier, il a ete demontre que la couche mesoporeuse intermediaire du support contribuait enormement a la resistance hydraulique totale de la membrane
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Faurel, Michaël. "Conception et mise en place d'expériences de diffusion de l'eau et de solutés dans des milieux poreux modèles d'argiles gonflantes." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2320/document.
Abstract:
La plupart des données existantes de diffusion d'eau et de solutés sont obtenues pour des roches argileuses extrêmement complexes ou des échantillons en apparence plus simples préparés à base d'argiles gonflantes sodiques de type smectite. Ces dernières pouvant présenter des organisations très variables et encore mal comprises (phase gel-floc-suspension stable) en conditions saturées, il reste très difficile de contraindre les modèles à double milieu (eau porale ou interfoliaire) parfois avancés pour interpréter des expériences de diffusion. Un système modèle d'argiles gonflantes reflétant réellement un double milieu a pu être obtenu à partir de trois fractions granulométriques d'une vermiculite-Na. Celles-ci ne présentent pas de phase gel en conditions saturées mais des particules bien définies dont la morphologie et l'organisation ont pu être caractérisées. Un dispositif de diffusion a été développé afin d'étudier la diffusion de HDO et Br- pour ces différentes fractions en fonction de la porosité. L'avantage majeur de ce dispositif est de pouvoir préparer des échantillons par sédimentation analysables en tomographie de rayons-X afin de valider leur homogénéité organisationnelle ; hypothèse considérée dans les modélisations. Les résultats obtenus démontrent que cette nouvelle voie de préparation conduit à des échantillons plus homogènes par rapport aux méthodes classiques. Les premières perspectives quant à l'utilisation de ces doubles milieux modèles se dégagent à travers les premiers résultats de diffusion obtenus puisque leurs caractéristiques géométriques parfaitement contrôlées peuvent permettre de pondérer l'impact des différents processus de transport potentielsMost of existing data on diffusion of water and solutes were obtained either on extremely complex clayey rocks or on seemingly more simple samples prepared from sodium-saturated swelling clay minerals, namely smectites. Because these latter can exhibit in water-saturated conditions various organizations not yet fully understood (gel phase-floc-stable suspension), it is still difficult to constrain dual-porosity media modeling (pore or interlayer water) sometimes considered for interpreting results from diffusion experiments. A model system for swelling clay minerals, mimicking a true dual-porosity medium, was obtained by using three size fractions of a Na-vermiculite. These fractions do not exhibit gel-like behavior in water-saturated conditions but rather well defined particles, whose morphology and organization have been characterized. An experimental set-up was designed for the investigation of HDO and Br- diffusion in these size-fractions as a function of porosity. The main advantage of this set up is that it allows assessing for the organizational homogeneity of a sample prepared by sedimentation process through X-ray tomography measurements, an assumption considered for diffusion modeling. The obtained results showed that this new method for sample preparation leads to more homogeneous samples as compared to classical procedures. The first perspectives concerning the use of these dual-porosity model systems are drawn from the first diffusion results obtained, as the well-controlled geometrical characteristics of these model systems successfully help in balancing the contribution of the different potential transport processes
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Massei, Nicolas. "Transport de particules en suspension dans l'aquifère crayeux karstique et à l'interface craie-alluvions." Rouen, 2001. http://www.theses.fr/2001ROUES044.
Abstract:
En Haute-Normandie, où l'essentiel de la ressource en eau potable provient de la Nappe de la Craie, les captages d'eau sont souvent affectés par des phénomènes de turbidité, induisant un risque sanitaire considérable pour les populations, en période de fortes pluies. Ce phénomène est lié à la nature karstique de l'aquifère de la Craie. Les forages réalisés en plaine alluviale de la vallée de Seine sont moins atteints par la turbidité. Nous étudions les modalités du transport des particules depuis un point d'engouffrement sur le plateau (perte) jusqu'à un exutoire naturel (source karstique), et un exutoire artificiel en plaine alluviale (forage AEP. La recherche développée dans cette thèse consiste d'une part en l'élaboration d'une méthodologie de mesure in situ de la charge solide en suspension, et d'autre part en une analyse théorique, axée sur l'expérimentation et la modélisation, du transport de particules (transport et dépôt) en milieu poreux à forte perméabilité. Dans tous les cas, une comparaison traceur dissous/particules est réalisée. Le transport de particules jusqu'à la source se fait sur un mode typiquement karstique. Les phénomènes de dépôt et de relargage apparaissent importants en regard du transfert direct. Le transit jusqu'au forage est caractérisé par un mode de transport différent, non karstique, que l'on attribue à l'influence de l'interface Craie-alluvions, celle-ci se comportant à l'échelle du terrain comme un milieu poreux piégeant une quantité importante de particules. Les expérimentations en laboratoire corroborent cette hypothèse.
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Thomas, Michel. "Transport de l'eau à travers une membrane perfluorosulfonique Nafion : relations avec la microstructure : développement de membranes composites à haute perméabilité aux gaz." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10174.
Abstract:
Les problemes de separation gazeuse sont actuellement au premier plan des preoccupations industrielles avec en particulier le sechage, la desacification et la deshydrogenation des gaz petroliers. La demarche scientifique fixee pour cette etude consiste a preciser les relations entre les parametres du tranport et la structure microscopique du polymere. La membrane perfluorosulfonique nafion et l'eau ont ete retenues comme systeme de depart. Nous avons developpe quatre types de mesure: i) mesure des coefficients dlu transport (permeabilite, diffusion, solubilite); ii) mesure des coefficients de self-diffusion en phase vapeur par utilisation de molecules marquees; iii) mesure directe des profils de concentration par diffusion de neutrons aux petits angles; iiii) mesure des parametres du transport hydraulique et osmotique. Pour les fractions volumiques en eau inferieures a 18% la diffusion a lieu dans un milieu multiphasqiue avec dispersion des zones ioniques hydratees diffusives dans la matrice organique. Le transport est regi par les processus superficiels et la relaxation du polymere. Pour les fractions volumiques en eau superieures a 18 % la percolation des clusters assure la realisation d'une phase continue diffusive. Dans ce cas, la relaxation du polymere est rapide et n'intervient pas sur la diffusion
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VAN, DORPE FRANCOIS. "Dinamyque d'une pollution d'aquifere alluvial : hierarchisation des mecanismes de transport de fluides non miscibles a l'eau ; cas d'un gazole et du trichloroethylene." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1997. http://www.theses.fr/1997STR13236.
Abstract:
Dans le but d'obtenir une meilleure apprehension des aspects fondamentaux lies a l'etude des mecanismes de pollution des eaux souterraines par des produits petroliers, il est indispensable de connaitre les processus physico-chimiques de transfert d'hydrocarbures dans l'eau ainsi que les phenomenes d'echanges liquide-solide et liquide-gaz pouvant accompagner le transport par l'eau des hydrocarbures a travers le milieu poreux souterrain. Les differents travaux sont menes sur modeles physiques de laboratoire et sur un bassin appele sceres de dimensions 25 m x 12 m x 3 m simulant un aquifere alluvial. Cet outil experimental a permis de rendre compte de l'influence significative d'une fluctuation du niveau piezometrique de la nappe sur la repartition du gazole en phase et par consequent sur le transfert de 12 constituants aromatiques du gazole en milieu poreux. D'autres parametres tels que la temperature ou le temps de contact, ayant une influence importante au laboratoire, n'affectent pas la dissolution du produit dans un cas reel de pollution tant leur variation ou leur role est faible. L'application de methodes de depollution induisent transitoirement une augmentation du transfert de polluant dissous dans la nappe en particulier lors d'une infiltration d'une solution de tensio-actifs. Ce phenomene est lie a la redistribution de la phase huile sous l'influence de la solution de tensio-actifs et a une solubilisation selective des hydrocarbures aromatiques les plus hydrophobes du gazole. Une approche mathematique grace a un modele hydrodynamique a permis de quantifier plusieurs parametres intervenant lors du transport de solutes. Pour le cas du trichloroethylene, des experimentations preliminaires ont ete menees en se referant a une importante bibliographie, et comparees a celles effectuees pour le gazole.
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Morillon, Raphaël. "Modifications de perméabilité cellulaire à l'eau liées au développement, au stress hydrique, et aux mutations." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES032.
Abstract:
Des mesures de perméabilité osmotique (Pos) ont été réalisées sur des protoplastes et des vacuoles isolés au moyen d'une technique mise au point au laboratoire. Les perméabilités sont obtenues à partir de l'observation en microscopie photonique de la cinétique des changements de volume des protoplastes ou vacuoles, consécutives à un changement rapide d'osmoticum. Nous avons mesuré Pos sur des protoplastes de racines de cultivars de blé, de colza ou de maïs à des stades de développement différents de la racine. Les valeurs mesurées ont permis de montrer que la perméabilité osmotique des protoplastes pouvait augmenter fortement en l'espace de 24 à 48 heures, ce qui suggérait la mise en place d'aquaporines au sein du plasmalemme. De même, des mesures réalisées sur des vacuoles ont montré que le tonoplaste était toujours très perméable. Une étude en présence de mercure a permis de montrer que Pos était diminuée par cet inhibiteur, indiquant la présence d'aquaporines vacuolaires. Nous avons étudié l'influence du stress hydrique sur la perméabilite osmotique de protoplastes de racine de cultivars de blé, de colza et de lin. En situation de stress, les valeurs de Pos sont augmentées pour les variétés sensibles alors qu'elles sont diminuées pour les variétés résistantes. De fortes valeurs de Pos ne semblent pas nécessaires pour permettre la croissance de la plante en situation de stress hydrique. Enfin, nous avons réalisé des mesures sur des protoplastes d'hypocotyle de mutants nains d'arabidopsis thaliana affectés dans la chaîne de biosynthèse du brassinolide. Les mesures de Pos en présence de ce régulateur de croissance ont permis de montrer que la croissance de la plantule pouvait être régulée par les flux d'eau trans-cellulaire de l'hypocotyle. L'ensemble de ces résultats souligne l'importance de la voie trans-cellulaire dans la régulation des flux d'eau dans la plante.
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Des, Bourdes-Courtadeur Caroline. "Etude du transport de l'eau dans un sol labouré : modélisation 2D de l'infiltration et de la redistribution dans un sol à structure hétérogène." Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2002. http://www.theses.fr/2002INAP0014.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier le transport de l'eau dans un sol limoneux présentant une structure hétérogène. Nous avons caractérisé les propriétés hydriques des volumes de sol identifiés par le profil cultural. Dans la même parcelle, l'infiltration et la redistribution d'une pluie marquée au bromure sont suivies. Les résultats montrent des différences de propriétés hydriques entre les zones poreuses et tassées dans la couche labourée. Le traçage de l'eau montre la présence de flux préférentiels le long des passages de roues et une quasi absence de flux dans les zones tassées. Les flux sont importants et très hétérogènes dans les zones poreuses de l'entre-roues. Nous avons modélisé les flux (HYDRUS-2D) en considérant la géométrie des volumes et leurs propriétés hydriques. Le modèle ne reproduise pas les flux de façon quantitative mais il les reproduit de façon qualitative. Les résultats montrent que la structure de l'horizon influe sur les pertes d'eau vers la profondeurThis work is a study of water transport in a loamy soil presenting an heterogeneous structure. We characterized the hydraulic properties of the various soil recognized thought the cultivation profile. In the same plot, the infiltration and redistribution of a bromide rain were measured. Hydraulic properties differed between compacted zones and porous zones, in the ploughed layer between the wheel tracks. The bromide tracing showed preferential flows located at the border of the wheel tracks, and very limited flow within the wheel tracks. Water flows were very heterogeneous in the ploughed layer between the wheel tracks and mostly concentrated within the porous zones. We tried to reproduce the water fluxes using HYDRUS 2D model by accounting for the geometry of the soil volumes and their hydraulic properties. Water fluxes were well reproduced qualitatively. The simulations showed that the structure of the tilled layer has an important effect on
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Cheng, Wei. "Fate and transport of quinolones at iron oxides/water interface." Thesis, Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2019. http://www.theses.fr/2019ENCR0058.
Abstract:
En raison de leur utilisation accrue, de nombreux contaminants émergents, comme les antibiotiques de type quinolone sont retrouvés dans l’environnement. Leur devenir étant fortement contrôlé par leur interaction avec surfaces minérales, cette thèse a eu pour objectif de comprendre et prédire l’adsorption de quinolones sur des minéraux dans des conditions environnementales variées (pH, salinité, présence de cations et d’anions naturels, etc…) et de développer des modèles de transport réactif. Une approche innovante a alors été développée, combinant des données cinétiques et thermodynamiques, des mesures spectroscopiques in situ et de la modélisation de la complexation de surface. Cette thèse est divisée en deux sections. La première a eu pour but de déterminer les mécanismes de complexation de quinolones sur des oxydes de fer (goethite et magnétite) dans des conditions réduites et dans l’eau de mer. La stœchiométrie de la magnétite (Fe(II)/Fe(III)) s’est avéré être un facteur majeur de contrôle de l’adsorption de l’acide nalidixique (NA). Les effets compétitifs et coopératifs de différents ions présents dans l’eau de mer ont pu être prédits avec précision en réacteur fermé et en colonne (conditions de flux). La deuxième partie de la thèse s’est penchée sur les interactions entre goethite avec des ligands ubiquistes dans l’environnement, comme la matière organique naturelle (MON), et leur impact sur le transport de quinolones. L’adsorption de NA sur la goethite en présence et en l’absence de MON, ainsi que le fractionnement de la MON, ont été étudiés en colonne. Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre et prédire le devenir des quinolones dans l’environnementDue to their extensive use, many emerging contaminants, such as quinolone antibiotics, are released to the environment. Because their environmental fate is largely controlled by their interaction with mineral surfaces, such as iron oxides, this thesis aimed to assess quinolones adsorption onto minerals under environmental relevant conditions (pH, ionic strength, presence of ubiquitous cations and anions, etc.) and develop reactive transport models. To address these issues, an innovative approach combining kinetic and thermodynamic data, in situ spectroscopic measurements and surface complexation modeling, was proposed. This thesis manuscript consists of two parts. The first part investigated the binding mechanisms of quinolones onto iron oxides (goethite and magnetite) under reducing or seawater conditions. Considerable impact of the magnetite stoichiometry (Fe(II)/Fe(III)) on its sorption capability towards nalidixic acid has been demonstrated. Competitive and synergetic effects of different seawater ions on quinolone adsorption to goethite were accurately predicted under static and water saturated flow-through conditions. The second part investigated the interactions of goethite with naturally occurring ligands such as natural organic matter (NOM) and their impacts on the mobility/transport of quinolones. Interactions of NOM and goethite and effects on the surface hydrophilicity were first investigated. Then, nalidixic acid adsorption to goethite and to NOM-covered goethite and NOM fractionation were examined under flow-through conditions. These results may have important implications for assessment and prediction of the fate of quinolones antibiotics in the environment
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Millet, Pierre. "Modélisation du transfert et du transport de composés organiques des matériaux dans l’eau potable : Applications aux réseaux d’eau intérieurs." Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2017. http://www.theses.fr/2017ENCR0039.
Abstract:
Le Code de la Santé Publique fixe les exigences sur la qualité de l’eau au point d’usage et les matériaux utilisés au contact de l’eau sont soumis à l’obtention d’une Attestation de Conformité Sanitaire. Toutefois des cas de dégradation organoleptique de l’eau subsistent aux points d’usage des consommateurs. Une revue bibliographique a montré que la dégradation organoleptique de l’eau pouvait être causée par la présence de composés provenant des matériaux organiques constituant les réseaux intérieurs. Un modèle à compartiments développé modélise le transfert et le transport des composés organiques des matériaux dans l’eau. Ce type d’approche permet de coupler l’étude du transfert de composés organiques des matériaux dans l’eau et l’étude de l’hydrodynamique dans les réseaux intérieurs. Son application donne la possibilité i)- d’observer l’impact des conditions opératoires dynamiques sur la concentration en composés organiques au point de puisage ii)- de réaliser des diagnostics de réseaux pour éviter les désagréments au point d’usage et encore iii)- de quantifier les composés organiques acheminés au point d’usage dans des scénarios de puisage complexes. L’étude du transfert de composés organiques en condition dynamique a permis de montrer que la température de l’eau, l’agitation turbulente et la durée d’utilisation du matériau organique avaient un impact sur les cinétiques de migration de composés organiques. Toutefois, les expériences réalisées à l’aide du modèle à compartiments ont indiqué que la contribution de la migration en mode dynamique était négligeable devant la contribution en mode statique. En revanche, il a été vu que l’hydrodynamique pouvait avoir un impact important sur la qualité de l’eau au point de puisage notamment à cause de phénomène d’intercommunication. Enfin, l’élaboration de scénarios complexes basée sur les habitudes alimentaires des consommateurs au robinet a montré la corrélation entre les pratiques de consommation des usagers et la quantité de composés organiques ingérée. Cette démarche peut s’inscrire dans des approches de type Valeur Toxicologique de Référence basées sur la prédiction de la quantité de composés chimiques ingérés quotidiennementThe French Public Health Code sets out the requirement on tap water quality and the materials used in the contact of drinking water are subject to the Attestation of Sanitary Conformity. However, organoleptic degradation can remain in tap water. A bibliographic study has shown that organoleptic degradation could be caused by the presence of chemicals migrating from materials and by complex hydrodynamic phenomenon. A compartmental model has been developed. It models the transfer and the transport of chemicals from materials to water. This approach allows to combine the study of transfer of chemical from the material and the study of hydrodynamics in private water installations. It provides the opportunity i)- to observe the impact of dynamic operating conditions on the concentration of chemicals in tap water ii)- to make diagnostics of the installation to avoid disagreements and iii)- to study the quantity of chemicals deliver in tap water in function of consumption habits of the users. The study of chemicals transfer phenomenon in dynamic conditions has shown the impact of water temperature, turbulent agitation and duration of the use of materials on migration kinetics of chemicals. However, the experiences made with compartmental model have indicated that the leaching of chemicals in dynamic conditions was negligible compared with the leaching of chemicals in static conditions. Indeed, the static contact time is far more important that the dynamic one. However, it has been shown that the hydrodynamics could have a significant impact on tap water quality, particularly due to exchanges between different parts of the networks. Finally, the complex scenario development based on consumption habits of the users have shown that the quantity of chemicals ingest by the consumers were strongly dependant of the consumption behaviour of the users. The approach could be a part of a process like the threshold of toxicological concern based on the prediction of the daily quantities of chemicals ingest
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Leoni, Nadine. "Amélioration du traitement de clarification. Contribution à l'étude des mécanismes de coagulation d'eaux douces et peu turbides par le fer(III) et d'un procédé de floculation lestée." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT036G.
Abstract:
Apres une synthese bibliographique, associee a une caracterisation des eaux brutes, l'auteur presente un bilan du fonctionnement de l'usine. L'influence des parametres physico-chimiques de ces eaux tres douces et peu turbides sur la coagulation des m. E. S. Par fecl#3 est ensuite systematiquement etudiee. En utilisant la methodologie de la recherche experimentale une etude quantitative de facteurs est realisee. Pour ce type d'eaux, la teneur en ions hydrogenocarbonates est le facteur le plus important pour la determination de la dose en coagulant a l'optimum de coagulation floculation. L'analyse des efficacites de traitement obtenues pour des essais realises sur des eaux de tac croissant, avec ou sans recyclage de boues, a amene a emettre des hypotheses sur le mecanisme de nucleation du solide fe(oh)#3. Si le tac est faible (inferieur a 3 f), la nucleation est a dominante heterogene ; dans ce cas l'efficacite d'abattement de la turbidite ramenee a la quantite de fer(iii) ajoutee est maximale. Si le tac est plus eleve, cette nucleation est plutot de type homogene. Les agregats ou flocs generes par coagulation floculation sont constitues de ferrihydrites amorphes (feo#x(oh)#3#-#2#x #a#m) dont le vieillissement conduit a la formation d'akaganeite. Le taux de coagulant est ensuite modelise par un polynome de degre deux en fonction de termes relatifs a l'influence de la turbidite, du tac, de la temperature et de certaines de leurs interactions. L'equation obtenue est utilisee lors de la recherche de conditions operatoires pour le fonctionnement d'un pilote de floculation lestee. L'auteur presente un mecanisme d'intervention des trois reactifs fecl#3, polyelectrolyte anionique, sable sur les m. E. S. Des eaux
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El, Aiba Farah. "Propriétés complexantes d'une macromolécule naturelle, un acide fulvique, vis à vis du proton et du plomb en eau douce." Paris 5, 1988. http://www.theses.fr/1988PA05P628.
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Paquin, Mathieu. "Compréhension des problèmes de gestion de l'eau et de transport de masse dans une micropile à combustible à membrane de polymère fonctionnant en convection naturelle." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5321.
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Rault-Doumax, Sébastien. "Contribution à l'aide à la gestion de crise en cas de rejet accidentel dans un canal : application aux produits miscibles dans l'eau." Aix-Marseille 1, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX11037.
Abstract:
Le retour d'expérience rapporte de nombreux accidents de transport de matières dangereuses qui, souvent exempts de victimes, polluent l'environnement. Lorsqu'un tel accident survient, les efforts reposent essentiellement sur les Sapeurs-pompiers, assistés d'autorités compétentes, qui ont la charge de la gestion de crise. C'est ainsi qu'est né SIGAPOL : Système d'Information Géographique Appliqué aux POLlutions accidentelles des cours d'eau. Ce système, destinée aux Sapeurs-pompiers, est une plate-forme intégrant des nouvelles technologies avec pour objectif l'aide à la décision en cas de pollutions accidentelles des cours d'eau. Le SIGAPOL repose sur un Système d'Information Géographique combinant des bases de données pertinentes et un code de calcul des prévisions des pollutions. Ce dernier, principal objet de la thèse, repose sur des modélisations performantes issues de la littérature scientifique et validées par des expériences menées parallèlement en laboratoire et sur site réelThe accidents of hazardous goods transportations occur each year. Fortunately, most of them, do not cause victims but they often pollute environment. When an accident happens, the efforts rest essentially on Fire brigade assisted by competent authorities. So SIGAPOL was born: Geographic Information System applied to the accidental pollutions of streams. This system is a platform which integrates new technologies with the aim to support decision in case of accidental pollution of streams intended for the main actor of the crisis: the Fire brigade. The SIGAPOL is based on a Geographical Information System composed of data bases and computer calculation to assess pollution. This simulation module is the most important work of this PhD. It consists of powerful modellings resulting from the literature scientific and checked by experimental studies carried out in open-channel in laboratory and real site
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Guibaud, Gilles. "Etude physico-chimique du transport de l'aluminium dans les sols limousins, essai de modélisation." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0023.
Abstract:
Afin d'etudier l'impact de la sylviculture intensive sur la pollution des eaux du limousin par les ions aluminium, les horizons a, b (b superieur) et c, d'un sol brun acide, (plante de chataigniers, de douglas jeunes et ages) ont ete selectionnes et caracterises. Une methode de dosage selective des formes monomeres toxiques de l'aluminium a ete utilisee. La culture de douglas entraine une modification importante des caracteres pedologiques du sol surtout au niveau des horizons superieurs (a et b ou b sup), ainsi qu'une transformation de la speciation de l'aluminium vers des formes plus mobiles. Le risque de contamination des eaux limousines par l'aluminium a ete evalue a partir d'experiences en reacteurs discontinus et en colonnes. Les experiences dans l'eau distillee montrent que les quantites d'aluminium relargue sont en correlation, pour les horizons a et b sup avec les taux d'aluminium lie a la matiere organique et pour les horizons b et c avec le taux de matiere organique et le ph de l'horizon. Si l'adsorption des ions aluminium sur les sols est classiquement de type chimique, il existe parallelement une adsorption de type physique qui coexiste au niveau des horizons a et b sup par l'intermediaire d'un complexe matiere organique- aluminium forme en solution. La modification de facteurs physico-chimiques (matiere organique dissoute, ph et force ionique) peut entrainer une augmentation des concentrations d'aluminium relargue. Les phenomenes impliques semblent provenir d'une dissolution supplementaire de l'aluminium par la mod et les protons et d'une reaction d'echange entre le cation qui impose en partie la fi de l'aluminium du sol. Le vieillissement des resineux et l'augmentation des surfaces cultivees representeraient un danger d'acidification et de pollution par les ions aluminium des eaux de surface peu mineralisees du limousin. L'impact au niveau des eaux souterraines est plus difficile a evaluer
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Fauchereau, Nicolas. "Transport, bilan et cycle de l'eau atmosphérique en Afrique australe : mise en relation avec la variabilité de la température de surface de mer dans l'hémisphère sud." Dijon, 2004. http://www.theses.fr/2004DIJOLA07.
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Klepikova, Maria. "Imaging of fractured rock properties from flow and heat transport : field experiments and inverse modelling." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00865302.
Abstract:
La caracterisation de l'agencement spatial des proprietes hydrauliques est essentielle pour predire les ecoulements et le transport des solutes dans les milieux heterogenes. Les methodes de tomographie hydraulique, principalement developpees pour estimer les proprietes des milieux poreux, n'ont qu'une faible r'esolution spatiale qui ne reflete pas la vraie heterogeneite des distributions de fractures des milieux fractures. Le principal objectif de cette these est de developper une nouvelle methode d'inversion specifique pour imager les proprietés hydrauliques et de transport des milieux fractures a l'echelle du site. Pour atteindre ces objectifs, des experiences in situ ainsi qu'une nouvelle approche de modelisation inverse sont proposees, notamment en utilisant la temperature comme marqueur des ecoulements. Nous proposons tout d'abord la tomographie d'ecoulement bas'ee sur des tests s'equentiels de debimetrie entre puits, comme une nouvelle approche pour caracteriser la connectivit'e des fractures ainsi que leur transmissivite. A partir de simulations numeriques reproduisant des cas d'etudes synth'etiques, nous montrons que l'approche par tomographie r'eduit significativement l'incertitude sur les parametres estimes, et fournit une caracterisation detaillee du reseau de fracture sans requerir a l'utilisation d'obturateurs hydrauliques. Nous montrons ensuite comment les mesures de temperature peuvent etre utilisees pour quantifier les ecoulements dans les milieux fractur'es. Le grand int'erˆet d'utiliser la temperature est d'obtenir facilement et de facon continue en puits des profils de temp'erature. En utilisant un mod'ele numerique d'ecoulement et de transfert de chaleur a l'echelle du puits, une methode d'inversion pour estimer les vitesses d'ecoulement dans le puits 'a partir des donnes de temperature est proposee. Nous couplons ensuite les deux approches presentees precedemment dans une nouvelle approche experimentale consistant en des enregistrements sequentiels de temperature dans un puits dans des conditions de pompage entre puits. L'application de cette approche de tomographie en temperature sur le site de Stanger Brune montre des resultats encourageants pour l'identification du reseau global de connectivite et des zones d'ecoulement principales. Enfin, nous discutons de l'interet d'utiliser la chaleur comme traceur par rapport 'a l'utilisation de traceurs classiques. Nous montrons que realiser des tests de tracage thermiques en milieu fracture fournit des contraintes supplementaires importantes sur les propri'et'es de transport du milieu.
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Lavastre, Véronique. "Evénements sédimentaires, diagénétiques et post-diagénétiques dans la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (Bassin de Paris, France) : enregistrement isotopique des minéraux et de l'eau porale." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077103.
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Le, Couviour Karine. "La responsabilité civile à l'épreuve des pollutions majeures résultant du transport maritime /." Aix-en-Provence : Presses universitaires d'Aix-Marseille, 2007. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb41216121v.
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Colinart, Thibaut. "Gestion de l'eau et performances électriques d'une pile à combustible : des pores de la membrane à la cellule." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL039N/document.
Abstract:
Cette thèse apporte des éléments sur la compréhension de la gestion de l'eau et de ses effets sur les performances électriques d'une PEMFC au moyen de modélisations multi-échelle des transferts. Une analyse du transport couplé de charges et de matière dans les pores de la membrane est proposée. La présence d'eau liquide est prise en compte dans les GDL (écoulements diphasiques) et les couches actives (noyage). Le couplage de ces modèles à une description des transferts de matière le long des canaux d’alimentation permet de mettre en évidence une répartition non-uniforme des concentrations en eau, des flux et donc de la densité de courant. Les résultats numériques sont comparés à des données expérimentales (coefficient de partage de l'eau et performance électrique locale) obtenues au laboratoire sur deux piles. Ceci permet de valider les modèles de fonctionnement du cœur de pile et d'alimenter la réflexion sur la connaissance et la modélisation des transferts d'eau dans le cœur de pileThis works contributes to the understanding of water management of polymer electrolyte membrane fuel cell and of its links with the electrical performances. More specifically, the manuscript deals with the multi-scale modelling of transport phenomena. An analysis of coupled mass and charge transfer in the pores of a polymer membrane is presented. The presence of liquid water is considered in the GDL (two-phase flow) and in the active layers (flooding). The description of these phenomena is associated with that of gas depletion along the bipolar plate channels. This allows to emphasize the non-uniformity of water concentration, of the fluxes and as a consequence, of current density. The numerical results are compared with experimental data (water transport coefficient, local electrical performances) measured on two different fuel cells. This comparison validates at least partially the numerical models and provides further information for the analysis of water management within PEMFC
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Sboui, Amel. "Quelques méthodes numériques robustes pour l'écoulement et le transport en milieu poreux." Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00284856.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est de modéliser et de développer des outils numériques adaptés à l'étude de l'écoulement des eaux souterraines ainsi que la propagation des polluants en milieux poreux. La motivation de ce travail est un benchmark du GDR Momas et de l'Andra pour la simulation de la propagations 3-D des radionucléides autour d'un stockage profond de déchets nucléaires. Premièrement on a construit une nouvelle méthode d'éléments finis mixtes sur un maillage formé d'hexaèdres généraux. La convergence de la méthode est prouvée et confirmée par des tests numériques. Deuxièment, nous présentons une méthode de discrétisation en temps pour une équation d'advection telle que des pas de temps différents sont utilisés dans différents sous-domaines afin de prendre en compte les hétérogèneités.Enfin une méthode numérique pour le calcul de transport de contaminants est proposée. Les techniques précédentes sont implémentées en 3-D et des résultats numériques sont présentés sur le benchmark 3-D champ lointain du GDR Momas et de l'Andra.
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Plante, Ianik. "Développement de codes de simulation Monte-Carlo de la radiolyse de l'eau par des électrons, ions lourds, photons et neutrons applications à divers sujets d'intérêt expérimental." Thèse, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4292.
Abstract:
Water is a major component of living organisms, which can be 70-85% of the weight of cells. For this reason, water is a main target of ionizing radiations and plays a central role in radiobiology. Heavy ions, electrons and photons interact with water molecules; mainly by ionization and excitation. Neutrons interact with water molecules by elastic interactions, which generate recoil ions that will create ionizations and excitations in water molecules. These fast events (~10[superscript -12] s) lead to the formation of Reactive Oxygen Species (ROS). The ROS, in particular the hydroxyl radical (¨OH), interact with neighbour molecules such as proteins, lipids and nucleic acids by chemical interaction. Microbeams can irradiate selectively either the external membrane, the cytoplasm and the cell nucleus. These studies have shown that cell survival is greatly reduced when the nucleus is irradiated, but that this is not the case when cytoplasm or cell membrane is irradiated. Thus, DNA is a very sensitive site to ionizing radiation and ROS. For this reason, DNA has long been considered the most important molecule to explain radiobiological effects such as cell death. However, this concept has been challenged recently by new experimental results that have shown that cells which have not been directly in contact with radiation are also affected. This is called the bystander effect. Further studies have shown that a group of cells and their environment reacts collectively to radiation. A hypothesis put forward to explain this radiobiological phenomenon is that a irradiated cell will secrete signalling molecules that will affect non-irradiated cells. The implicated phenomenon and molecules are poorly understood at this moment. The purpose of this work is to improve our comprehension of the phenomenon in the microsecond that follows the irradiation. To these ends, a new Monte-Carlo simulation program of water radiolysis by photons has been generated. For photons of energy <2 MeV, they interact with water mainly by Compton and photoelectric effects, which create energetic electrons in water. The created electrons are then followed by our existing programs to simulate the radiolysis of water by photons. Similarly, a new code has been built to simulate the neutrons interaction with water. This code simulates the elastic collisions of a neutron with water molecules and calculates the number and energy of recoil protons and oxygen ions. The main part of this Ph.D. work was the generation of a non-homogeneous Monte-Carlo Step-By-Step (SBS) simulation code of non-homogeneous radiation chemistry. This new program has been used successfully to simulate radiolysis of water by ions of various LET, pH, ion types ([superscript 1]H[superscript +], [superscript 4]He[superscript 2+], [superscript 12]C[superscript 6+]) and temperature. The program has also been used to simulate the dose-rate effect and the Fricke and Ceric dosimeters. More complex systems (glycine, polymer gels and HCN) have also been simulated.
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Branca, Marlène. "Synthèse de nanomatériaux hybrides à base de fer et de bismuth & études des propriétés physiques." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30018.
Abstract:
Le présent manuscrit traite de l'élaboration de nanoparticules (NPs) monométalliques de Bismuth et de Fer ainsi que de l'association de ces deux éléments en NPs bimétalliques. Le choix de ces deux métaux est motivé par deux domaines d'applications, l'Energie et le Biomédical. Dans le but d'étudier les propriétés physiques d'une assemblée de nano-objets de Bismuth, le premier chapitre de ce manuscrit porte sur l'élaboration de NPs de diamètre inférieur à 10 nm. Deux voies de synthèse sont développées, mettant en jeu la réduction d'un complexe de Bismuth à température ambiante via un réducteur fort, le radical anion du naphtalène & à haute température via un réducteur doux, l'hexadecylamine. Les mécanismes réactionnels impliqués dans la formation des NPs de Bismuth ainsi que leur chimie de surface sont étudiés par spectroscopie Infra-Rouge (IR), Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), Diffusion des Rayons X aux grands angles (WAXS) & Absorption des Rayons X (XAS). Les propriétés physiques des NPs sont appréhendées par l'étude de leurs propriétés de transport électronique et de leurs propriétés d'atténuation des rayons X. Le deuxième Chapitre est consacré à la synthèse de NPs de Fer dans les mêmes conditions de réduction. Le comportement magnétique des NPs obtenues, de taille inférieure à 2 nm et de structure polytétraédrique, est décrit. Finalement, une étude modèle, portant sur le transfert dans l'eau de NPs de Fer de 13 nm de diamètre et sur l'étude de leurs propriétés de relaxivité y est rapportée. Le dernier chapitre ouvre vers le développement d'agents de contraste bimodaux, notamment des sondes alliant les propriétés magnétiques du Fer pour l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) et la forte Atténuation des Rayons X du Bismuth pour l'imagerie par Rayons X. Une méthode de synthèse de NPs cœur-coquille de Bi@Fe de 25 nm est décrite. Des études de spectroscopie RMN, WAXS, HRTEM & Spectroscopie Mössbauer permettent une approche du mécanisme complexe de cette réaction. De premiers tests qualitatifs en IRM & Atténuation des rayons X ouvrent de belles perspectives pour ce type de sondes bifonctionnelles dans le domaine médicalThis manuscript reports the design of Bismuth & Iron monometallic nanoparticles (NPs) and their combination in bimetallic NPs. The choice of these metals is motivated by potential applications in Energy & Biomedical fields. In order to study the physical properties of an assembly of Bismuth NPs, the first chapter of this thesis is focused on the synthesis of Bismuth NPs below 10 nm size-diameter. A Bismuth complex is reduced by a strong reducing agent, the naphthalenide radical anion, at low temperature or by a soft reducing agent at high temperature, an alkylamine. Infra-Red spectroscopy (IR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Wide Angle X-ray Scattering (WAXS) & X-Ray Absorption (XAS) are used to understand the mechanisms of the reaction & the surface chemistry of the Bismuth NPs. The second chapter is devoted to the synthesis of Iron NPs by the same reduction methods. The magnetic properties of the NPs obtained, with sizes below 2 nm and polytetrahedral structure, are described. A model study based on the transfer into water of 13 nm large Iron NPs is described, and their relaxometric properties are reported. The last chapter opens the way to multimodal contrast agents, combining the magnetic properties of Iron for Magnetic Resonance Imaging (MRI) & X-Ray Absorption properties of Bismuth for X-Ray imaging. A synthesis method affording 25nm size-diameter core-shell Bi@Fe NPs is developed. The mechanism of the reaction followed by NMR, TEM, WAXS & Mössbauer spectroscopy reveals the multiple steps of the formation of the NPs. First qualitative MRI & X-Ray attenuation tests open interesting perspectives for such bimodal probes in nanomedicine
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Rodrigues, Stéphane. "Dynamique sédimentaire et végétation : évolution de chenaux fluviatiles en Loire moyenne (France)." Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR4016.
Abstract:
L'étude hydro-sédimentaire d'un chenal secondaire végétalisé de la Loire (Bréhémont, France) montre une forte dynamique sédimentaire dans sa zone amont et un fonctionnement asymétrique à l'aval : les sédiments transitent dans les zones nues alors que l'archivage domine dans les zones colonisées. Localement, la végétation influence vitesses et directions de courant et, ainsi, le dépôt des sédiments. Des modèles de fonctionnement sont proposés. Pour les crues modestes, les retouches morphologiques mineures traduisent un faible apport sédimentaire depuis le chenal principal. Lors des crues fortes, (1) l'apport sédimentaire marqué depuis la Loire permet l'approvisionnement de zones de stockage (seuils, barres), (2) les massifs végétaux influencent vitesses et directions de courant. Les ligneux favorisent le dépôt et la fixation de sédiments mais aussi l'érosion en périphérie. L'exhaussement des zones colonisées exerce une rétroaction sur les courants et le transport solideHydrological and sedimentological investigations were carried out on a vegetated secondary channel of the Loire River (Bréhémont, France). Sediment dynamics is important in the upstream part of the channel while an asymmetrical behaviour is noted in the downstream part : sediment by-passing in the bare areas contrasts with particle retention in the vegetated parts. Locally, flow velocities, directions and sediment deposition are influenced by vegetation. Models of evolution are discussed. During moderate floods, reduced redistributions indicate poor sedimentary supply from the mean channel. During intense floods (1) high quantities of sediments delivered by the mean channel allows the feeding of riffles and bars, (2) vegetation bands influence flow velocities and directions. Deposition and retention of sediment are induced by these bands while erosion is important in their periphery. Accretion in the vegetated areas exerts a feedback control on flow and sediment transport
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Berrod, Quentin. "Relation structure - transport dans des membranes et matériaux modèles pour pile à combustible." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00981913.
Abstract:
L'optimisation des performances d'une pile à combustible (PEMFC) requiert la compréhension microscopique des mécanismes de transport de l'eau et du proton confinés au sein de la membrane électrolyte polymère. La membrane est un matériau nanostructuré chargé, caractérisé par une dynamique de l'eau et du proton complexe et multi-échelle étroitement corrélée à la morphologie confinante. Nous nous sommes intéressés à la relation structure - transport dans i) L'Aquivion, un ionomère perfluorosulfonique récent présentant de bonnes performances en pile, ii) des systèmes " modèles " auto-assemblés de tensioactifs perfluorés formant des phases lamellaires et hexagonales et iii) une nouvelle membrane hybride préparée par dopage en tensioactif. La nano-structuration des différents systèmes a été étudiée par diffusion de rayonnement (X et neutrons), pour caractériser l'évolution de la structure (géométrie de la matrice hôte, taille de confinement) avec l'hydratation. Ensuite, nous avons sondé la dynamique de l'eau à l'échelle moléculaire (de la picoseconde à la nanoseconde) par diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) et à l'échelle micrométrique par RMN à gradients de champs pulsés. La comparaison membranes commerciales / systèmes modèles permet de discuter l'impact de la connectivité, du confinement et de la géométrie sur le transport ionique. Enfin, des membranes hybrides à fort potentiel ont été obtenues par dopage du Nafion et de l'Aquivion avec des tensioactifs. Ces nouveaux matériaux ouvrent une voie prometteuse pour la préparation de membranes polymères fortement anisotropes avec des chemins de conduction préférentiellement orientés.
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Goeury, Cédric. "Modélisation du transport des nappes d'hydrocarbures en zone continentale et estuarienne." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1131/document.
Abstract:
L'application de la Directive Cadre sur l'Eau et l'obligation de surveillance de la qualité d'eau pour la consommation humaine et les activités récréatives ou industrielles, telles que la production d'eau potable, entraînent une forte demande pour des systèmes d'évaluation et de suivi de la qualité de l'eau. Le projet de recherche MIGR'HYCAR (http://www.migrhycar.com) a donc été mis en place pour répondre à un besoin opérationnel et à un défaut d'outils d'aide à la décision adaptés face aux déversements d'hydrocarbures en eaux continentales (rivières, lacs et estuaires) qui représente plus de 50% des déversements accidentels en France. Au cours du projet de recherche MIGR'HYCAR, un modèle mathématique de dérive de nappe d'hydrocarbures, composé d'un modèle lagrangien couplé à un modèle eulérien, a été développé dans la plate-forme hydro-informatique TELEMAC (http://www.opentelemac.org). Le modèle lagrangien décrit le mouvement de la nappe en surface en considérant celle-ci comme un ensemble de particules. Ainsi le modèle développé est capable de modéliser les principaux phénomènes agissant sur une nappe d'hydrocarbures une fois celle-ci déversée : convection, diffusion, échouage, re-largage, étalement, évaporation, dissolution et volatilisation. Bien que le phénomène de dissolution ne concerne qu'un très faible volume d'hydrocarbures, ce processus peut avoir des conséquences importantes du point de vue de la toxicité. Afin de suivre l'évolution du pétrole dissous, un modèle eulérien de suivi de traceurs a été adopté. La quantité de traceur dépend directement de la masse dissoute des particules lagrangiennes. Cette approche permet le suivi des hydrocarbures dissous dans la colonne d'eau. Des cinétiques effectuées en laboratoire ont pour but la calibration du modèle numérique. En complément de cas tests issus de la littérature et de cas réels, des résultats expérimentaux issus d'expérimentations effectuées en canal d'essai doivent permettre de vérifier et valider la qualité des simulations numériques sur des situations où les conditions ne sont que partiellement contrôléesThe application of the European Water Framework Directive on water quality for human consumption and industrial activities creates a need for water quality assessment and monitoring systems. The MIGR'HYCAR research project (http://www.migrhycar.com) was initiated to provide decisional tools for risks connected to oil spills in continental waters (rivers, lakes and estuaries), which represent more than 50% of accidental spills in France. Within the framework of this project, a new numerical oil spill model has been developed, as part of the Telemac hydro-informatics system (see: (http://www.opentelemac.org), by combining Lagrangian and Eulerian methods. The Lagrangian model describes the transport of an oil spill near the free surface. The oil spill model enables to simulate the main processes driving oil plumes: advection, diffusion, oil beaching, oil re-floating, evaporation, dissolution, spreading and volatilization. Though generally considered as a minor process, dissolution is important from the point of view of toxicity. To model dissolved oil in water, an Eulerian advection-diffusion model is used. The fraction of dissolved oil is represented by a passive tracer. This approach is able to follow dissolved hydrocarbons in the water column. Laboratory experiments were conducted to characterise the numerous kinetics of the processes listed above. In addition, meso-scale dynamic experiments in artificial channels and test cases derived from the literature are used to validate the numerical model
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Luu, Thi Nguyet Minh. "Transport de matières et qualité des eaux dans le continuum du bassin du Fleuve Rouge au Delta : bilan et modélisation." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066303.
Abstract:
L’objectif de ce travail est d’analyser les contributions du basin amont du Fleuve Rouge au delta et d’étudier les transformations et rétentions de matière au sein du delta. Le bilan hydrologique a été établi pour les 2 années 1996 et 2006, le DFR peut exporter annuellement 100 à 140 km3 d’eau à la mer. Des bilans agricoles ont été établis pour les 5 sous-bassins, en termes de flux entrant et sortant de matière en suspension et de nutriments, de la production agricole et de consommation. Le bassin amont exporte 160. 106 kgN/an vers le delta, le flux de nutriments exporté à l’exutoire du delta est seulement de 130. 106 kgN/an, ce qui indique un taux de rétention de 43% pour azote. Le flux de phosphore à l’exutoire du delta est 32. 106 kgP/an, ce qui représente une rétention de 50%. Par contre la rétention de silice est faible, de l’ordre de 8% par an. Les valeurs de N-ICEP (-10. 2 kgC/km²/jour) and the P-ICEP (-19. 9 kgC/km²/jour) diminuent par rapport à l’amont du delta, montrant un effet bénéfique du delta par rapport à l’eutrophisation; de plus avec de valeurs qui diminuent à l’exutoire du delta au dessous du zéro, les risques d’eutrophication des zones côtières seraient limités. L’implémentation du modèle Rivertrahler pour le système Nhue – Day permet de calculer les variations géographiques et saisonnières du débit, de la qualité de l’eau et du fonctionnement écologique du réseau hydrographique. Le modèle a été validé pour ces trois années 2006, 2007 et 2008. Le modèle a enfin été utilisé pour explorer divers scénarios de possibles changements futurs du delta concernant l’usage du sol et l’agriculture, la population et son régime alimentaire et sa gestion des eaux usées.
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Mazoyer, Camille. "Modélisation des flux et du transport de polluants en rade de Toulon." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0005.
Abstract:
Cette thèse s'est intéressée aux processus hydrodynamiques dans une baie semi-fermée telle que la Rade d Toulon et leurs importances pour la dispersion de contaminants dissous. Pour cette étude, une configuration à très haute résolution (100 m de résolution spatiale) nommée TBAY100, basée sur le modèle de circulation océanique MITgcm a été mise en place. Un emboîtement multi-modèle a été effectué pour arriver à une telle résolution, en partant d'une configuration NEMO-GLAZUR64 à 1.3 km de la Méditerranée Nord-Occidentale puis NEMO-NIDOR à 400 m du littoral Varois pour forcer correctement les frontières de TBAY100. Dans un premier temps, une analyse mathématique a permis de quantifier les échanges d'énergie pour un système simplifié pour ensuite étendre cette réflexion à la Rade de Toulon et mieux comprendre les échanges aux frontières ouvertes du domaine. Cette configuration a été ensuite validée avec diverses observations dont des données d'ADCP et des trajectoires de flotteurs qéolocalisables dérivants. Des schémas de circulation typiques dépendant des conditions hydrodynamiques et météorologiques ont été dégagés. Dans un deuxième temps, nos recherches se sont portées sur les processus de distribution de polluants en s'appuyant sur des prélèvements chimiques, principalement le cuivre relargué par les peintures-antifouling. Les hypothèses de contamination (sources et taux) ont fait l'objet d'un travail collaboratif avec une équipe de chimie. Le transport des contaminants a été analysé à l'aide de traceurs passifs implémentés dans TBAY100 et a abouti à 4 schémas de dispersion de polluants indiquant un export soit vers le Courant Nord, soit vers le Parc National Marin de Port-Cros, ainsi qu'une rétention des polluants dans la Grande Rade de Toulon. Cette maquette pourra avoir d'autres applications sociétales importantes puisqu'elle peut servir d'outil de prédiction de courants et de dispersion de contaminant dans la Rade de ToulonThis doctoral research aim was to study hydrodynamic processes in a semi-enclosed bay such as the Toulon bay and their importance for the dispersion of dissolved contaminants. For this study, a YfilY high resolution (100 m spatial resolution) configuration named TBAY100, based on the MITgcm ocean circulation model, was implemented. A multi-model nesting was carried out ta work at such a resolution, starting from a 1.3 km NEMO-GLAZUR64 configuration of the North-Western Mediterranean then a 400 m NEMO-NIDOR configuration of the Var coastline ta correctly force the TBAY100 boundaries. Firstly, a mathematical analysis aimed to guantify energy exchanges for a simplified system then this analysis has been extended ta the Toulon bay to better understand the exchanges at the domain open boundaries. This configuration was then validated with various observations inoludin ADCP data and driftin eolocalisable
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Maldonado, Sánchez Libeth. "Experimental characterization of water sorption and transport properties of polymer electrolyte membranes for fuel cells." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0146/document.
Abstract:
L'objectif général de cette thèse de doctorat est de caractériser les propriétés de membranes PFSA de type Nafion N115 et Nafion NRE212 en termes de sorption d'eau, de propriétés de transport et de propriétés mécaniques, sur une large gamme de conditions expérimentales. Nous avons réalisé de très nombreuses mesures afin de comparer les résultats avec les données de la littérature, souvent dispersées. Des protocoles simples et reproductibles nous ont permis de mesurer les propriétés des membranes et d'étudier l'influence de certains paramètres sur leur variation. Les échantillons ont par exemple été séchés à différentes températures et nous avons étudié l'effet de ce prétraitement thermique sur la capacité de sorption, les propriétés de transport et les propriétés mécaniques. Les membranes Nafion ont également été exposées à une température modérée (60°C - 80°C) et à une humidité relative constante (RH = 0.3 à 0.95) pendant plusieurs semaines, conditions à l'origine d'un phénomène dit de "vieillissement hygrothermique" qui affecte leur capacité de sorption et leur conductivité protonique. De tels effets ont été observés mais ils se sont révélés réversibles et sans conséquences notables en terme de performances une fois les membranes utilisées en pile à combustible. Nos résultats peuvent être utilisés dans des études impliquant le transport et la gestion de l'eau dans les piles à combustible ainsi que leur durabilité, en particulier pour de la simulation numérique ou de la modélisation. Plus fondamentalement, ils peuvent aider à comprendre la thermodynamique de sorption et les phénomènes de transport dans les membranes PFSAThe overall aim of this PhD thesis was to characterize the properties of commercial Nafion N115 and Nafion NRE212 membranes in term of water sorption, transport, and mechanical properties over a wide range of experimental conditions. Because of the high dispersion of the data in the literature, our primary objective was to gather a comprehensive set of experimental measurements and to compare them with published results. Simple and reproducible protocols allowed us to measure the membrane properties over a wide range of experimental conditions and to study the influence of certain parameters on their evolution. For example, the samples were heat-treated at different temperatures and the effect of thermal history on water sorption, transport and mechanical properties was investigated. Nafion membranes were also exposed to moderate temperature (60°C - 80°C) and constant relative humidity (RH = 0.3 to 0.95) for long periods of time, which is known to cause a so-called ?hygrothermal aging? resulting in a decrease in their sorption capacity and proton conductivity. Such effects were observed but they appeared to be reversible and without noticeable consequences in term of fuel cell performance. Our experimental results can be used in studies involving water transport, water management and durability of fuel cells, especially for numerical simulation or modelling. More fundamentally, they can help understanding the thermodynamics of sorption and transport phenomena in PFSA membranes
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COLLON, Pauline. "Evolution de la qualité de l'eau dans les mines abandonnées du bassin ferrifère lorrain. De l'expérimentation en laboratoire à la modélisation in situ." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004521.
Abstract:
Depuis une vingtaine d'années, l'abandon des mines de fer lorraines a entraîné un ennoyage progressif des anciens travaux miniers avec pour conséquences sur l'eau souterraine : une modification des écoulements et une dégradation de la qualité de l'eau. Dans ce contexte, notre travail avait pour objectifs de caractériser l'évolution de la qualité de l'eau souterraine pendant et après l'ennoyage, d'en déterminer les causes et de fournir les bases d'un outil d'aide à la gestion de l'eau. A cet effet, une synthèse des connaissances concernant le drainage minier, et plus particulièrement les mécanismes chimiques qui en sont la cause, a été réalisée. Notre attention s'est ensuite portée sur le cas particulier du bassin ferrifère lorrain (BFL). Une étude expérimentale a été réalisée en laboratoire sur des échantillons prélevés en mine dans la partie nord du BFL. Elle comprend une étude minéralogique, des essais en réacteurs fermés, dont certains ont intégré un suivi de la composition des gaz, et des expériences de lessivage en colonne. Cette étude a permis de caractériser l'évolution de la qualité de l'eau lorsqu'elle est mise en contact avec les roches du BFL : nature de la pollution, durée et origine minéralogique probable. A partir de ces résultats, un modèle chimique cinétique a été construit, puis a été intégré dans un modèle de mélangeur parfait. Ces simulateurs reproduisent les concentrations observées dans l'eau à l'issue des essais en réacteurs fermés et au cours des expériences de lessivage en colonne. Un scénario expliquant l'évolution de la chimie de l'eau lors de sa mise en contact avec les roches du BFL a ainsi pu être proposé. Enfin, sur cette base, un simulateur a été construit et permet de reproduire l'évolution de la qualité de l'eau au point de débordement du secteur Sud du bassin ferrifère lorrain, dont l'ennoyage a débuté en 1995.
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El, Hannach Mohamed. "Simulation et analyse des mécanismes de transfert diphasique dans les Couches Actives des Piles à Combustible PEMFC." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0092/document.
Abstract:
Afin de pouvoir utiliser les piles à combustible du type PEMFC dans une application automobile, leur coût doit être diminué et leur durée de vie doit être augmentée. De nombreux résultats montrent que la gestion de l'eau dans les piles PEMFC est essentielle sur ces aspects et qu’une meilleure maitrise contribuera a développer des piles plus performantes. La couche active cathodique (CCL, Cathode Catalyst Layer) est le lieu de production de l'eau ce qui en rend l'optimisation importante pour assurer une bonne gestion de l'eau. Dans ce travail, la méthode réseau de pores a été adaptée pour modéliser le transport diphasique dans la structure poreuse de la CCL. Dans l'état de l'art actuel, le modèle développé est le seul permettant d’analyser l'effet des proprietes locales de la CCL (structure, mouillabilite…) sur les mecanismes de transport diphasique. Cet outil de compréhension constitue également une base pour proposer des améliorations de la CCL afin d'améliorer les performances des piles. Les algorithmes d'invasion développés ont été analysés d'une façon détaillée. Le transport fluidique (gaz et liquide) est couplé avec le transport des charges (électrons et protons) par un modèle de réaction électrochimique. Les mécanismes de capillarité, de diffusion gazeuse et d’evaporation sont integres au modele afin d'avoir une représentation la plus complète possible du fonctionnement de la CCL. La description de la structure poreuse par un réseau de pore régulier, l'algorithme d'invasion de l'eau liquide et le modèle de la diffusion des gaz ont été validés par des comparaisons avec des résultats expérimentaux de la littérature ou spécifiques de ce travail. Le modèle est ensuite exploité pour analyser l'effet des paramètres de la CCL tels que la mouillabilité et la taille des pores sur les performances de la couche active. Les résultats permettent d’analyser de premieres idees de modifications de la CCL pour ameliorer la gestion de l’eau et les performances des PEMFCIn order to use PEM fuel cells in an automotive application, their cost must be reduced and their lifetime must be increased. Many results show that water management is a critical issue in PEMFC optimization. The water is produced in the cathode active layer (CCL) which makes the optimization of this component very important to ensure a better water management in the PEMFC. In this work, the pore network method has been adapted to model the two-phase transport in the porous structure of the CCL. Considering the state of the art, this is the only model developed to analyze the effect of local properties of the CCL (structure, wetting ...) on the two-phase transport mechanisms. This model is proposed as a scientific tool to help understanding the fundamentals behind the transport phenomena inside the CCL and also to help in the conception of the future CCL. The liquid invasion algorithms developed in this work were analyzed in details. The fluids transport (gas and liquid) is coupled with the charges transport (electrons and protons) using an electrochemical reaction model. The capillary driven liquid transport, the gas phase diffusion and the evaporation process are all integrated into the model in order to have the most possible complete description of the CCL. The description of the porous structure by a regular network, the liquid invasion algorithm and the gas diffusion model all have been validated by comparisons with experimental results from literature or specific work . The model is then exploited to analyze the effect of parameters such as the CCL wettability and pore size distribution on the performance. The results allow analysis of initial ideas that can help in the conception of the CCL in order to improve the water management and the performances of the PEMFC
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Trieu, Hung Truong. "Études théorique et expérimentale du transport de fluides miscibles en cellule Hele-Shaw." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL027N/document.
Abstract:
Dans cette thèse, nous avons étudié expérimentalement, numériquement et théoriquement la sédimentation d’un soluté en cellule de Hele-Shaw, modèle analogue de milieu poreux, avec un écoulement zonal horizontal. Une cellule, alimentée par deux grands réservoirs assurant un écoulement zonal uniforme, a été réalisée au laboratoire. La vitesse a été mesurée par PIV. L’injection d’une solution saline dans cet écoulement permet de visualiser la propagation du panache de pollution, et de mesurer le champ de concentration par LIF. Trois configurations typiques ont été observées : panache sans digitation (« stable »), avec une seule digitation (« faiblement instable »), et avec de nombreuses digitations (« fortement instable »). L’influence du contraste de densité, de la vitesse zonale, et du débit d’injection sur la stabilité du panache a été analysée. Ces résultats ont été comparés à des simulations numériques sous COMSOL Multiphysics®. Les champs de concentration simulés sont en accord quantitatif avec les champs expérimentaux. Ces simulations ont de plus permis d’étudier l’influence de l’anisotropie du tenseur de dispersion sur la stabilité du panache. Une étude théorique linéaire, effectuée à partir d’un écoulement de base unidirectionnel et quasi-stationnaire, est venue compléter ces résultats. Elle montre que le panache est toujours convectivement instable pour les valeurs des paramètres considérées, et permet de retrouver et de quantifier les principaux résultats mis en évidence lors des études expérimentale et numérique, comme l’effet stabilisant de la dispersivité longitudinale ou l’effet déstabilisant du contraste de densitéThis thesis is an experimental and numerical investigation of solute transport and sedimentation in a Hele-Shaw cell with zonal flow. A vertical cell joining two large tanks has been built to provide a uniform horizontal flow, the velocity of which has been measured by using PIV. The concentration field of a solute injected in this flow has been measured by using LIF. Three typical plume configurations have been observed: without digitations (“stable”), with a single digitation (“weakly unstable”), and with various digitations appearing at the lower interface (“unstable plume”). The influence of density contrast, zonal flow and solute flow rate on the appearance of the various configurations has been investigated. These results have been compared to numerical simulations using the COMSOL Multiphysics® software. The numerical concentration fields are in qualitative agreement with the experimental ones. In addition, these simulations allowed us to investigate the effect of the anisotropy of the dispersion tensor on the occurrence of unstable configurations. A linear stability analysis based on a uniform parallel flow superposed to a quasi-steady horizontal layer of solute has been performed. It shows that the plume is convectively unstable for the parameters considered here, and confirms the various behaviors observed in both the experimental and the numerical analyses, like the stabilizing effect of the longitudinal dispersivity or the destabilizing effect of the solute concentration
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Guillemoto, Quentin. "Transfert des molécules organiques traces des eaux usées traitées dans un système de Soil Aquifer Treatment (SAT) : application à l’hydrosystème côtier d’Agon-Coutainville." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS510.
Abstract:
Les pressions sur les eaux souterraines (sècheresses, surexploitations, pollutions…) contribuent à une diminution globale de la disponibilité de la ressource. Les solutions de recharge maitrisée des aquifères (MAR) et de traitement de l’eau par le sol et l’aquifère (SAT) présentent des avantages certains pour une future gestion durable de la qualité et de la quantité des eaux souterraines et notamment par l’utilisation des eaux usées traitées. La préservation de la qualité des eaux souterraines lors de l’introduction de ces eaux dans un système MAR doit être assurée. Une difficulté majeure réside dans la compréhension des processus induits par ces techniques conditionnant la qualité des eaux souterraines, notamment les molécules organiques traces (TrOCs) présentes dans les eaux usées traitées qui font l’objet d’une attention particulière ces dernières années. A ce jour, la compréhension du devenir des TrOCs dans un SAT est très limitée malgré une connaissance croissante des processus régissant leur réactivité (dégradation, sorption). Encore plus rares sont les études qui considèrent le SAT comme partie intégrante d’un hydrosystème naturel, dans lequel la dynamique des écoulements souterrains augmente la complexité du comportement de ces molécules. La méthodologie de la thèse combine l’analyse de données, l’expérimentation et la modélisation mises en œuvre à des échelles spatio-temporelles différentes. Elle est appliquée au site SAT côtier localisé à Agon-Coutainville (Normandie, France) actif depuis plus de 20 ans. L’interprétation des données acquises sur le terrain par des outils géochimiques et d’analyse de séries temporelles établi une première description du comportement d’une sélection de TrOCs dans le SAT. Les résultats à l’échelle du site montrent la diversité de comportement des TrOCs associée à la fois à des facteurs réactifs, opérationnels et hydrodynamiques. Une expérience d’infiltration contrôlée en conditions opérationnelles à l’échelle d’un bassin d’infiltration sur 35 jours est interprétée à l’aide d’outils de modélisation géochimique et analytique du transport réactif (Advection-Dispersion Equation, ADE). Les résultats montrent une atténuation naturelle de 5 TrOCs via le SAT après un temps de résidence moyen de 12 jours par la quantification des coefficients de dégradation du premier ordre (μ) et coefficient de retard (R). A l’échelle pluriannuelle de l’aquifère accueillant le système SAT, un modèle d’écoulement et de transport (MARTHE) est construit afin de quantifier l’influence des facteurs environnementaux (climat, marées, conditions opérationnelles) sur l’hydrosystème côtier quant au devenir des TrOCs. Les résultats du modèle montrent leurs incidences sur les vitesses d’écoulement, la dilution et la réactivité des TrOCs. Une atténuation des concentrations en TrOCs par réactivité est attendue sur les deux-tiers de la surface du SAT lors des 6 mois de l’année les plus secs, alors que sur la surface restante, la dynamique marine locale amène une baisse des concentrations majoritairement par dilution. A l’exutoire naturel de l’aquifère, les temps de résidence moyens simulées s’étalent entre 74 et 489 jours selon la dynamique saisonnière qui pourrait être précisée par des investigations complémentaires concernant les eaux de surface (mer et cours d’eau). Ces travaux apportent une méthodologie innovante pluridisciplinaire intégrant divers outils pour aborder le devenir des TrOCs dans des systèmes SAT à différentes échelles spatiales et temporelles, tout en considérant le comportement hydrodynamique et réactif de tels systèmes. De nombreuses perspectives à ces travaux de thèse s’ouvrent, particulièrement concernant la caractérisation fine de la réactivité des TrOCs dans de tels systèmes en contexte côtier, ou encore le développement d’outils de modélisation hydrodynamique intégrant des processus réactifs mécanistiques, ce qui améliorerait la compréhension du comportement des TrOCs dans ces systèmesPressures on groundwater (droughts, overexploitation, pollution, etc.) contribute to an overall decrease in the availability of the resource. Manages Aquifer Recharge (MAR) and Soil Aquifer Treatment (SAT) have clear advantages for future sustainable quality and quantity management of groundwater, especially through the use of treated wastewater. The preservation of groundwater quality when introducing these so-called unconventional waters into MAR must be ensured. A major difficulty lies in understanding the processes induced by these techniques that affect groundwater quality. These include the Trace Organic Compounds (TrOCs) present in treated wastewater, which have received particular attention in recent years. To date, the understanding of the fate of TrOCs at the scale of a SAT site is very limited despite a growing knowledge of the processes induced (degradation, sorption). Even fewer studies consider the SAT system as an integral part of a natural hydrosystem, in which the dynamics of groundwater flows increase the complexity of the behaviour of these molecules. The methodology of the thesis combines data analysis, experimentation and modelling implemented at different spatio-temporal scales. It was applied to the coastal SAT site located in Agon-Coutainville (Normandy, France) which has been active for more than 20 years. Interpretation of the data acquired in the field using geochemical and time series analysis tools allowed a first description of the behaviour of a selection of TrOCs within a SAT system. The results at the site scale show the diversity of behaviour of TrOCs in the SAT associated with reactive, operational and hydrodynamic factors. A controlled infiltration experiment under operational conditions at the scale of an infiltration basin over 35 days was interpreted using geochemical modelling tools and analytical modelling of reactive transport (Advection-Dispersion Equation, ADE). The results show a natural attenuation of TrOCs from the SAT after an average residence time of 12 days in the SAT by quantifying first-order degradation coefficients (μ) and retardation coefficients (R) for some molecules On the multi-year scale of the aquifer hosting the SAT system, a flow and transport model (MARTHE) was built to quantify the influence of environmental factors (climate, tides, operational conditions) on the coastal hydrosystem with regard to the fate of TrOCs. The results of the model show their impact on flow rates, dilution and reactivity of TrOCs. An attenuation of TrOC concentrations by reactivity is expected over two-thirds of the surface of the SAT during the driest six months of the year, while over the remaining surface, local marine dynamics lead to a decrease in concentrations mainly by dilution. At the natural outlet of the aquifer, the simulated average residence times range from 74 to 489 days depending on the seasonal dynamics, which could be specified by additional investigations concerning the surface water (sea and river). This work provides an innovative multidisciplinary methodology integrating various tools to address the fate of TrOCs in SAT systems at different spatial and temporal scales, while considering the hydrodynamic and reactive behaviour of such systems. Many perspectives to this thesis work are arising, particularly concerning the characterisation of the reactivity of TrOCs in such systems in a coastal context, or the development of hydrodynamic modelling tools integrating more mechanistic reactive processes, which would improve the understanding of the behaviour of TrOCs in these systems
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Rambourg, Dimitri. "Transposition de paramètres estimés par inversion d'un modèle hydrodynamique bidimensionnel à un modèle de transport de soluté tridimensionnel : méthodologie et application à un aquifère alluvial." Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAH014.
Abstract:
La thèse propose un outil de modélisation des écoulements et du transport des polluants dissous dans les aquifères, avec un exemple d’application au site du CEA de Marcoule (Gard). Les développements méthodologiques et l’application au site d’étude s’échelonnent en trois phases. Une inversion des paramètres hydrodynamiques de l’aquifère en 2D, avec une formulation adaptée au contexte du site d’étude (contrainte de la topographie complexe du substratum de l’aquifère, intégration de données géologiques à grande échelle), permet de reproduire avec fidélité et robustesse le comportement de la nappe alluviale au droit de Marcoule. Des modèles hydrogéologiques 3D sont ensuite construits en procédant à l’interpolation de données de sondage via deux méthodes (une approche stochastique et une approche déterministe). La paramétrisation des hétérogénéités produites par l’interpolation exploite les valeurs de transmissivité issues de l’inversion 2D. Pour finir, le modèle hydrogéologique paramétré est exploité pour simuler d’écoulement et de transport de contaminants dissous en trois dimensions, en zone saturée et en zone insaturéeThe thesis proposes a tool for modelling flows and the transport of dissolved pollutants in aquifers, with an example of application to the CEA site at Marcoule (Gard). The methodological developments and the application to the study site are divided into three phases. An inversion of the hydrodynamic parameters of the aquifer in 2D, with a formulation adapted to the context of the study site (constraint of the complex topography of the aquifer bedrock, integration of large-scale geological data), allows the behaviour of the alluvial water table at Marcoule to be reproduced with fidelity and robustness. 3D hydrogeological models are then constructed by interpolating borehole data using two methods (a stochastic approach and a deterministic approach). The parameterisation of the heterogeneities produced by the interpolation exploits the 2D inversion’s transmissivity values. Finally, the parameterised hydrogeological model is used to simulate the flow and transport of dissolved contaminants in three dimensions, in the saturated zone and the vadose zone
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Beauger, Aude. "Bio-évaluation de la qualité de l'eau : établissement d'un protocole d'échantillonnage simplifié, basé sur la collecte des macroinvertébrés benthiques sur les seuils des rivières à charge de fond graveleuse." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00730658.
Abstract:
Un protocole d'échantillonnage des macroinvertébrés benthiques indicateurs de la qualité des cours d'eau a été mis en place sur le site atelier Allier et un linéaire de la Loire amont. Celui-ci a permis de désigner les unités géomorphologiques seuil comme meilleur lieu d'échantillonnage. Comparativement aux méthodes existant dans divers pays, le protocole MMS-GUR (Macroinvertebrates living in the Mineral Substrates of the Geomorphological Unit Rifle) présente les avantages suivants : 1) Facilité de repérage des seuils et meilleure accessibilité que les autres géoformes. 2) Aire d'échantillonnage réduite. 3) Echantillonnage de surfaces identiques grâce à l'utilisation du filet Surber. 4) Protocole applicable de la source à la disparition des seuils. 5) Gain de temps répercuté sur le coût tant sur le terrain qu'en laboratoire (détermination au genre, mais réduction possible aux EPT) . 6) Possibilité de comparer un ensemble de rivières dans des conditions analogues.
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Schmitt, Tobias. "Method development and experimental investigation of dynamic water distribution in a segmented PEMFC." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0021.
Abstract:
La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est une technologie prometteuse, de plus en plus supérieure au moteur à combustion interne, en tant que groupe motopropulseur électrique pour l'application automobile. Au cours des dernières années, la déconvolution des processus internes a été étudiée de manière intensive, ce qui a permis d'améliorer les performances et la durée de vie tout en réduisant les coûts. Pourtant, de nombreux mécanismes sous-jacents ne sont pas encore totalement compris, car les méthodes expérimentales sont en partie limitées. La distribution d'eau dans une PEMFC joue un rôle central dans sa performance et sa réponse transitoire. L'étude expérimentale de son influence est difficile et coûteuse. En outre, les méthodes expérimentales qui peuvent combiner des données résolues spatialement et temporellement pour étudier les impacts au niveau de la cellule ou du stack industriel sont rares. Ce travail se concentre sur le développement de méthodes qui peuvent fournir un aperçu de l'influence de la distribution spatiale et temporelle de l'eau sur la performance des PEMFCs. Pour celà, une PEMFC hautement instrumentée et segmentée avec des canaux parallèles droits et son système de contrôle adapté sont conçus et optimisés. La flexibilité du système de contrôle « fait maison » permet de réaliser une mesure locale de spectroscopie d'impédance électrochimique (Lo EIS) le long du canal. De plus, un travail de paramétrage est réalisé : les résistances sont mesurées in situ en fonction de l'humidité et de la température. Cet étalonnage préliminaire permet d'estimer avec une resolution spatiale une humidité équivalente, sa distribution le long du canal, et son effet sur les performances en régime permanent. Afin d'étudier non seulement les conditions statiques, mais aussi les conditions transitoires, la méthode Lo-EIS a été développée pour devenir la méthode EIS rapide et locale (RaLo-EIS). La méthode RaLo EIS acquiert des spectres dans une gamme réduite de fréquences (10 kHz→20 Hz) pour les 20 segments de la cellule en 1 seconde. De telles données d'impédance résolues spatialement et temporellement constituent une nouveauté pour les PEMFC et offrent de nouvelles perspectives pour la compréhension du comportement transitoire des PEMFC. Avec la méthode RaLo, des expériences transitoires EIS sont menées, montrant l'inhomogénéité de la réponse d'une PEMFC. Cela révèle également que de nombreuses informations sont perdues, si uniquement les données moyennes globales sont acquises.Cependant, l'utilisation de résistances issues de l'ajustement des spectres pour remonter à l'humidité équivalente est assez compliqué. Dans un but de simplification, le même travail est réalisé à partir d'impédances à fréquence fixe. Pour prouver l'indépendance de l'humidité estimée par rapport à la fréquence selectionnée, une comparaison robuste de l'humidité relative résultante basée sur des fréquences multiples est effectuée. La comparaison montre que l'humidité équivalente résultante est presque indépendante de la fréquence choisie. Pour accélérer encore la vitesse d'acquisition de RaLo EIS, une version optimisée en termes de vitesse, le rapid and local fixed frequency (RaLoff) EIS, est développée pour acquérir des données à haute résolution temporelle. Cette méthode est ensuite utilisée pour étudier et caractériser la réponse transitoire de la PEMFC à des changements soudains de ses conditions de fonctionnement. Un modèle qualitatif est produit : il explique le comportement résultant en termes de performance et de distribution d'humidité. Une méthode de caractérisation des réponses transitoires est crééeProton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) represent a promising technology as an electric powertrain in automotive application that becomes increasingly superior to the internal combustion engine. Over the past years, the deconvolution of internal processes has been studied intensively, leading to an improvement of performances and lifetime while reducing the costs. Yet, many underlying mechanisms are still not fully understood, as the experimental methods are partly limited. Water distribution in a PEMFC plays a pivotal role in its performance and transient response. The experimental study of its influence is challenging and expensive. In addition, there is a lack of experimental methods that can combine spatially and temporally resolved data at a scale that allows investigation of impacts at the industrial cell or stack level.This work focuses on developing methods that can provide insight into spatially and temporally resolved influences of water distribution on the performance of PEMFCs and their investigation. Therefore, a highly instrumented and segmented PEMFC with straight parallel channels in combination with a self-developed control system is installed. The flexibility of the self-developed control system allows to establish a local electrochemical impedance spectroscopy (Lo EIS) measurement along the channel. In addition, a parametrization workflow is established, that links humidity sensitive resistances to temperature and applied relative humidity. These resistances, spatially resolved by Lo EIS, can then be transferred into a equivalent local humidity to study the humidity distribution along the channel and its effect on steady-state performances.In order to investigate not only steady-state but also transient conditions, Lo-EIS is further developed into the rapid and local EIS method (RaLo-EIS). The RaLo EIS acquires spectra within a reduced range of frequencies (10 kHz→20 Hz) for all 20 segments of the cell within 1 second. Such spatially and temporally resolved impedance data are a novelty for PEMFC and offer new insights into the transient behavior of PEMFCs. With RaLo EIS transient experiments are conducted, showing the inhomogeneity of the response of a PEMFC. It further reveals how much information is lost, if only globally averaged data is acquired.Since the use of humidity sensitive resistors that need to be fitted is challenging for the parameterized calculation of local humidity, fixed frequency impedances are used for this purpose. To prove the independence of fixed frequency a robust comparison of the resulting relative humidity based on multiple frequencies is conducted. The comparison shows that the resulting equivalent humidity is almost independent of the chosen frequency.To further speed up the acquisition rate of RaLo EIS, a speed optimized version, the rapid and local fixed frequency (RaLoff) EIS is developed to acquire temporally high resolved data. This method is then used to investigate and characterize the transient response of PEMFC to sudden changes in its conditions. A qualitative model is developed, that explains the resulting behavior in terms of performance and humidity distribution. A characterization method for transient responses is created, that can be used to reduce the complexity of such processes, making it possible to compare different materials in terms of their transient behavior.In the end a new approach for a transmission line model (TLM) is developed, as the established ones from literature are incapable of properly fitting experimental data for some cases. This new TLM is based on not yet validated assumptions but provides excellent matches with experimental data
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Maquignon, Nicolas. "Vers un modèle multiphases et multicomposants (MPMC) de type Lattice Boltzmann Method (LBM) pour la simulation dynamique d'un fluide cyogénique dans l'eau." Thesis, Littoral, 2015. http://www.theses.fr/2015DUNK0426/document.
Abstract:
Au cours de cette thèse, un modèle LBM MPMC avec échanges thermiques est développé. Des tests d'assimilation de données et des mesures par flot optique sont réalisés en vue d'une validation. Le cadre d'application de cette thèse est celui du mélange d'un fluide cryogénique avec l'eau. Dans une première partie, un travail bibliographique rappelant l'équation de Boltzmann, ses diverses hypothèses et simplifications, ainsi que l'aspect algorithmique de la LBM sont exposés. Une comparaison entre opérateur de collision SRT et MRT est réalisée, et une simulation de phénomènes turbulents à différents nombres de Reynolds est étudiée, notamment avec le benchmark de l'instabilité de Von Karman. Dans une seconde partie, le modèle MPMC de Shan & Cehn est rappelé puis étendu au cas où les échanges thermiques entre composants sont présents. Des validations quantitatives sont faites, notamment avec le benchmark du fluide de Couette à deux phases ou à deux composants, du test de cohérence vis-à-vis de la loi de Laplace, ou encore par rapport à un benchmark faisant intervenir la conduction thermique. Des tests qualitatifs de condensation en milieu multicomposants sont proposés pour valider l'aspect des échanges thermiques entre composants en présence d'une transition de phase. Dans la troisième partie de cette thèse, une méthode de validation par assimilation de données est introduite, avec le filtrage de Kalman d'ensemble. Un test d'estimation d'état d'un fluide di-phasique est réalisé, et la compatibilité du filtrage de Kalman d'ensemble par rapport au modèle LBMMPMC est évaluée. Pour la validation du comportement du modèle d'un point de vue de la présence de deux composants, un fluide de substitution (non-cryogénique) au GNL, le butane, a été choisi pour permettre des observations dans des conditions expérimentales accessibles. Puis, une plateforme expérimentale d'injection de butane liquide dans une colonne d'eau sous pression est présentée. Des images d'ombroscopie issues d'expériences de remontée de butane liquide dans de l'eau sont exposées et un algorithme de calcul de flot optique est appliqué à ces images. Une évaluation qualitative des champs de vitesses obtenus par application de cet algorithme est réaliséeIn this thesis, a LBM MPMC model with heat exchange is developed. Data assimilation tests and optical flow measurements are made in order to validate the model. The application context of this thesis is the mixture of a cryogenic fluid with water. In the first part, a bibliographical work reminding the Boltzmann equation and its various assumptions and simplifications, as well as the algorithmic aspect of the LBM are exposed. A comparison between SRT and MRT collision operator is performed, and a simulation of turbulent phenomena at different Reynolds numbers is studied, especially with the benchmark of the instability from Von Karman. In the second part, the MPMC model from Shan & Chen is reminded and extended to the case of the inter-component heat exchanges. Quantitative validations are made, especially with the benchmark of a two-phase or two-component Couette fluid. Consistency is tested against Laplace's law rule, or against a benchmark involving heat conduction. Qualitative testing of condensations in a multi-component medium are proposed to validate the heat exchange between components in the presence of a phase transition. In the third part of this thesis, a validation method for data assimilation is introduced, with the ensemble Kalman filter. A state estimation test of a bi-phase fluid is realized, and compatibility of the ensemble Kalman filtering to the LBM MPMC model is assessed. For validation of the behavior of the model for a two-component case, a substitution fluid (non-cryogenic) for LNG, butane, was selected to permit observations in experimental conditions which are accessible. Then, an experimental platform of injection of liquid butane in a pressurised water column is presented. Shadowgraph images from liquid butane experiments in water are exposed and an optical flow calculation algorithm is applied to these images. A qualitative assessment of the velocity field obtaines by application of this algorithm is performed
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Hannouche, Ali. "Analyse du transport solide en réseau d’assainissement unitaire par temps de pluie : exploitation de données acquises par les observatoires français en hydrologie urbaine." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1134/document.
Abstract:
Cette thèse valorise les données de mesure en continu de pluie de débit et de turbidité, ainsi que les bases de donnée de résultat d'analyse et les connaissances acquises dans le cadre des trois observatoires français en hydrologie urbaine, OPUR-Paris, OTHU-Lyon et ONEVU Nantes, pour valider et améliorer les connaissances sur les flux et les sources de particules vectrices de contaminants, en réseaux d'assainissement unitaire. Les données provenant de 6 sites expérimentaux drainés par un réseau d'assainissement unitaire ont été exploitées : Marais, Quais et Clichy à Paris, Cordon Bleu et Saint-Mihiel à Nantes et Écully à Lyon, avec sur chaque site des bases de données de longue durée qui ont permis des études statistiques sur des échantillons de plusieurs dizaines d'événements pluvieux et de journées de temps sec. Cette thèse a permis : 1- d'évaluer la représentativité de la turbidité pour analyser du transport solide en réseau ; 2- d'analyser et de modéliser statistiquement les concentrations et les masses de particules à l'échelle événementielle ; 3- d'étudier la dynamique des flux et des concentrations à l'échelle intra-événementielle. Les résultats obtenus indiquent d'une part, que la turbidité permet de décrire les dynamiques intra-événementielles des flux et des concentrations à condition d'exprimer ceux-ci sous forme relative, normalisée par les valeurs moyennes événementielles. En revanche, ces valeurs événementielles sont attachées par des erreurs systématiques non négligeables induites par les variations inter-événementielles de la relation MES-Turbidité (intervalle de confiance de l'ordre de 30% de la moyenne). Ils confirment d'autre part que la contribution des dépôts aux flux de temps de pluie est importante mais variable (entre 20 et 80% de la masse à l'exutoire selon l'événement), y compris sur un site réputé exempt de dépôts (grossiers). Autrement dit, les problématiques d'ensablement et de pollution de temps de pluie ne sont pas nécessairement liées. L'autre contribution majeure est celle des eaux usées « de temps sec ». De plus, ils nous ont permis de progresser dans la compréhension des phénomènes de décalage temporel entre hydrogramme et pollutogramme et d'effet pistonThis thesis exploits continuous measurement of rainfall, discharge and turbidity data and the knowledge acquired by three French observatories in urban hydrology, OPUR-Paris, OTHU Lyon and ONEVU-Nantes, to validate and improve knowledge on suspended solids discharges and sources of particles, which are major vectors of contaminants in combined sewer systems. Data from six experimental sites served by a combined sewer system were used: Marais, Quais and Clichy in Paris, Cordon Bleu and Saint-Mihiel in Nantes and Ecully in Lyon. At each site, a long duration databases enabled statistical studies on samples of several tens of rainfall events and dry weather days. This thesis allowed: 1-to assess the representativeness of turbidity to analyze sediments transport in network; 2-to analyze and model concentrations and masses of particles at the scale of rain events; 3-to study the dynamics of fluxes and concentrations at intra-event scale. Results show that turbidity can describe the dynamics of intra-event fluxes and concentrations provided these are expressed in a relative form, normalized by the event mean values. However, these mean values are attached by significant systematic errors induced by variations of the inter-event TSS-turbidity relationship (95% confidence interval about 30% of average). The contribution of sewer deposits to wet weather suspended solids discharges is important but variable (between 20 and 80% of the mass at the outlet depending on the event), including for a site allegedly free of (coarse) sewer deposits. In other words, the problems of silting and contribution from deposits to wet weather pollution are not necessarily related. The other major contribution is from “dry weather” wastewater. In addition, they we made some progress in understanding the lag-time phenomena between hydrograph and pollutograph and the piston effect