Minéralogie, porosité et diffusion des solutés dans l'argilite du ...
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101 CHAPITRE 3 réservoir. La probabilité pour qu’une particule entre dans le domaine échantillon au temps tentrée est proportionnelle à la durée de l’expérience tf via un nombre aléatoire u01 : t ⋅ entrée = u01 t f [3.14] avec u01 un nombre aléatoire obtenu à partir d’une distribution uniforme comprise entre 0 et 1. Cette méthode est dérivée de la méthode « acceptance-rejectance » qui permet de reproduire une fonction continue à partir de sa fonction de densité de probabilité cumulée discrétisée et du nombre aléatoire U01 (Lantuéjoul, 2002). Après avoir tiré un temps tentrée, chaque particule entrant dans l’échantillon est placée aléatoirement sur la première ligne de pixels du domaine échantillon (sur la surface en 3D). Une ligne de pixel (ou une surface en 3D) représentant le réservoir est conservée afin que particules puissent avoir la possibilité de sortir de l’échantillon. Cette configuration numérique est dérivée de celle développée par Robinet et al., (2008) afin de modéliser une injection instantanée de traceur à la surface du domaine échantillon. Lorsque la particule sort de l’échantillon, elle est réinjectée dans la première ligne du domaine échantillon avec un nouveau temps tentrée. (Fig. 3.4). A partir de cette méthode, le demi-flux de particules à la surface de l’échantillon reste constant et le temps de calcul est de ce fait principalement consacré à la diffusion des particules dans le domaine échantillon (Fig. 3.5). Fig. 3.4: Schéma de la vue générale de la simulation d’in-diffusion en 2D avec les conditions limites et la vue spécifique de la grille 2D : (•) position initiale des particules avec un temps tentrée et les mouvements autorisés sont donnés par (↔). La particule est stoppée (×) et son temps effacé. La particule est ensuite réinjectée dans la zone d’injection avec un nouveau temps tentrée.
102 CHAPITRE 3 Afin de valider la méthode, des tests préliminaires ont été réalisés pour des milieux homogènes. Les profils de concentrations obtenus en 2D et 3D ont été comparés avec succès à la solution analytique de la diffusion interne fournie par l’équation 3.5 pour différents coefficients de diffusion Da (Fig. 3.10). Des tests ont également été menés avec succès pour des milieux hétérogènes simples (litage parallèle et perpendiculaire). Il est à noter que cette méthode permet également de réaliser des expériences de diffusion transverse (c.-à-d. méthode caractérisant l’état stationnaire en diffusion impliquant une traversée complète de l’échantillon par le traceur). Flux flux de p. de / p./ Flux flux max max.de de p. p. 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 méthode d'injection en surface du domaine échantillon réservoir Diffusion de 1250 libre dans pixels le réservoir (1250 p ixels) 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Temps temps (s) (s) Fig. 3.5 : Comparaison du flux de particules à l’entrée du domaine pour la méthode de réservoir (1250 pixels ∼50 minutes) et d’injection de particules en surface du domaine échantillon avec un temps d’entrée obtenu par l’équation 3.14 (∼5minutes). C/C0 1 0,75 0,5 0,25 0 0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 x (m) D=1x10-10m²/s D=2,5x10-11m²/s D=5x10-12 D=5×10 solution analytique équation 5 -12 D=2,5×10 m²/s -12 D=1×10 m²/s -12 m²/s Solution analytique eq. 3.5 Fig. 3.6: Profils d’in-diffusion obtenus numériquement par TDD pour différents de coefficients de diffusion apparents Da=1, 2,5, 5 × 10 -12 m²/s et comparaison (sans ajustement) avec la solution analytique (eq. 3.10) pour Da=1, 2,5, 5 × 10 -12 m²/s.
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réservoir. La probabilité pour qu’une particule entre <strong>dans</strong> le domaine échantillon au temps<br />
tentrée est proportionnelle à la <strong>du</strong>rée de l’expérience tf via un nombre aléatoire u01 :<br />
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avec u01 un nombre aléatoire obtenu à partir d’une distribution uniforme comprise entre 0 <strong>et</strong> 1.<br />
C<strong>et</strong>te méthode est dérivée de la méthode « acceptance-rejectance » qui perm<strong>et</strong> de repro<strong>du</strong>ire<br />
une fonction continue à partir de sa fonction de densité de probabilité cumulée discrétisée <strong>et</strong><br />
<strong>du</strong> nombre aléatoire U01 (Lantuéjoul, 2002). Après avoir tiré un temps tentrée, chaque particule<br />
entrant <strong>dans</strong> l’échantillon est placée aléatoirement sur la première ligne de pixels <strong>du</strong> domaine<br />
échantillon (sur la surface en 3D). Une ligne de pixel (ou une surface en 3D) représentant le<br />
réservoir est conservée afin que particules puissent avoir la possibilité de sortir de<br />
l’échantillon. C<strong>et</strong>te configuration numérique est dérivée de celle développée par Robin<strong>et</strong> <strong>et</strong> al.,<br />
(2008) afin de modéliser une injection instantanée de traceur à la surface <strong>du</strong> domaine<br />
échantillon. Lorsque la particule sort de l’échantillon, elle est réinjectée <strong>dans</strong> la première ligne<br />
<strong>du</strong> domaine échantillon avec un nouveau temps tentrée. (Fig. 3.4). A partir de c<strong>et</strong>te méthode, le<br />
demi-flux de particules à la surface de l’échantillon reste constant <strong>et</strong> le temps de calcul est de<br />
ce fait principalement consacré à la <strong>diffusion</strong> <strong>des</strong> particules <strong>dans</strong> le domaine échantillon (Fig.<br />
3.5).<br />
Fig. 3.4: Schéma de la vue générale de la simulation d’in-<strong>diffusion</strong> en 2D avec les conditions<br />
limites <strong>et</strong> la vue spécifique de la grille 2D : (•) position initiale <strong>des</strong> particules avec un temps<br />
tentrée <strong>et</strong> les mouvements autorisés sont donnés par (↔). La particule est stoppée (×) <strong>et</strong> son<br />
temps effacé. La particule est ensuite réinjectée <strong>dans</strong> la zone d’injection avec un nouveau<br />
temps tentrée.