UnsatPorMix : mieux comprendre l’impact de l’hétérogénéité structurale en milieux poreux insaturés sur le transport et le mélange d’espèces dissoutes

Ce projet est conduit par Oshri Borgman, post-doctorant et Yves Méheust, maître de conférences à l’Université de Rennes 1, tous deux membres du laboratoire Géosciences Rennes (équipe DIMENV@risce), avec le soutiende la Commission européenne dans le cadre d’une Action Marie Sklodowska Curie.

Distribution spatiale des concentrations (couleurs bleu à rouge) dans l'espace poral d'un milieu poreux bidimensionnel constitut
  1. Contexte
  2. Objectif
  3. Méthode
  4. Recrutement
  5. Carte d’identité

Contexte

Les milieux souterrains sont des milieux poreux à travers lesquels l’eau s’écoule depuis la surface, mais aussi horizontalement. Elle y transporte des espèces chimiques dissoutes. La région de ces milieux souterrains la plus proche du sol (quelques mètres à quelques dizaines de mètres) est insaturée : les cavités du milieu y sont partiellement remplies d’eau et partiellement remplies d’air, dont une partie est en contact avec l’air atmosphérique.
Le transport d’espèces chimiques par l’eau dans ces milieux insaturés, et le mélange de l’eau qui les transporte avec celle déjà présente, jouent un rôle important dans les processus environnementaux. En effet, il affecte les sols, la qualité de l’eau souterraine et peut impacterdes opérations de stockage souterrain du gaz carbonique destinées à en diminuer la teneur atmosphérique.
Or, à ce jour, on n’a pas encore élucidé, pour ce qui concerne les milieux insaturés, l’impact de cette hétérogénéité structurale sur le déplacement et la répartition des mélanges d’espèces chimiques dissoutes, ainsi que sur les réactions chimiques qui pourraient résulter de leur contact avec d’autres espèces chimiques déjà présentes.
 

Objectif

Ainsi, le projet “UnsatPorMix” “Impact de l’Hétérogénéité Structurale sur le Transport et le Mélange d’Espèces Chimiques Dissoutes en Milieux Poreux” a pour but de comprendre cet impact, ce qui nécessite une mesure directe des processus à l’échelle des cavités.

 

Méthode

L’approche envisagée combine le développement d’expériences en micromodèles et des simulations numériques reproduisant les géométries poreuses et les processus étudiés “in silico”. Les micromodèles utilisés sont des milieux poreux synthétiques transparents qui modélisent les milieux souterrains étudiés.
 
Les expériences ont pour but de déterminer les ingrédients physiques et chimiques à inclure dans la simulation numérique. Cette dernière permettra l’étude d’un grand nombre de géométries différentes. Ainsi, “UnsatPorMix” pourra déterminer quantitativement le lien entre les propriétés géométriques du milieu (notamment la nature de son hétérogénéité), la proportion d’air dans les cavités, mais aussi les processus de transport, de mélange et de réactions des espèces chimiques dissoutes.
 

Recrutement

Le projet donnera au lauréat de la bourse MSCA « Marie Curie Sklodowska Action », Oshri Borgman, l’occasion d’acquérir un ensemble de compétences expérimentales et de modélisation qui lui seront utiles pour s’établir comme chercheur ou enseignant-chercheur dans le domaine des transferts en milieux poreux insaturés. 

Carte d’identité

Projet européen UnsatPorMix – Action Marie S. Curie
Financement : Programme HORIZON 2020 de la Commission européenne
Etablissement : Université de Rennes 1
Bénéficiaire : Oshri BORGMAN
Nom du responsable scientifique : Yves MEHEUST
Laboratoire / UMR : GEOSCIENCES RENNES UMR CNRS 6118
Durée du projet : Du 01/09/2019 au 31/08/2021 (2 ans)