| Simulation des transferts d'eau et de sel dans les milieux granulaires (Simulation of the transport of salt and water in granular media) | ||
Boileau, Maxime - (2025-09-19) / Université de Rennes - Simulation des transferts d'eau et de sel dans les milieux granulaires Langue : Français Directeur de thèse: Canot, Édouard; McNamara, Sean Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : S3M Thématique : Physique | ||
Mots-clés : Migration du sel, Milieux poreux insaturé, Expériences de séchage, Modélisation par réseaux de pores (PNM), Matériaux poreux Résumé : On s’intéresse aux milieux poreux humides salés. Sous l’effet du séchage, le sel peut migrer à la surface, donnant une efflorescence ou une croûte saline. En pratique, ce phénomène peut altérer le support - béton ou pierre - et conduire à la dégradation d’éventuelles peintures ou fresques le recouvrant. Les études antérieures concernent principalement les situations où le milieu poreux est saturé ou bien alimenté en continu par de l’eau salé. Cette thèse s’intéresse au cas où le milieu est initialement insaturé et elle cherche à comprendre et à déterminer les principaux mécanismes de transfert de sel qui résultent de nombreux phénomènes couplés : capillarité, écoulement de liquide visqueux, transfert thermique, cristallisation. . . La saturation initiale apparaı̂t, par le biais d’expériences simples qui ont été réalisées par nos soins, un paramètre important déclenchant ou non la remontée du sel par le mouvement de la phase liquide. À cet égard, la présence de chemins liquides continus s’avère être également un élément indispensable pour caractériser cette remontée. L’étude numérique de ce phénomène a été conduite par l’utilisation des réseaux de pores (Pore Network Model) permettant de prendre en compte potentiellement tous les mécanismes cités ci-dessus. Un soin particulier a été apporté aux conditions initiales, définies par deux paramètres : la saturation globale et la répartition spatiale de l’eau salée. Deux régimes de séchage distincts sont observés : l’un conduisant à la cristallisation du sel sur place, l’autre conduisant à une migration vers la surface. Bien que nos simulations aient été limitées au cas isotherme, le logiciel mis au point a été conçu pour inclure facilement de nombreux autres phénomènes physiques. Résumé (anglais) : We are interested in the transport of salt in humid porous media. During drying, salt can migrate to the surface, causing efflorescence or a salt crust. In practice, this phenomenon can alter the substrate - concrete or stone - and lead to the deterioration of any paint or frescoes covering it. Previous studies have mainly focused on situations where the porous medium is initially saturated or continuously supplied with salt water. This thesis focuses on cases where the medium is initially unsaturated and seeks to understand and determine the main mechanisms responsible for salt transfer : capillarity, viscous liquid flow, heat transfer, crystallization, etc. Through simple experiments that we conducted, initial saturation appears to be an important parameter that triggers or prevents salt transport by movement of the liquid phase. In this regard, the presence of continuous liquid paths also proves to be an essential element in characterizing this transport. A numerical study of this phenomenon was conducted using a Pore Network Model, which can take into account all of the above mechanisms. Particular attention was paid to the initial conditions, defined by two parameters : overall saturation and the spatial distribution of salt water. Two distinct drying regimes were observed : one leading to the crystallization of salt in place, and the other leading to a migration of salt toward the surface. Even though our simulations were limited to the isothermal case, the program was written to easily include many other physical processes. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-21309 | ||
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