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Etude numérique et expérimentale des transferts de composés organiques volatils du sol à l’air ambiant, en passant au travers du béton

Musielak, Marion. Etude numérique et expérimentale des transferts de composés organiques volatils du sol à l’air ambiant, en passant au travers du béton. PhD, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2012

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Official URL: http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001993/

Abstract

Cette thèse fait partie du projet FLUXOBAT (ANR-PRECODD 2008), qui a pour objectif global de développer une méthodologie robuste et fiable d4estimation des transferts de Composés Organiques Volatils (COV) du milieu souterrain vers l4air intérieur et extérieur. Ce travail concerne l4étude à l4échelle du laboratoire des transferts d4un COV type, le trichloréthylène (TCE), au travers d4un sol modèle (sable) et surtout du béton, en conditions isothermes et pour des milieux secs. Les moyens utilisés sont la modélisation numérique et une série d4expériences en laboratoire. Une étude préliminaire reproduisant des expériences existant dans la littérature dans le sable uniquement, a tout d4abord permis de mettre en place les outils expérimentaux et numériques nécessaires à la modélisation du problème, avant la réalisation de l4étude sur le matériau béton, bien plus complexe. L4étude des transferts dans le béton a été divisée en plusieurs étapes. Dans un premier temps, les transferts dans la pâte de ciment, plus homogène, ont été caractérisés. En particulier, la valeur du coefficient de sorption du TCE dans ce matériau a été obtenue à l4aide du suivi expérimental de la réponse à un « pulse » de polluant. Puis, les paramètres caractéristiques (porosité, perméabilité, ouverture des fissures, coefficient de diffusion effectif) des échantillons tests de « béton complet » ont été mesurés. Un protocole de caractérisation complète des galettes de béton a été mis au point, associé à la création d4un dispositif permettant la mise en place d4expériences de transferts du TCE (composé dont l4étude est complexifiée par son caractère particulièrement agressif) et applicables à tout milieu poreux consolidé. La problématique de l4hétérogénéité du béton, due à la présence de granulats et de fissures, a été traitée afin de proposer des équations de transfert moyennées donnant une meilleure description des transferts. Les conditions d4un cas de pollution « réel » ont été reproduites à l4échelle du laboratoire, sur un modèle réduit, dans une colonne de sable surmontée d4une galette de béton et d4une cavité en dépression représentant un bâtiment, pour étudier les transferts de TCE et valider la caractérisation développée dans l4étude. Les expériences de transferts réalisées sont reproductibles, ont été interprétées numériquement (sous Comsol multiphysics®), et ont permis de confirmer la pertinence de la simulation des transferts à l4aide de la caractérisation développée dans cette étude. Ce travail a permis de mettre, en particulier, en évidence l4importance de la caractérisation fine du béton, dont les propriétés et l4hétérogénéité sont des facteurs très influents sur les transferts, qui ne peuvent pas être décrits correctement avec des modèles analytiques simplifiés. Les résultats comportent l4estimation des paramètres caractérisant les transferts de COV dans le béton, et une compréhension fine des transferts du TCE dans ce matériau.

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Quintard, Michel and Marcoux, Manuel
Statistics:download
Deposited By: admin admin
Deposited On:14 Feb 2013 22:57

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