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Modélisation de la Dépollution des Sols par Extraction Multiphasique

(Début : 1^er septembre 2021- Durée 6 mois)

Ce poste est dans le cadre d’un projet financé par l’ADEME intitulé OPTIMEX.

Laboratoires : LTDS, Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, UMR 5513, ENI Saint Etienne

                     DEEP Laboratoire Déchets, Eaux, Environnement Pollutions,  INSA de Lyon

Contexte :

La dépollution in-situ des sols et des eaux souterraines par la méthode d’extraction multiphasique, désignée ici sous l’acronyme MPE (Multiphasic Extraction), admet des avantages économiques prouvés. Son principe de remédiation simultanée du sol et des eaux, la classe comme l’une des meilleures méthodes à utiliser dans le cas de pollution par les hydrocarbures et les COV avec une nappe d’eau peu profonde. Les difficultés dans l’application de cette méthode restent dans l’optimisation des conditions de traitement qui sont actuellement approchées à travers des méthodes empiriques. Des conditions d’application mal choisies engendrent des temps d’interventions plus importants et des dépenses énergétiques conséquentes.

Le projet OPTIMEX porte sur l’optimisation de la méthode MPE par identification des paramètres les plus influents sur le rendement de la dépollution. Ceci nécessite une modélisation physique et sa validation par l’expérimentation en laboratoire et les données de dépollution à l’échelle du terrain. Ce projet s’inscrit dans la continuité de travaux de recherche menés en coopération entre les laboratoires LTDS-ENISE et DEEP-INSA-Lyon. Les résultats de ces travaux ont permis d’avoir une expérience des équipes sur la technique MPE, les expérimentations et les modèles qui lui sont associés.

Objectifs du post-doctorat :

Un modèle numérique décrivant l’écoulement et le transport durant la MPE a été développé dans nos laboratoires. Il contenant 3 EDPs pour l’écoulement (gazeuse, aqueuse et PLNA) et 4 EDPs pour le transport, et ce pour chaque composé polluant sur COMSOL. Certaines parties peuvent être traitées indépendamment :

• modèle d’écoulement diphasique
• modèle d’écoulement triphasique
• modèle de transport de polluant en phase gazeuse
• modèle de transport/transfert de masse entre phases PLNA/phase gazeuse

Ces modèles ont été validés avec des résultats expérimentaux à l’échelle du laboratoire.

L’objectif ici étant d’aboutir à un modèle robuste permettant l’évaluation de la dépollution par MPE. Ce modèle doit permettre d’évaluer le temps nécessaire pour la dépollution d’un site. Ce paramètre est la problématique essentielle des industriels.

Trois étapes sont identifiées pour ce travail :

1. Développement du modèle complet : il s’agit ici d’intégrer les paramètres négligés dans le modèle actuel en particulier le phénomène d’hystérésis.
2. Développement du modèle en utilisant un autre moyen de calcul (tel que TOUGH)
3. Validation du modèle avec
   1. Les résultats des expériences de laboratoire : Il s’agit ici d’utiliser les résultats de d’expérience élaborée pendant ce projet,
   2. Les résultats de terrain : Il s’agit ici d’utiliser les résultats de terrain collecté pendant le projet.

Le.a candidat.e pourra avoir à réaliser des expériences de laboratoire afin de réconforter certains résultats.

Profil du candidat :

Le(a) candidat(e) devra avoir un doctorat. Il (elle) doit avoir de solides connaissances en écoulements, transport et transferts en milieux poreux. Il est essentiel d’avoir des compétences en modélisation multiphysiques sur Comsol. La maitrise d’autres logiciel tels que TOUGH, TMVOC, UTCHEM ou DuMux est un plus appréciable.

Contact :

mariem.kacem@enise.fr

Belkacem.benadda@insa-lyon.fr