Effet de la vitesse d’écoulement sur la dynamique de transport des microparticules dans des lits de sable et de gravier

Zyed Mesticou (1) , Mariem Kacem (1)

1 LTDS - Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes

In this study, columns experiments are performed to investigate the effects of the flow velocity on the dynamics of particle transport at the micrometric scale (11µm in diameter) through porous media with various particle sizes under saturated conditions. A comparative study is conducted to characterize the influence of grain shape of the porous media on the critical velocity. Various flows are applied by considering porous bed with fine and coarse size grading at the aim to highlight the effect of the ratio of particle size to that of the grains. The experimental results show a decrease of the retention rate of particle with the increase of the velocity for both materials: sand and gravel. The dynamics of deposit differs with a progressive saturation of the retention sites in the case of the fine media, which increases with the increase of the flow velocity and results from it a decrease of the deposit kinetics. In opposite, the saturation of the retention sites is less fast with a constant retention rate because of the heterogeneity of the grains size despite a similar porosity.

Dans cette étude, des essais de colonnes sont conduits pour investiguer les effets de la vitesse de l’écoulement sur la dynamique de transport des particules à l’échelle micrométrique (diamètre moyen 11 µm) à travers des milieux poreux à différentes tailles granulométriques sous des conditions saturées. Une étude comparative de l’influence de la forme des grains du milieu poreux sur l’effet de la vitesse critique est réalisée. Différents débits sont appliqués en prenant en considération un milieu à granulométries fine et grossière dans l’objectif de mettre en évidence l’effet du rapport de tailles des particules et des grains. Les résultats expérimentaux montrent une diminution du taux de rétention de particule avec l’augmentation de la vitesse pour les deux milieux : sable et gravier. La dynamique de dépôt diffère avec une saturation progressive des sites de rétention dans le cas du milieu fin, un comportement qui s’amplifie avec l’augmentation de la vitesse d’écoulement et en résulte une diminution de la cinétique de dépôt. En contrepartie, la cinétique de saturation des sites de rétention est moins rapide en raison de l’hétérogénéité de la taille des grains en dépit d’une porosité similaire.

Mots clés: micro particles; particle size; flow velocity; material deposition; saturated media

Mots clés: micro-particules; taille de grain; vitesse d’écoulement; dépôt de matériaux; milieu saturé

Domaines: Ingénierie de l'environnement

Zyed Mesticou, Mariem Kacem. Effet de la vitesse d’écoulement sur la dynamique de transport des microparticules dans des lits de sable et de gravier. Environnement, Ingénierie & Développement, 2019, N°79 - N° Spécial, Congrès Sites Sols Pollués, mars 2019, pp.49-54. ⟨10.4267/dechets-sciences-techniques.4030⟩. ⟨hal-03159215⟩