Dispersion de traceurs dans des ecoulements de solutions de polymeres en milieux poreux

• Auteur / Autrice : ALEJANDRO D'ONOFRIO
• Direction : Jean-Pierre Hulin, Marta Rosen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le present travail a porte sur la dispersion de traceurs ioniques dans des solutions de polymeres s'ecoulant a travers des milieux poreux. Les proprietes rheofluidifiantes renforcent les contrastes entre zones de forte et faible vitesse. Les poreux utilises sont des empilements a simple et double porosite de billes de verre ou de grains poreux. Les fluides sont des solutions de polysaccharides semi-rigides (scleroglucane) de caracteristiques rheologiques en loi de puissance sur une large gamme de taux de cisaillement, avec des exposants dependant de la concentration. Une augmentation forte de la dispersion en transmission (analyse des variations de concentration de traceur en sortie du milieu) avec la concentration en polymere est observee. La similarite de cette variation pour les milieux a simple et a double porosite et sa dependance par rapport au nombre de peclet suggerent une relation avec des heterogeneites de permeabilite de grande taille mais correspondant a des contrastes faibles. Cette hypothese est verifiee par des mesures en echo ou on inverse le sens de l'ecoulement pendant que le front de variation de concentration est dans le poreux et ou on mesure les variations de concentration a l'entree. La comparaison avec la transmission montre une forte reversibilite partielle quand la concentration en polymere est elevee, confirmant la presence d'heterogeneites a grande echelle. Ces resultats suggerent que cette approche represente une methode tres sensible de la detection de faibles heterogeneites. Aux faibles vitesses et pour les pores de grande taille, nous observons une difference entre les coefficients de dispersion en configuration stable et instable de contrastes de densite due au developpement d'instabilites. La comparaison entre des fluides newtoniens et les solutions de polymeres demontre que le deplacement est stabilise par l'augmentation de la viscosite sans effet de la diffusion moleculaire : un critere d'apparition des instabilites est propose.