Thèse soutenue

Transport de nanoparticules de TiO2 en milieux poreux saturés et non saturés : expériences et modélisation

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Auteur / Autrice : Ivan Toloni
Direction : Philippe AckererFrançois Lehmann
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences
Date : Soutenance le 23/11/2015
Etablissement(s) : Strasbourg
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
Jury : Président / Présidente : Jérôme Rose
Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Rose
Rapporteurs / Rapporteuses : Alberto Guadagnini, Jean Martins

Résumé

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Le transport de nanoparticules (NP) de dioxyde de titane (TiO2) manufacturées a été étudié dans un milieu poreux sous différentes conditions de saturation, vitesse d’écoulement et force ionique (IS). Les courbes de percée montrent que la quantité de NP retenue diminue quand la vitesse d’écoulement augmente, et qu’elle est influencée par la teneur en eau en présence d’une IS plus grande que 3 mM KCl. On peut supposer que l’interface entre eau et air (AWI) ne retient pas de NP en présence d’IS supérieurs ou égaux à 3 mM KCl. Les courbes de percées des expériences conduites en présence d’une IS de 5 mM, influencées par les profils de teneur en eau et de vitesse, ont été modélisées. Le modèle de transport 3P, qui tient en compte l’AWI et les effets de la vitesse, a été développé pour décrire la rétention des NP. Ce modèle dépend de trois paramètres et du profil de teneur en eau, modélisé à travers les paramètres hydrodynamiques identifiés auparavant. Le modèle 3P donne lieu à une meilleure description des données par rapport à celle du modèle classique, souvent utilisé en littérature. Il peut d’ailleurs être utilisé en milieu saturé comme insaturé.