Transport dans les milieux hétérogènes : détermination des lois macroscopiques

Abstract

Les expériences menées dans les milieux géologiques ont révélé des caractéristiques communes au transport de solutés tels que l'effet déterminant de l'hétérogénéité géologique, l'augmentation de la dispersion avec l'échelle et la lente convergence vers un régime asymptotique. La détermination de l'effet de l'hétérogénéité est un pré requis à la détermination des lois de transport et à l'établissement des règles de changement d'échelle (de l'échelle de l'observation géologiques à l'échelle de la modélisation hydrologique). Les expériences de terrain étant limitées en taille et en résolution, ce sont les simulations numériques de type Monte-Carlo qui permettent de comprendre et de quantifier ces règles de changement d'échelle. Ces simulations numériques montrent que l'hétérogénéité de la perméabilité entraîne la chenalisation des écoulements dans des voix de fortes vitesses entourant des zones de faibles vitesses. La localisation des écoulements et ses effets sur le transport sont d'autant plus sous-estimés par les méthodes analytiques reposant sur des développements perturbatifs au premier ordre que l'hétérogénéité est importante.