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- Volume 119 (1996)
- Fascicule 1
- Théorie de l'approche hydrogéologique des écoulements et transports en zone partiellement saturée
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Théorie de l'approche hydrogéologique des écoulements et transports en zone partiellement saturée
Résumé
Les définitions, conventions et hypothèses relatives à la prise en compte des milieux poreux partiellement saturés, sont rappelées en soulignant les particularités par rapport à la zone saturée habituellement considérée par les hydrogéologues. Ensuite, les fondements de l'hydrostatique et de l'hydrodynamique de ces milieux partiellement saturés est détaillée. L'accent est mis sur la similitude des lois avec les écoulements monophasiques et multiphasiques en milieu poreux saturé, mais également sur les fortes variations des paramètres (comme par exemple la perméabilité) en fonction de la teneur en eau ou du degré de saturation régnant dans le milieu poreux.
Les transports de polluants miscibles et non-miscibles en zone partiellement saturée sont des processus complexes qui sont simplifiés conceptuellement afin de pouvoir établir leurs équations. Néanmoins, malgré les hypothèses prises, il apparaît qu'il est difficile de réaliser des modèles de transport de polluant en zone non-saturée, surtout à cause du manque de données expérimentales, nécessaires à la paramétrisation des lois constitutives. Par contre, les moyens numériques actuels et les programmes existants permettent la prise en compte de couplages et non linéarités complexes.
Abstract
Theory of the hydrogeological approach for groundwater flow and transport in the partially saturated zone. Definitions, conventions and assumptions which are generally accepted when considering partially saturated porous media are proposed. The differences with the saturated zone (more usually studied by hydrogeologists) are pointed out. Then the basic hydrostatic and hydrodynamic theories are detailed. Emphasis is given on the similitudes with single and multiphase flows in saturated porous media, but also on the strong variations of the parameters (as for example the hydraulic conductivity) in function of the water content or the saturation degree.
Miscible and immiscible pollutant transport in the partially saturated zone are described as complex processes. In order to be able to simulate them by numerical models, they are conceptually simplified in the constitutive laws. Nevertheless, despite all the chosen assumptions, it appears that modelling transport in the non saturated zone is still a difficult exercise due essentially to the general lack of experimental data. These data are needed for the parameterization of the constitutive laws which are implemented in very sophisticated numerical codes allowing to take into account very complex coupled and non linear situations.