Poster De Conférence Année : 2025

Euler-Euler simulations to describe colloidal transport for groundwater remediation

Simulations Euler-Euler pour décrire le transport colloïdal en vue de la remédiation des eaux souterraines

Résumé

Non-aqueous liquids (NAPLs) are water-immiscible pollutants that can disperse and release significant amounts of toxic compounds into underground water resources. Numerous methods have been developed to remove these pollutants from aquifers, but NAPL droplets remain trapped by capillary forces in the porous matrix even after depollution. The aim of our research is to explore the potential of colloids (e.g. nanoparticles, bacteria) to remobilize immiscible pollutant droplets. Our final objective is to develop a multiphase model that includes colloidal interactions with the solid phase, the aqueous phase, and the NAPL. Euler-Lagrange models allow us an accurate description of colloidal particle interactions (e.g. transport and retention) but remains very time-and resource-intensive. In this work, we are developing Euler-Euler approaches based on OpenFOAM's multiphaseEuler module to represent particles as a dispersed phase in water. The use of this model in the context of the remediation of polluted porous media is currently under development. Our model includes new viscosity models and plastic behavior, as well as the poromechanic properties. We present preliminary results such as: i) comparisons with Euler-Lagrange simulations for very diluted suspension, and ii) response to fluid stresses and its compressibility.

Les liquides non aqueux (NAPLs) sont des polluants non miscibles à l'eau qui peuvent se disperser et libérer des quantités importantes de composés toxiques dans les ressources en eau souterraines. De nombreuses méthodes ont été développées pour éliminer ces polluants des aquifères, mais les gouttelettes de NAPL restent piégées par les forces capillaires dans la matrice poreuse, même après la dépollution. Le but de notre recherche est d'explorer le potentiel des colloïdes (par exemple, les nanoparticules, les bactéries) pour remobiliser les gouttelettes de polluants non miscibles. Notre objectif final est de développer un modèle multiphasique qui inclut les interactions des colloïdes avec la phase solide, la phase aqueuse et le NAPL. Les modèles d'Euler-Lagrange nous permettent d'obtenir une description précise des interactions entre les particules colloïdales (par exemple, le transport et la rétention), mais ils nécessitent beaucoup de temps et de ressources numériques. Dans ce travail, nous développons des approches Euler-Euler basées sur le module multiphaseEuler d'OpenFOAM pour représenter les particules comme une phase dispersée dans l'eau. L'utilisation de ce modèle dans le contexte de la remédiation des milieux poreux pollués est actuellement en cours de développement. Notre modèle inclut de nouveaux modèles de viscosité et un comportement plastique, ainsi que les propriétés poromécaniques. Nous présentons des résultats préliminaires tels que : i) des comparaisons avec des simulations d'Euler-Lagrange pour une suspension très diluée, et ii) la réponse aux contraintes du fluide et sa compressibilité.

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insu-05052528 , version 1 (30-04-2025)

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Identifiants

  • HAL Id : insu-05052528 , version 1

Citer

Nassim Cheikh, Emmanuel Le Trong, Cyprien Soulaine. Euler-Euler simulations to describe colloidal transport for groundwater remediation. 8th French/Belgian OpenFOAM® users conference, Apr 2025, Bruxelles, Belgium. , 2025. ⟨insu-05052528⟩
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