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Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc (2013)

Gestion des Ressources en Eau dans les Régions Arides : Analyse Expérimentale d’un Sol Type du Burkina Faso et Modélisation Numérique des Transferts d’Eau

Bawindsom Kébré Marcel

Titre : Gestion des Ressources en Eau dans les Régions Arides : Analyse Expérimentale d’un Sol Type du Burkina Faso et Modélisation Numérique des Transferts d’Eau

Auteur : Bawindsom Kébré Marcel

Université de soutenance : Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc

Grade : Doctorat 2013

Résumé
L’étude présentée dans cette thèse porte sur une analyse expérimentale des propriétés physiques (densités, porosité, granulométrie) et hydrodynamiques (isotherme de désorption, courbe caractéristique sol-eau, perméabilité à saturation) d’un sol type aride du Burkina Faso et une simulation numérique des transferts d’eau. La modélisation des transferts est abordée par une approche thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l’état de l’eau dans le sol et les mécanismes de transferts mis en jeu : filtration de la phase liquide, diffusion de la vapeur d’eau, changement de phase liquide-vapeur. Des essais expérimentaux de transferts d’eau dans des colonnes de sol hermétiquement fermées et placées dans une enceinte régulée en température, ont permis d’établir l’évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. La configuration expérimentale est choisie de sorte que seule la filtration de la phase liquide de l’eau dans le sol soit prépondérante. Les profils expérimentaux ont servi à l’estimation par approche inverse de la conductivité hydraulique dans les faibles teneurs en eau. La prise en compte des écoulements par films dans la modélisation du coefficient de perméabilité relative corrige les insuffisances des modèles capillaires. Les coefficients de changement de phase proche et loin de l’équilibre modélisés à partir de résultats expérimentaux permettent la mise en évidence du non-équilibre liquide/gaz dans les transferts aux faibles teneurs en eau. Il ressort que le non-équilibre dans les transferts aux faibles teneurs en eau est plus marqué avec le modèle capillaire avec un front de séchage plus franc à la surface. La prise en compte des écoulements par films prolonge la filtration de la phase liquide de l’eau jusqu’à l’état hygroscopique du sol avec un flux d’eau liquide maintenu à la surface du sol jusqu’à des temps plus longs.

Mots clés : potentiel chimique – faible teneur en eau – courbe caractéristique sol-eau – perméabilité non-saturée – analyse inverse – modélisation théorique et numérique — chemical potential – low water content – soil-water characteristic curve – unsaturated permeability – inverse analysis – theoretical and numerical modelling

Présentation (Archives Ouvertes)

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Page publiée le 4 juillet 2014, mise à jour le 21 août 2018