Comptes Rendus
no. 11
Transfert d'eau en sol aride avec changement de phase

Présenté par : Michel Combarnous

Ali Chammari1 ; Betaboale Naon2 ; Fabien Cherblanc1 ; Jean-Claude Bénet1
1 Laboratoire de mécanique et génie civil, Université Montpellier 2, CC 048, place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05, France
2 IUT – Université polytechnique de Bobo-Dioulasso, 01 BP 1091 Bobo-Dioulasso, Burkina Faso
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 11, pp. 759-765.

La modélisation du transfert d'eau dans un sol à faible teneur en eau (domaine pendulaire et hygroscopique) proposée s'appuie sur l'idée d'un changement de phase liquide–gaz accompagné d'un transfert en phase gazeuse. Le modèle de changement de phase développé introduit un coefficient phénoménologique déterminé lors d'une étude expérimentale de volatilisation sur des échantillons centimétriques. Dans un deuxième temps, des simulations numériques basées sur le modèle de transfert sont comparées aux cinétiques expérimentales de séchage d'un échantillon macroscopique. Le bon accord obtenu conforte l'hypothèse d'un transport en phase gazeuse associé à un changement de phase avec non-équilibre thermodynamique liquide–gaz.

The description of water transport in soil at low water content proposed is based on the idea that liquid–gas phase change occurs with vapor diffusion in the gas phase. The phase change modelisation introduces a phenomenological coefficient characterized through an experimental investigation done on small-scale soil samples. Then, numerical simulations are compared to experimental drying kinetics carried out on macroscopic soil samples. Good agreement is obtained, which strengthens the hypothesis of transport in the gas phase associated with a non-equilibrium liquid–gas phase change.

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DOI : 10.1016/j.crme.2003.07.005
Mot clés : Milieux granulaires, Sols, Milieux poreux, Transfert d'eau, Changement de phase, Sol aride, Évaporation
Keywords: Granular media, Soils, Porous media, Water transport, Phase change, Dry soil, Evaporation
Ali Chammari 1 ; Betaboale Naon 2 ; Fabien Cherblanc 1 ; Jean-Claude Bénet 1

1 Laboratoire de mécanique et génie civil, Université Montpellier 2, CC 048, place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05, France
2 IUT – Université polytechnique de Bobo-Dioulasso, 01 BP 1091 Bobo-Dioulasso, Burkina Faso 
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Ali Chammari; Betaboale Naon; Fabien Cherblanc; Jean-Claude Bénet. Transfert d'eau en sol aride avec changement de phase. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 11, pp. 759-765. doi : 10.1016/j.crme.2003.07.005. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2003.07.005/

[1] J.-C. Bénet; P. Jouanna Phenomenological relation of phase change of water in a porous media: experimental verification and measurement of the phenomenological coefficient, Int. J. Heat Mass Transfer, Volume 31 (1982), pp. 1747-1754

[2] G. Fras, Macroscopisation des transferts en milieux dispersés polyphasiques – application à l'étude de l'interface entre un milieu poreux et une atmosphère séchante, Thèse de 3ème cycle, Université Montpellier 2, 1989

[3] T. Ruiz; J.-C. Bénet Phase change in a heterogeneous medium: comparison between the vaporization of water and heptane in an unsaturated soil at two temperatures, Transport in Porous Media, Volume 44 (2001), pp. 337-353

[4] J. Bear; J.M. Buchlin Modelling and Applications of Transport Phenomena in Porous Media, Kluwer Academic, 1989

[5] T. Ruiz, Eléments de modélisation et contribution expérimentale à l'étude du transport réactif dans un sol non saturé, Thèse de 3ème cycle, Université Montpellier 2, 1998

[6] A. Chammari, Transfert gazeux dans les sols avec changement de phase – application à quelques aspects de géotechnique environnementale, Thèse de 3ème cycle, Université Montpellier 2, 2002

[7] C. Saix; P. Devillers; M.S. El Youssoufi Eléments de couplage thermomécanique dans la consolidation de sols non saturés, Canad. Geotechn. J., Volume 37 (2000), pp. 1-10

[8] E. Mignard, Contribution à l'étude des transferts en milieux poreux par la thermodynamique du non équilibre – cas de la dissolution des gaz dans les sols, Thèse de doctorat, INSA Toulouse, 1984

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