Ecoulement et transfert colloïdal dans un milieu modèle à double porosité

Flow and colloidal transfer in a dual porosity medium

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Division Eau et Environnement, Route de Bouaye, BP 4129, 44341 Bouguenais cedex, France.
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Résumé

Lors de la construction de bassins d’infiltration d’eaux de ruissellement urbaines, les caractéristiques des sols de fond de bassin doivent être prises en compte tant du point de vue du risque de colmatage que de celui du transfert de polluants sous forme dissoute ou particulaire colloïdale. L’hétérogénéité des sols (structure, texture) peut influencer les écoulements d’eau. Une expérimentation en colonne de laboratoire avec un milieu poreux hétérogène en présence ou non d’un géotextile a été menée pour étudier l’influence des conditions hydriques (saturées et non saturées) et de la présence du géotextile sur l’écoulement et le transfert colloïdal. L’analyse des courbes d’élution du traceur de l’eau a montré un écoulement hétérogène dans le gravier. Le degré d’homogénéité de l’écoulement a été augmenté par la présence du géotextile dans les deux conditions hydriques du fait d’une modification de l’écoulement dans la zone proche du géotextile. La rétention colloïdale a été modifiée également en présence du géotextile dans les deux conditions hydriques étudiées. Il est montré que l’introduction d’une strate artificielle dans les bassins d’infiltration peut diminuer le transfert colloïdal en augmentant la capacité filtrante du sol.

Abstract

Column experiments were conducted through a heterogeneous (gravel) porous media with a geotextile to simulate an infiltration basin at the laboratory scale. To understand the effect of porous media heterogeneity and hydric conditions on flow and colloidal transfer, nonsorbing solute and colloidal transfer was studied under saturated and unsaturated hydric conditions. Analyses of breakthrough curves of tracer and latex particles experiments indicated heterogeneous flow in gravel media, probably because of the dual porosity of gravel. The presence of a geotextile increased the degree of flow homogeneity in heterogeneous porous media by the modification of flow close to the geotextile. Colloidal retention efficiency at the column scale under saturated and unsaturated conditions was modified by the presence of geotextiles. Such layers in infiltration basins can decrease the pollutant transfer in colloidal form by increasing the filter capacity of soil.