Résultat de la modélisation

 

Résultat de la modélisation

 

Comme nous l'avons présenté dans les paragraphes précédents, nous nous sommes intéressés à un sol contenant 6 strates de porosité variable. En effectuant la modélisation avec les paramètres introduits dans la page Matériel et Méthode, nous aboutissons au résultat présenté dans la figure 1 :

 

Figure 1 : Présentation du résultat de la modélisation portant sur la concentration c

de Doxorubicine dans un sol une semaine après épandage (Cliquer sur l'image pour l'obtenir en taille réelle)

 

Nous pouvons voir qu'en raison du faible flux de Doxorubicine (8,76*10-15 mol.m-2.s-1 pendant 7 jours seulement), de la faible vitesse d'infiltration (1e-11 m.s-1) et des très faibles coefficients de diffusion utilisés (descendant jusqu'à 1e-14 m².s-1), notamment au niveau de l'horizon humifère en raison de la forte affinité de la Doxorubicine avec la matière organique, la diffusion de la molécule de Doxorubicine n'intervient que dans la partie supérieure de la coupe. Les résultats sont donc difficilement observables à l'échelle de notre coupe topographique.

Par la suite, nous nous focaliserons donc sur l'horizon humifère de notre sol. C'est en effet dans cette partie que les diffusions et les réactions s'opèrent dans une très large majorité.

 

Comportement de la Doxorubicine dans l'horizon humifère

    Au cours de la semaine de flux d'épandage

Dans la première partie de présentation des résultats, nous présentons le comportement de la Doxorubicine dans l'horizon de surface de notre sol. Grâce à l'animation 1 ci-après, nous pouvons visualiser la diffusion de notre molécule d'intérêt dans ce compartiment.

Animation 1 : Visualisation de l'évolution de la concentration en Doxorubicine dans l'horizon humifère de notre sol lors de la première semaine (source personnelle)

Nous voyons grâce à cette animation qu'il s'opère un phénomène d'accumulation de la molécule dans l'horizon de surface. En effet, nous avons relevé qu'au bout de 7 jours de flux, la concentration pouvait monter jusqu'à 1e-5 mol.m-3, ce qui semble assez important en comparaison avec le flux entrant de 8.76e-15 mol.m-².s-1.

 

   Durant la période de flux nul, après la semaine d'épandage

Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence l'évolution de la concentration en Doxorubicine après les 7 jours d'épandage. Nous avons supposé que le flux serait alors nul. Le but de cette deuxième analyse est de voir le devenir et le comportement de la Doxorubicine dans les semaines, voire les mois après son exposition dans notre sol. Le résultat de cette étude est visible grâce à l'animation 2 ci-après.

Animation 2 : Visualisation de la disparition progressive de la Doxorubicine dans les semaines après l'épandage (source personnelle)

 

Dans cette animation, nous pouvons voir que le devenir de la Doxorubicine est restreint au premier horizon de sol. Il faut préciser que notre suivi concerne des concentrations très faibles et que même si des traces de la molécules peuvent être repérées dans les horizons inférieurs, il s'agit de données tellement faibles qu'on considère que la diffusion n'y a pas eu lieu. Nous voyons qu'à la fin de la modélisation (pour un temps de 3e6 secondes correspondant à environ 1 mois), la concentration en doxorubicine diminue de façon importante (jusqu'à environ 1e-10 mol.m-3). Pourtant, d'après l'animation, la molécule ne semble pas diffuser de façon significative. Ainsi, la disparition de la Doxorubicine peut être liée à un autre facteur : la réaction d'hydrolyse que nous avons aussi entrée dans le modèle.

Dans la figure 2, nous pouvons voir qu'après un an (4e7 secondes, soit un peu plus d'un an), la Doxorubicine reste toujours dans l'horizon supérieur de notre sol. Dans cette figure, nous avons  mis en évidence les concentrations de Doxorubicine allant de 1e-13 à 1e-15 mol.m-3 (restriction effectuée grâce à une manipulation sur COMSOL).

 

Figure 2 : Visualisation de le gamme de concentration [1e-13;1e-15] mol.m3 de Doxorubicine dans le sol (cliquer sur l'image pour l'afficher en taille réelle)

 

Nous voyons donc qu'en raison des faibles concentrations en Doxorubicine dans le sol et de la relativement faible valeur de la constante de réaction (évaluée à 1e-7 s-1), la dégradation est très lente, et encore visible (théoriquement) un an après l'épandage du compost.

 

Caractérisation du comportement des sous-produits de l'hydrolyse de la Doxorubicine

Dans cette dernière partie d'analyse, nous avons mis en évidence la formation des sous-produits de l'hydrolyse de la Doxorubicine dans le sol auquel nous nous intéressons.

Ainsi, nous pouvons voir dans les figures 3 et 4, l'évolution des concentrations de ces composés dans le sol, un an après l'épandage du compost. Comme nous l'avons vu précédemment, la Doxorubicine parait s'accumuler et se dégrader dans l'horizon humifère de notre sol, on s'attend donc à ce que la formation de nos sous-produits se réalise dans ce même compartiment.

 

Figure 3 : Visualisation de la concentration du sous-produit d'hydrolyse 1 de la Doxorubicine (cliquer pour voir en taille réelle)

 

Figure 4 : Visualisation de la concentration du sous-produit d'hydrolyse 2 de la Doxorubicine (cliquer pour voir en taille réelle)

 

Comme on peut le constater, les deux molécules subsistent dans le compartiment supérieur même un an après l'épandage des boues. Toutefois, on peut remarquer que les concentrations sont différentes (un différentiel de 10 entre les deux), et que le deuxième sous produit semble mieux disposer à diffuser que le premier.

 


   Modélisation du devenir de la molécule d'Ifosfamide

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