Etude terrestre : exemple d'une fuite de la canalisation amenant la saumure

Étude terrestre: exemple d’une fuite de la canalisation amenant la saumure

Suite à l’utilisation des canalisations pour rejeter la saumure en mer, il existe un important risque de fuite des tuyaux à cause de la corrosion ou l’érosion chimique. Nous avons décidé de faire une modélisation d’infiltration de la saumure afin de savoir les impacts environnementaux de saumure dans le sol, sur logiciel BIGFLOW.

Le logiciel BIGFLOW est utilisé pour modéliser les problèmes d’hydraulique souterraine en 2D ou 3D.

Hypothèse de la modélisation

Nous avons considérons la fuite locale environ 40m3/j comme une fuite normale dans les cas généraux. Nous avons considéré le modèle non saturé, parce que nous voulons savoir l’infiltration dans le sol non saturé, comme la figure ci-dessous. Nous supposons notre zone d’étude est :

  •    NX1=21, NX2=3, NX3=21 ;(nombre de noeud du maillage selon des directions 1,2 et 3)
  •    DX1=0.1, DX2=1.0, DX3=0.1;(taille d'une maille en mètre)

  

Pour simplifier notre modèle, nous supposons l’écoulement permanent dans le sol avec la conductivité homogène et isotrope.

Les paramètres que nous supposons dans notre modèle dans le tableau ci-dessous:

Débit de fuite (Q)

40 m3/j (20m3/j/m)

Conductivité du sol Ksat

10 m/j

Conductivité du sol Kdry

0

Teneur en eau du sol Theta sat

0,3 m/m

Teneur en eau du sol Theta dry

0

Résultats de modélisation

Nous avons réalisé cette modélisation en deux étapes. Tout d’abord, nous modélisons une fuite linéaire du tuyau. Nous rentrons donc le flux uniforme -10 m/j en haut du domaine et la pression uniforme 0 à la nappe en bas pour les conditions initiales. Les autres conditions sont choisies à 0.

Les résultats de la modélisation sont montrés dans la figure ci-dessous. Ce sont les teneurs d’eau dans le sol à 0,04 jours  d'après l'infiltration (environ 1 heure) et à 2,80 jours d'après. Elles nous indiquent que la teneur en eau ne change pas beaucoup. En revanche, le profil de l’infiltration nous montre que le débit d'infiltration dans le sol diminue très vite. Pendant une heure, le débit déjà diminue à une valeur constante. C’est-à-dire, le débit de fuite descende rapidement à la nappe et le sol sera saturé dans 3 heures.

Partie1_thet2D_t1.pngpartie1_thet2D_t70.png

Ensuite, pour modéliser une fuite locale, nous séparons des deux zones différentes pour rentrer les différentes conditions initiales en haut de notre zone d’étude: une zone du flux de fuite, une zone du flux nul.

Les résultats sont montrés dans la figure ci-dessous. Elles donnent la teneur d’eau dans le sol au premier pas de temps(0.04 jours) et au dernier pas de temps(2.80 jours) en 2D et la teneur en eau au dernier pas de temps(2,80 jours) en 3D. On peut visionner simplement qu’il existe une perturbation de la répartition en eau souterraine à cause de la fuite. La saumure s’infiltre dans le sol jusqu’à la nappe. Ensuite, la nappe locale augmente parce qu'il y a un grand débit vertical dans la zone de fuite.

partie2_thet2d_t70.pngPartie2_thet3D_t70.png

Suite à la modélisation de l'infiltration de la saumure, les résultats nous indiquent que la vitesse d’infiltration de saumure est trop rapide dans le sol de notre zone d'étude. Elle descend à la nappe très rapidement (moins de 3h). En conséquence, s’il y a des fuites de canalisation, la saumure polluera l’eau souterraine et contaminera les plantes et les microorganismes dans le sol. 

retour page précédente                                                                                                                                                          retour sommaire                                                                              en haut de la page