En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)
Portail > Offres > Offre UMR7359-FABGOL-004 - Modélisation Multi-échelle du transport réactif en milieu poreux - application à l'atténuation naturelle des hydrocarbures pétroliers (H/F)

Modélisation Multi-échelle du transport réactif en milieu poreux - application à l'atténuation naturelle des hydrocarbures pétroliers (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 21 mai 2021

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Faites connaître cette offre !

Informations générales

Référence : UMR7359-FABGOL-004
Lieu de travail : VANDOEUVRE LES NANCY
Date de publication : vendredi 30 avril 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Le salaire brut, sera d'environ 2675€/mois (salaire net : 2150€), incluant les avantages sociaux et la sécurité sociale
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Les hydrocarbures pétroliers représentent la plus importante source de contamination des sols (37,22 %). Les contaminants liquides légers en phase non aqueuse (LNAPL) s'infiltrent dans la zone non saturée du sol et migrent vers le toit de l'aquifère avant de s'accumuler au-dessus de celui-ci, formant une phase pure. Le mécanisme de transfert de la pollution du sol vers les eaux souterraines (par dissolution) est généralement décrit par des modèles de "non-équilibre local" (c'est-à-dire que les concentrations mesurées dans les eaux souterraines sont loin des concentrations à l'équilibre thermodynamique) régis par un (ou plusieurs) coefficients de transfert de masse. Le comportement transitoire de ce paramètre, qui peut être différent pour chacun des constituants, reste très peu étudié et est généralement remplacé par une valeur constante et unique. La variabilité de la solubilité relative des différents constituants entraîne une évolution complexe de la composition du panache de pollution dissous dans le temps (Vasudevan et al., 2016). L'objectif général de ce travail est d'évaluer les facteurs qui influencent l'atténuation des sources de pollution par une évaluation de l'impact de la composition des sources et de la présence des hétérogénéités sur les modèles de transfert de masse.

Activités

Dans un premier temps, nous allons étudier le cas de sources de pollution multi-espèces. Afin de clarifier les processus d'atténuation mis en jeu et, en particulier, les temps caractéristiques associés aux coefficients d'échange de masse, nous proposons, à partir d'une phase NAPL à 2 puis 3 composés pour lesquels la diffusion au sein de la phase NAPL est limitante, d'étudier l'évolution des flux de dissolution dans le temps. Nous caractériserons ainsi la variabilité des coefficients de transfert de masse et donc, l'incertitude autour de ces paramètres. Le cas à un seul composant sera considéré comme la solution de référence. À cette fin, des simulations en 2D et 3D de la dissolution du NAPL à l'échelle des pores sur des géométries typiques de distribution de phase (suffisamment simples pour permettre une approche numérique raisonnable : par exemple, milieu granulaire, géométrie périodique de la matrice poreuse du sol, présence de NAPL sous forme de singletons ou de doublets) seront réalisées. Nous supposerons que la solubilité de chacun des composants est régie par la loi de Raoult, de sorte que les solubilités évolueront de manière complexe et couplée en fonction des fractions molaires des espèces considérées, elles-mêmes dépendantes du temps. Les flux de concentration dissous pour chacun des composés organiques et leur évolution dans le temps seront calculés à partir de ces simulations afin de déterminer l'évolution des coefficients d'échange et de relier ces comportements aux conditions hydrodynamiques (saturation, solubilité, vitesse) ainsi qu'à la géométrie du milieu et à la distribution des phases.
Dans une deuxième étape, en partant des équations décrivant le transport et la dissolution de la phase organique à l'échelle de Darcy, nous dériverons des modèles macroscopiques 1D de la dissolution du NAPL en milieu hétérogène en utilisant la méthode de la prise de moyenne volumique (Ahmadi et al., 2001 ; Bahar et al., 2016). En parallèle, des simulations macroscopiques 3D seront réalisées sous Comsol Multiphysics en faisant varier les conditions opératoires (c'est-à-dire les nombres de Péclet et de Damköhler, les nombres adimensionnels décrivant la prépondérance des mécanismes d'atténuation les uns par rapport aux autres)et l'hétérogénéité du milieu. Les configurations envisagées iront de milieux stratifiés bi-couches à des milieux aléatoires spatialement corrélés, plus représentatifs de la complexité d'un environnement réel. Les courbes d'évolution des contaminants dissous prévues par ces simulations numériques directes seront ensuite comparées aux résultats du modèle macroscopique 1D. L'objectif final sera d'étudier les différents régimes de dissolution possibles en fonction des conditions hydrodynamiques et réactionnelles et de proposer des modèles d'atténuation typiques. Un diagramme identifiant les différents régimes de dissolution et les modèles associés sera ensuite proposé. Nous partirons d'abord du cas à une seule espèce chimique avant d'examiner les conditions multi-espèces en utilisant les coefficients de transfert de masse calculés précédemment.

Compétences

Le candidat doit être titulaire d'un doctorat en mécanique des fluides ou mécanique numérique, en mathématiques appliquées, en ingénierie des réservoirs, en hydrogéologie ou dans d'autres domaines pertinents, avec, idéalement, les compétences suivantes :
- Compétences scientifiques : Une expertise dans les processus d'écoulement et de transport en milieu poreux avec un fort intérêt pour la modélisation numérique est requise. Il ou elle peut démontrer une connaissance fondamentale des méthodes de changement d'échelle telles que la méthode de prise de moyenne volumique. Une expérience dans l'utilisation de logiciels de simulation commerciaux tels que Comsol Multiphysics serait très appréciée.
- Compétences en matière de communication : Très bonne capacité à écrire et à transcrire des résultats en anglais, autonomie dans la rédaction d'articles scientifiques, excellentes compétences en matière de communication écrite et orale, bonne aptitude et motivation pour le travail en équipe.

Contexte de travail

GeoRessources (http://georessources.univ-lorraine.fr/fr) est un laboratoire de recherche (UMR Université de Lorraine – CNRS INSU) en géosciences couvrant le champ des ressources géologiques, de leur exploration à leur exploitation, en passant par les étapes du traitement et de la valorisation, et de ses impacts sur la société et l'environnement. Son effectif total est voisin des 180 personnes. Le travail de recherche du post-doctorant se déroulera plus spécifiquement au sein de l'équipe «HydroGeoMécanique Multi-echelle » (HGM), dont les activités se situent dans le secteur de l'utilisation et de l'aménagement du sol et du sous-sol par l'homme avec une implication forte dans le domaine de la sûreté des ouvrages. Les champs d'application, très porteurs vis-à-vis des enjeux socio-économiques régionaux et nationaux, incluent : remédiation et protection de l'environnement, stockage (déchets en surface et en profondeur, CO2, H2…), sûreté des ouvrages...

L'originalité de l'équipe est d'aborder ces problématiques tant du point de vue de l'hydrodynamique et des mécanismes de transfert, que du point de vue poro-mécanique. Sa vocation dans le domaine de recherche fondamentale en hydrogéomécanique des milieux poreux et fissurés est assurée par des expérimentations en laboratoire et in situ, des développements théoriques, des modélisations physiques et numériques, et des analyses de données. Ces développements imposent toutefois de réussir à coupler des domaines souvent cloisonnés: géomécanique, hydrodynamique, minéralogie, biochimie, physico-chimie.

Contraintes et risques

Ce poste à temps plein de 12 mois sera financé par l'ADEME (appel GESIPOL, projet QUASPER). Il sera localisé au laboratoire GéoRessources de l'Université de Lorraine et du CNRS à Nancy, en France. La date cible de démarrage du poste est à l'automne 2021, avec une certaine souplesse quant à la date de démarrage exacte. Le salaire brut, sera d'environ 2675€/mois (salaire net : 2150€), incluant les avantages sociaux et la sécurité sociale.
Les candidats sont priés de soumettre les documents suivants :
- Une lettre de motivation pour le poste
- CV complet et liste des publications
- Deux publications sélectionnées
- Les noms et les coordonnées de deux personnes de référence
La date limite de dépôt des candidatures est fixée au 15 juin 2021.

On en parle sur Twitter !