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Thèse G. Licsandru - 18 Novembre

13 novembre

Croutes de sel (NaCl) générées par évaporation : mécanismes de formation, de structuration, de déplacement et de détachement

Mercredi 18 novembre à 14 h 00 - Amphithéâtre Nougaro (Thèse en streaming)
sous réserve d’autorisation par les rapporteur

Resumé :

La halite se rencontre souvent dans la nature sous la forme de grands dépôts formant des croûtes de sel à la surface des sols ou plus généralement de milieux poreux. Il a été rapporté que les croûtes de sel peuvent fortement affecter le processus d’évaporation et qu’elles peuvent conduire à des phénomènes intrigants, tels que la formation de dômes de sel ou le détachement de la croûte de l’hôte poreux sous-jacent.

Dans ce contexte, les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif de mieux comprendre la formation des croûtes de sel et leur dynamique à travers une expérience originale de laboratoire combinée à une approche de modélisation simple. Une série d’expériences est menée dans un environnement de laboratoire bien contrôlé (température, humidité, concentration en sel, saturation en eau, etc.), en 2D (cellule Hele Shaw) et en 3D (récipients cylindriques en PTFE) avec un milieu poreux formé par des billes de verre. Les expériences sont analysées à partir d’images à haute définition prises à intervalle régulier accompagnée d’un balayage de la surface par laser 3D et d’une visualisation par rayons X. Ceci permet notamment de quantifier la croissance, l’épaisseur et la vitesse de déplacement de la croute de sel ou encore d’obtenir des motifs originaux de structuration.

Les changements contrôlés de la morphologie, du déplacement et du détachement de la croûte sont présentés en faisant varier certains facteurs environnementaux. En plus des informations détaillées sur le déplacement des croûtes compactes et le processus de détachement de la croûte, les expériences montrent qu’une croûte compacte peut évoluée vers une morphologie ramifiée et vice versa. Les expériences montrent également que deux types différents de motifs cellulaires peuvent être obtenus à la surface d’une croûte de sel dans des conditions de laboratoire bien contrôlées.
Une modélisation simple du transport réactif dans la croute couplant le transport, l’évaporation, la dissolution et la précipitation des solutés a ensuite été développée afin d’aider à analyser les résultats expérimentaux et de développer des modèles prédictifs. En particulier, la modélisation indique que tous les phénomènes mis en évidence dans les expériences peuvent être expliqués par la combinaison de processus couplés d’évaporation, dissolution et recristallisation