Transport of Particles in Fractured Chalk: Effect of Flow Velocity, Fracture Orientation and Fracture Aperture

Abstract

Le transport de particules dans les roches est fortement influencé par la présence de fractures, qui servent de conduits primaires pour les particules solides. L'objectif de ce travail est d'étudier l'effet de la vitesse d'écoulement, de l'ouverture et de l'orientation des fractures sur le transport des particules de kaolinite dans la craie fracturée. Des expériences de transport sont réalisées à des vitesses d'écoulement élevées, en utilisant deux échantillons de craie fracturée avec deux ouvertures différentes. Trois orientations différentes ont été utilisées.  Les données expérimentales couplées au modèle numérique développé, basé sur l'équation d'advection-dispersion avec un terme source, sont utilisées pour déterminer les paramètres de transport. Les résultats suggèrent que l'effet hydrodynamique est significatif sur le transport des particules dans les fractures. Le taux de restitution, les coefficients d'attachement et de détachement des particules de kaolinite augmentent avec l'augmentation de la vitesse d'écoulement. L'échantillon avec la plus grande ouverture de fracture présente un taux de restitution plus élevé en raison d'un coefficient d'attachement plus faible. L'orientation verticale de la fracture améliore la récupération des particules et conduit à des courbes de percée plus précoces. Les résultats de cette étude contribuent à une compréhension globale des mécanismes de transport des particules dans les fractures.