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Modélisation des transferts réactifs de masse et de chaleur dans les installations de stockage de déchets ménagers : application aux installations de type bioréacteur

Chenu, Damien (2007) Modélisation des transferts réactifs de masse et de chaleur dans les installations de stockage de déchets ménagers : application aux installations de type bioréacteur. (Modelling reactive heat and mass transport within landfills : application to bioreactor landfill.)

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7.6 Mo

Abstract

Aujourd'hui, les Installations de Stockage de Déchets (I.S.D.) restent l'une des filières de traitement des déchets ménagers les plus répandues. Dans les I.S.D., les déchets sont stabilisés grâce à l'activité de biodégradation des micro-organismes présents dans ces déchets. L'analyse et la modélisation des phénomènes intervenant dans le fonctionnement des I.S.D. sont indispensables pour améliorer leur fonctionnement et leurs performances. Les travaux présentés dans cette thèse consistent, dans une première partie, au développement d'un modèle conceptuel, puis d'un modèle mathématique à l'échelle de Darcy obtenu par changement d'échelle. L'évaluation des propriétés physico-chimiques effectives du milieu est présentée dans une deuxième partie. Une attention particulière est portée à la détermination des termes réactifs et des paramètres régissant les écoulements. Sur la base du modèle mathématique obtenu, un code de calcul 3D (MATAABIO) est développé. Celui-ci permet de décrire les transferts couplés diphasiques de masse et de chaleur et intègre un modèle de "double porosité". Il est utilisé afin de simuler le comportement d'un casier modèle de type bioréacteur. ABSTRACT : Today, landfilling remains one of the most common technique to treat domestic waste. In landfills, wastes are stabilized thanks to the activity of the micro-organisms present in the waste. The analysis and the modelling of the phenomena involved in lanfill operation are essential to their performances. In the first part of this thesis, the development of a conceptual model and then of a Darcy scale mathematical model obtained by up-scaling, are presented. The evaluation of the effective physicochemical properties of the medium is presented in a second time. A detailed attention is devoted to the determination of the reactive terms and the parameters governing the flow. On the basis of this mathematical model, a 3D numerical model (MATAABIO) is developed. It enables to describe the two-phase coupled transfer of mass and heat and it integrates a "dual porosity" model.It is then used to simulate the behaviour of a model rack of bioreactor type.

Department:Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Quintard, Michel
Uncontrolled Keywords:Biodégradation - Bioréacteur - Biogaz - I.S.D. - Transfert de masse et de chaleur - Diphasique - Milieu poreux - Changement d'échelle - Double milieu - Recirculation de lixiviats - Simulation numérique. KEYWORDS : Biodegradation - Bioreactor - Biogas - Landfill - Heat and mass transport - Twophase- Porous Medium - Up-scaling - Dual porosity - Leachate Recirculation - Numerical simulation
Subjects:Hydraulics > Fluid mechanics
Hydraulics > Earth science and environment
Deposited On:06 July 2009

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