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71	Stockage du CO₂ dans les aquifères profonds : Etude en conditions réelles des propriétés de confinement des roches de couverture et de leur altération / CO₂ storage in deep aquifers : Study under real conditions of caprocks confinement properties and their alteration Bachaud, Pierre 07 December 2010 (has links) Une solution prometteuse pour diminuer les émissions anthropogéniques de gaz à effet de serre consiste à injecter une partie des rejets industriels de CO2 dans des formations souterraines. Celles-ci comportent un réservoir entouré de roches de couverture, qui constituent la première barrière à la migration des fluides. La caractérisation de leurs propriétés de confinement et de leur évolution en présence de CO2 est donc un élément clé de la sécurité d’un site de stockage. Le travail présenté propose une méthodologie, appliquée ici à des roches carbonatées du bassin parisien, permettant de mesurer les paramètres de transport de roches de couverture et les conséquences d’un vieillissement en conditions représentatives de celles d’un stockage en aquifère profond. La pression de percée, le coefficient de diffusion des produits de dissolution du CO2, et la perméabilité, paramètres contrôlant les principaux mécanismes de fuite, ont été mesurés avant et après altération des matériaux par réaction avec une saumure saturée en CO2 dans des conditions thermodynamiques typiques d’un réservoir (environ 80°C et 100 bar). Les résultats obtenus ont révélé un bon comportement global des roches, mais également une forte diminution du potentiel de confinement en présence de défauts structurels initiaux (fractures rebouchées, pores de grand diamètre...). Une simulation numérique décrivant les évolutions de la formation rocheuse non-fissurée sur une durée de 1000 ans a été réalisée en s’appuyant sur des paramètres mesurés directement ou obtenus par modélisation des essais d’altération. Elle a montré que les transformations engendrées par le stockage de CO2 sous une roche de couverture homogène restent très limitées spatialement / A promising solution to reduce anthropogenic emissions of greenhouse effect gases consists in the injection and long-term storage of a part of the industrial carbon dioxide discharges in underground formations. These formations must be composed of a reservoir surrounded by tight caprocks, which represent the first barrier preventing fluids migration. The characterization of their confining properties and of their evolution in presence of CO2 is thus a key element regarding a storage site security. This work presents a methodology allowing the measurement of caprocks transport parameters and the consequences of an alteration under representative conditions of deep aquifers storage. This methodology was applied to carbonate rocks from the Paris basin. The breakthrough pressure, the diffusion coefficient of CO2 dissolution products, and the permeability, controlling parameters of leakage mechanisms, were measured before and after alteration of the materials by reaction with a CO2-saturated brine under reservoir thermodynamic conditions (about 80°C and 100 bar). Results revealed a satisfactory global behaviour under these aggressive conditions, but also a strong diminution of the confinement potential in presence of initial structural faults (sealed fractures, large-diameter pores…) forming higher-permeability zones. A numeric simulation describing the evolution of a homogeneous rock formation during 1000 years was also realized based on parameters directly measured or obtained by modelling of the alteration experiments. It showed that the transformations brought by the CO2 storage under a rock formation with no initial faults remain very localized spatially Stockage de CO₂ Roche de couverture Porosité Pression capillaire Coefficient de diffusion Traceurs radioactifs Perméabilité Transport réactif Carbonates Modélisation géochimique CO₂ storage Caprock Porosity Capillary pressure Diffusion coefficient Radioactive tracers Permeability Reactive transport Carbonates Geochemical modelling 628.53
72	NMR als Mittel zur Beobachtung der gelösten Eisen-Konzentration im Porenraum von Sedimenten Mitreiter, Ivonne 07 April 2011 (has links) In der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der magnetischen Kernspinresonanz (NMR) eingesetzt, um beim Schadstoffabbau stattfindende Prozesse und geochemische Reaktionen zerstörungs- und beprobungsfrei zu untersuchen. Dies ist möglich, da die gelösten Elektronenakzeptoren Sauerstoff und Eisen paramagnetisch sind und somit einen Ein uss auf die NMRRelaxationszeiten ausüben. Der lineare Zusammenhang zwischen der gelösten Sauerstoff- beziehungsweise Eisen-Konzentration und den NMR-Relaxationsraten 1/T1 und 1/T2 wurde quantifiziert. Weiterhin wurde der bereits bekannte Einfluss der Matrixoberflächen von porösen Medien auf die Relaxation von Wasser nachgewiesen. Die paramagnetischen Zentren auf Sandoberflächen führen ebenfalls zu einer Verkürzung der Relaxationszeiten. Es wurde gezeigt, dass die kleinsten Korngrößen der verwendeten Sande den größten Einfluss auf die Oberflächenrelaxation haben. Wird die Oberflächenrelaxation berücksichtigt, ist auch in porösen Medien die ermittelte lineare Abhängigkeit der Relaxationszeiten von der Ionenkonzentration anwendbar, um den Gehalt an gelösten paramagnetischen Ionen aus Relaxationsmessungen zu ermitteln. Beispielhaft wurde der Anstieg der Eisen(III)-Konzentration in der Porenlösung von natürlichen Sanden infolge der Auflösung eisenhaltiger Mineralien von den Oberflächen zeitlich und räumlich detailliert betrachtet. Eine durchgeführte Modellierung zeigte, dass das Reaktionssystem zu Beginn der Reaktion von der Diffusion dominiert wird, am Ende dann die Reaktionsgeschwindigkeit der bestimmende Parameter ist. Die beim biologischen Schadstoffabbau auftretenden Redoxprozesse des Eisens wurden durch rein chemische Reaktionen unter Verwendung von Oxidations- und Reduktionsmitteln simuliert. Die zeitlich und räumlich detaillierte Beobachtung des Anstiegs beziehungsweise des Abfalls der gelösten Eisen(III)-Konzentration in der (Poren-)Lösung war mit NMR-Relaxometrie trotz der Schnelligkeit der Reaktionen möglich. Mit Hilfe der anschliessenden Modellierung wurde der wichtige Einfluss des pH-Wertes auf den genauen Ablauf der Reaktionen deutlich gemacht. Nur in sehr sauren pH-Bereichen (pH < 3) liegen die Eisen(III)-Ionen in Lösung vor. Weiterhin wurde der Einfluss der Mikroorganismen selbst auf die NMR-Relaxations- und Diffusionsmessungen untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an Medien mit Lactobacillus und Penicillium eine Verschiebungen in den Relaxationszeitverteilungen hin zu kleineren Relaxationszeiten gemessen. Dies basiert auf der bereits bekannten Verringerung der Mobilität der Spins innerhalb der Biomasse. Für Bakterien von Geobacter metallireducens konnte erstmals der Verbrauch von Eisen(III)-Ionen durch Reduktion während des Wachstum anhand der ansteigenden T2-Relaxationszeit gezeigt werden. info:eu-repo/classification/ddc/530 ddc:530
73	Numerical modeling of compositional two-phase reactive transport in porous media with phase change phenomena including an application in nuclear waste disposal Huang, Yonghui 03 December 2018 (has links) Non-isothermal compositional two-phase flow is considered to be one of the fundamental physical processes in the field of water resources research. The strong non-linearity and discontinuity emerging from phase transition phenomena pose a serious challenge for numerical modeling. Recently, Lauser et al.[1] has proposed a numerical scheme, namely the Nonlinear Complementary Problem (NCP), to handle this strong non-linearity. In this work, the NCP is implemented at both local and global levels of a Finite element algorithm. In the former case, the NCP is integrated into the local thermodynamic equilibrium calculation. While in the latter one, it is formulated as one of the governing equations. The two different formulations have been investigated through several well established benchmarks and analyzed for their efficiency and robustness. In the second part of the thesis, the presented numerical formulations are applied for application and process studies in the context of nuclear waste disposal in Switzerland. Application studies comprehend the coupling between multiphase transport model and complex bio-geo-chemical process to investigate the degradation of concrete material due to two major reactions: carbonation and Aggregate Silica Reaction(ASR). The chemical processes are simplified into a lookup table and cast into the transport model via source and sink term. The efficiency and robustness of the look-up table are further compared with a fully reactive transport model. info:eu-repo/classification/ddc/500 ddc:500
74	Coupling source term, mineral reactivity and flow in radionuclide transport Iwalewa, Tajudeen January 2017 (has links) The focus of this work is to investigate the dissolution of MW25, a non-radioactive simulant of UK high-level nuclear waste borosilicate glass, and to predict its performance in the near field of a geological repository. A single-pass flow-through (SPFT) experimental system was used to measure the forward dissolution rates of MW25. Experiments were conducted in two parts. Experiment Part 1 considers the dissolution of the waste glass in deionised water at 40 and 90 oC and circum-neutral pH. Experiment Part 2 considers the dissolution of the waste glass in simulant groundwaters, with similar compositions to groundwaters of Callovo-Oxfordian clay (lower-strength sedimentary rock (LSSR)) and Borrowdale Volcanic Group rocks (higher-strength rock (HSR)), at 40 oC and pH 7. The forward dissolution rate measured in deionised water was found to be approximately one order of magnitude higher at 90 oC than at 40 oC. A similar release was observed for Si, Mg and Al at 40 oC and 90 oC, whereas the B, Cs, Na, Li and Mo showed an order of magnitude increase when the temperature was increased from 40 to 90 oC for low q/S values. The activation energy (Ea) of the reactions shows that the dissolution process is a surface phenomenon. At 90 oC the net effect of the processes governing MW25 dissolution led to the preferential release of boron and alkali metals relative to the release of Si during the transient dissolution stage, accompanied by an increase in the concentration of silicic acid. This suggests that the solution activity of silicic acid at a higher temperature has a weak influence on the release of the mobile elements. The forward dissolution rate measured in LSSR simulant groundwater was found to be slightly higher than that measured in HSR simulant groundwater. The dissolution behaviour of MW25 in both groundwaters is consistent with its behaviour in deionised water at 40 oC, with the dissolution rates of elements increasing as flow rates were increased. However, forward dissolution rates measured in the simulant groundwaters were lower than the forward dissolution rates measured in deionised water under these experimental conditions. This is attributable to the interaction of the components of the simulant groundwaters with the glass, as revealed by post-reaction surface analyses, and a consequential lower alkalinity of the leachates collected in the experiments with simulant groundwater than in deionised water. Reactive chemical transport simulations of waste glass dissolution and radionuclide release in a hypothetical near field were conducted over a time span of a million years with GoldSim. The results showed that enclosing the waste glass in a steel canister covered by a copper canister and emplacing the waste package in a granite host rock is optimal for the long-term isolation of the radionuclides. The waste glass was found to play a significant role in the overall performance of the near field. This study features a new method for estimating the surface area of reacted glass powder more accurately than the geometric surface area estimate, which is the preferred standard method among researchers. 539.7
75	Investigation of contaminant mass fluxes and reactive transport modelling of heterocyclic hydrocarbons at former gasworks sites / Untersuchungen zu Schadstoffmassenflüssen und reaktive Transportmodellierung von heterozyklischen Kohlenwasserstoffen an ehemaligen Gaswerksstandorten Herold, Maria 22 October 2009 (has links) No description available. 550 Geowissenschaften Mathematics and Computer Science Schadstoffmassenfluss Immissionspumpversuche Sanierungsoptimierung Grundwasserverunreinigung reaktive Transportmodellierung heterozyklische Kohlenwasserstoffe contaminant mass flow rate integral pumping tests point scale concentration measurements remediation optimization groundwater contamination reactive transport modelling PAH heterocyclic aromatic hydrocarbons remediation 38.86 VBQ 100: Methodik
76	Development and evaluation of a reactive hybrid transport model (RUMT3D) / Entwicklung und Evaluierung eines reaktiven Hybrid-Stofftransportmodelles (RUMT3D) Spießl, Sabine Maria 09 June 2004 (has links) No description available. Mathematics and Computer Science Gekoppeltes diskretes Grundwasser System gekoppeltes diskretes Kontinuum System Röhren-Matrix System diskretes System Kontinuum-Röhrentransport Modell numerisches Modell diskretes Röhrentransport-modell Röhrennetzformulierung numerische Modellierung numerische Simulierung reaktive Transportmodellierung 550 Geowissenschaften Coupled discrete-groundwater system coupled discrete-continuum system conduit-matrix system discrete system continuum-conduit transport model numerical model discrete conduit transport model pipe network formulation numerical modelling numerical simulation reactive transport modelling 38 38.86 38.89 38.32 43 43.63 56 56.31 VB 000: Angewandte Geologie VBQ 000: Hydrogeologie VBQ 800: Aquifere {Hydrogeologie} VBS 000: Umweltgeologie UC 000: Angewandte Hydrologie UBG 700: Grundwasserbewegung {Hydrologie Unterirdische Gewässer} VJ 000: Geochemie VJC 000: Aquatische Geochemie VJC 110: Geochemie des Grundwassers Porenwassers VJJ 330

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