Prochaine session “inter-entreprise” :
- Titre : Utilisation du logiciel PHREEQC – modélisation hydro(géo)chimique et de transport réactif
- Quand : Les 15, 16 & 17 et les 22, 23 & 24 novembre 2022 (2*3=6 jours)
- Où : En distanciel (via Zoom)
- Tarifs par participant (€ hors taxes, ajouter 20% de TVA) :
- 1 500 € (personnels permanents)
- 1 250 € (personnels non-permanents)
Notions et concepts scientifiques / techniques abordés :
| JOUR 1 | Calcul d’équilibres thermodynamiques gaz-eau-solides ● Spéciation d’eaux – Réactions acide-base (pH), redox (pe/Eh) et de complexation – Indices de saturation vis-à-vis de minéraux – Fugacités et pressions partielles de gaz ● Equilibres eau-minéral |
| JOUR 2 | Calcul d’équilibres thermodynamiques gaz-eau-solide (suite) ● Equilibres eau-gaz – Gaz parfaits versus gaz réels (équation d’état des gaz parfaits ou de Peng-Robinson) – Phase gazeuse « exprimée » ou non ● Equilibres gaz-eau-solides ● Addition progressive d’un composé chimique à une solution aqueuse ● Construction d’un diagramme concentration versus pH (diagramme de Sillen (ou Bjerrum)) |
| JOUR 3 | Base de données ● Organisation, syntaxe et conventions ● Données thermochimiques : constantes d’équilibres K et leurs dépendances à la température ● Modèle d’activité en phase aqueuse B-dot ; rappel sur le calcul des coefficients de fugacité ● Ajout d’espèces aqueuses à une base de données « de type B-dot » Mélanges d’eaux à l’équilibre thermodynamique |
| JOUR 4 | Cinétique de dissolution-précipitation d’un solide Cinétique de réaction bactérienne Transport réactif en milieu poreux saturé ● Réaction et transport par diffusion moléculaire ● Réaction et transport par advection+dispersion hydrodynamique |
| JOUR 5 | Modèles cinétiques de réactions solide-liquide ● Approfondissement des fonctionnalités liées à la cinétique des réactions ● Cas d’étude : dissolution d’une poudre minérale Modèles de coefficients d’activité pour les solutions concentrées ● Utilisation des modèles SIT et Pitzer ● Structure des bases de données SIT et Pitzer ● Eléments clefs pour la retranscription d’une base de données à partir de données bibliographiques |
| JOUR 6 | Description de phases solides ● Ajout de phases solides dans une base de données ● Utilisation de la fonctionnalité « solutions solides » Réactions redox et électrochimiques ● Systèmes à potentiel Eh contrôlé ● Simulation d’une oxydation/réduction électrochimique |
Exemples pratiques de simulation :
| Calculs d’équilibres gaz-eau-minéraux | ● Spéciation d’une eau pure à 25°C ● Spéciation d’une eau de Drainage Minier Acide (DMA) ou géothermale à ~20°C ● Spéciation d’une eau de formation à 25°C et à une température différente de 25°C ● Calcul de l’équilibre eau-portlandite (minéral cimentaire) ● Calculs d’équilibres gaz-eau – CO2-eau : avec CO2=gaz idéal (ou parfait) ou =gaz réel – CO2-eau : relation fugacité-pression (gaz réel) – H2-eau: hydrogénation d’une eau de formation (=ajout d’hydrogène à une eau de formation) ● Calcul d’équilibre gaz-eau-roche : ajout d’hydrogène (H2) à un ensemble eau+minéraux ● Construction d’un diagramme de Sillen/Bjerrum (Concentration versus pH) pour les carbonates (CO2, HCO3– et CO32-) ● Réactions redox : électro-dissolution d’une électrode de nickel, oxydation de sulfures de métaux en milieu acide |
| Mélanges d’eaux à l’équilibre thermodynamique | ● Mélange d’une eau sulfatée et d’une eau riche en baryum avec précipitation de barytine (“sulfate scaling” en contexte pétrolier) |
| Base de données et modèles d’activité en solution aqueuse | ● Un exemple pour comprendre l’organisation, syntaxe et conventions de la base de données ● Calcul des constantes d’équilibres thermodynamiques (K) avec la température ● Utilisation des modèles d’activité B-dot, SIT et Pitzer et leurs paramètres (systèmes Lanthanides-acide organiques-eau, Cu(II)-H2SO4-H2O) ● Ajout d’espèces aqueuses à des bases de données de type B-dot, SIT et Pitzer ● Ajout de phases solides à une base de données (oxalates de terre rares, MgCO3, NaF et FeSO4.xH2O) |
| Equilibre solution solide-eau | ● Equilibre eau-solution solide (FexMg1-xCO3); paramètres de mélanges issus de la bibliographie |
| Cinétique réactionnelle | ● Cinétique de dissolution-précipitation de calcite ● Cinétique de réduction biotique (bactéries) des sulfates par une loi de Monod “simple” ● Cinétique de dissolution d’une poudre minérale multiphasée et multidispersée à pH contrôlé |
| Transport réactif | ● Simulation de la progression 1D d’un front de carbonatation au travers d’un ciment (transport par diffusion dans un milieu poreux) ● Percolation 1D d’une eau pure au travers d’une colonne de terre polluée au carbone organique (transport par advection-dispersion dans un milieu poreux) |