ETUDE DE TRANSFERT DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LE SOL (MODELISATION MATHEMATIQUE ET NUMERIQUE )

Abstract

الملخص تتجلى دراسة هذا البحث في انتقال المبيدات الحشرية عن طريق وضع نموذج للتدفق في مصفوفة التربة. وللتنبؤ بفعليات وسلوكياتالمبيدات اثناء انتقالها وتوزيعها في التربة، استخدمنا نماذج أحادية وثنائية الابعاد. والتي تستند بدورها إلى معادلة التشتتوالنقل ، حيث تفرض أن كل كمية الماء المتواجدة في التربة تشارك في نقل وتوزيع المذاب. وننوه الى أننا من خلال أطروحتنا هذه قمنا بدراسة نوعين من المبيدات (GC 250 (metribuzin) ) و( LC 250 (isoproturon. أما بخصوص اهداف الدراسة فيمكن حصرها في مايلي : يتمثل الهدف الأول من هذا العمل في تحديد آثار عوامل النقل من خلال توضيح تطور تركيز المبيدات بدلالة العمق والوقت وذلك باستخدام نموذج النقل غير المتوازن. و بالنسبة لمبتغى الهدف الثاني هو إيجاد العلاقة بين التركيز وعوامل النقل. أما الهدف الثالث فتتجه خطاه الى سبل السعي في إيجاد شكل جديد لتوزع الملوثات لنموذج عدم التوازنالثنائي البعد، مع مراعاة السرعات الأفقية والعمودية وذلك بعد تحليل النتائج ومحاولة فهم إمكانات تحسين هذه العمليات. وكنتيجة حتمية لدراستنا هذه تمكنا من التنبؤ بالسلوك الزمني لطبقة المياه الجوفية الملوثة و كذا معدل توزيع واختراق الملوثات في التربة. حيث يظهر أقصى تركيز للمبيدات (29٪ من تركيز C الأولي) في التربة بعد 100 يوم من الاستخدام على عمق 100 متر. ونشير بالذكر الى امكانية استخدام هذا النموذج في تقييم فرصة العمل في حالات الطوارئ , حيث يتم حل المشكلة عدديًا باستخدام طريقة des volumes finis وdifférence finis وبرنامج FORTRAN Résumé Cette recherche étudie le transport d’un pesticide en modélisant le flux dans la matrice du sol. Dans le but de prédire le comportement transitoire d’un pesticide et sa distribution dans le sol, des modèles unidimensionnels et bidimensionnels ont été utilisés.Ces modelés sont bases sur l’équation de la convection-dispersion, qui implique que la totalité de l’eau du sol participe au transport convectif et dispersif du soluté. Dans notre travail, les résidus multiples GC 250 (métribuzine) et LC 250 (isoproturon) sont étudiés. Le premier objectif de ce travail est d'identifier les effets des paramètres de transport.L’évolution de la concentration en pesticide en fonction de la profondeur et du temps a été mise en évidence à l’aide du modèle de transport hors équilibre.Le deuxième objectif est de trouver une relation entre la concentration et les paramètres de transport. Le troisième objectif est de trouver une nouvelle forme pour le modèle de non-équilibre de la dispersion bidimensionnelle (2D), en tenant compte les deux vitesses horizontale et verticale. Les résultats ont été analysés pour comprendre le potentiel d'amélioration de ces processus. Nous avons pu prédire le comportement dans le temps d'une couche d'eau souterraine contaminée ainsi que la répartition et le taux de pénétration des polluants dans le sol. La concentration maximale de pesticide (29% de la concentration initiale de C0) dans le sol apparaît cent jours après l'application à une profondeur de 100 m. Nous pouvons être utilisés pour valoriser une fenêtre d'opportunité pour une action d'urgence. Le problème est résolu numériquement par l'utilisation d’une approche numérique basée sur les méthodes des volumes finis et différence finis et le programme FORTRAN. Abstract

This study aims at investigating, experimentally and numerically, the pesticide transport through the soil in unsaturated zone. In our work the multi residues GC 250 (Metribuzin) and LC 250 (Isoproturon) are studied. The movement of pesticide is described with one dimensional model. The transport equation incorporates terms accounting for diffusion – convection, adsorption and reaction. The first objective of this work is to identify the effects of the parameters transport such as: the dimensions first order degradation coefficient (), the peclet number (e) and the dimensionless mass transfer coefficient(w). The evolution of pesticide concentration in fuction of depth and time was found by using the non-equilibrium transport model. The data obtained show the importance of the adsorbed concentration. The second objectif is to find the relation between the concentration and the transport parameters because there is a difficulty of the analytical solution. The third objective is to find a new form for the Non-equilibrium model of two-dimensional dispersion (2D), with the consideration the two velocities horizontal and vertical. days, shows that the vertical velocity V higher than the horizontal velocity U.The results have been analyzed to understand these processes for possible improvement .We were able to predict the time behavior of a contaminated groundwater layer and the distribution and rate of pollutant penetration into soil .Maximum concentration of pesticide (29% from the initial concentration C0) in the soil appears one hundred days after application at 100-m depth. We can be used to value a window of occasion for emergency action. The results obtained are agreed with those of other authors who treat with the same problem. The solution of the problem was carried out by a numerical approach by using the finite difference method and the finite volume method with the aid of the FORTRAN program.