{"id":11814,"date":"2024-05-15T09:57:42","date_gmt":"2024-05-15T07:57:42","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=11814"},"modified":"2024-05-15T09:57:43","modified_gmt":"2024-05-15T07:57:43","slug":"stochastic-characterization-of-reactive-processes-in-porous-media","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2024\/05\/stochastic-characterization-of-reactive-processes-in-porous-media\/","title":{"rendered":"Stochastic Characterization of Reactive Processes in Porous Media"},"content":{"rendered":"<figure class=\"wp-block-post-featured-image\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"841\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati.jpg\" class=\"attachment-post-thumbnail size-post-thumbnail wp-post-image\" alt=\"\" style=\"object-fit:cover;\" srcset=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati.jpg 1920w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati-300x131.jpg 300w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati-1024x449.jpg 1024w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati-768x336.jpg 768w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati-1536x673.jpg 1536w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2024\/05\/recalcati-1320x578.jpg 1320w\" sizes=\"auto, (max-width: 1920px) 100vw, 1920px\" \/><\/figure>\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#f2f2f2\"><em>Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 12 juin 2024 par Chiara Recalcati, rattach\u00e9e \u00e0 l&rsquo;Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>La recherche pr\u00e9sent\u00e9e dans cette th\u00e8se se concentre sur l\u2019exploration de la nature des processus de flux et de transport \u00e0 travers les g\u00e9omat\u00e9riaux poreux et de leurs interactions\/r\u00e9troactions avec la matrice solide. Les roches naturelles sont le milieu poreux \u00e0 travers lequel les flux d\u2019eau (et d\u2019autres fluides) et le transport de solut\u00e9s s\u2019effectuent \u00e0 travers le sous-sol terrestre.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans ce contexte, la dissolution est un processus cl\u00e9 qui entra\u00eene les transformations min\u00e9rales qui ont lieu dans la cro\u00fbte sup\u00e9rieure de la Terre. Ce processus contribue \u00e0 la formation de voies pr\u00e9f\u00e9rentielles \u00e0 travers le sous-sol. Les roches carbonat\u00e9es sont d\u2019un int\u00e9r\u00eat particulier. Cela est d\u00fb \u00e0 leur abondance dans le sous-sol et \u00e0 leur haute r\u00e9activit\u00e9. Elles entra\u00eenent l\u2019alt\u00e9ration de la surface de la Terre, interagissent avec la propagation des polluants dans les aquif\u00e8res souterrains, et favorisent la capture du carbone par processus comme la min\u00e9ralisation.<\/p>\n\n\n\n<p>Les principales questions de recherche abord\u00e9es dans cette th\u00e8se de doctorat sont li\u00e9es \u00e0 <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>l\u2019am\u00e9lioration de notre capacit\u00e9 \u00e0 observer directement les taux de r\u00e9action de pr\u00e9cipitation\/dissolution gr\u00e2ce \u00e0 des nouvelles exp\u00e9riences d\u2019imagerie \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nano-\/micro- <\/li>\n\n\n\n<li>la fourniture d\u2019une interpr\u00e9tation des taux observ\u00e9s gr\u00e2ce \u00e0 des approches stochastiques rigoureuses capables de quantifier l\u2019incertitude.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Ces questions sont abord\u00e9es avec un m\u00e9lange unique de th\u00e9oriques\/mod\u00e9lisation et d\u2019exp\u00e9riences de laboratoire. En tant que tel, les m\u00e9thodes sont bas\u00e9es sur des d\u00e9veloppements th\u00e9oriques fondamentaux (avec des approches soit analytiques que num\u00e9riques) et des manipulations. Les approches th\u00e9oriques sont de nature stochastique, \u00e9tant donn\u00e9 l\u2019incertitude omnipr\u00e9sente sur les m\u00e9canismes qui entra\u00eenent la dynamique de l\u2019alt\u00e9ration de la surface des min\u00e9raux en contact avec les fluides. Des exp\u00e9riences originales sont effectu\u00e9es directement \u00e0 l\u2019\u00e9chelle micro- et nano- pour observer par imagerie la physique fondamentale de l\u2019interaction entre les fluides et la surface min\u00e9rale.<\/p>\n\n\n\n<p>La th\u00e8se est structur\u00e9e le long des cinq chapitres bri\u00e8vement d\u00e9crits dans ce qui suit.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Le Chapitre 1<\/strong> fournit une introduction au travail, y compris une description g\u00e9n\u00e9rale des param\u00e8tres hydro-g\u00e9o-chimiques analys\u00e9s. <strong>Le Chapitre 2 <\/strong>donne un aper\u00e7u du cadre exp\u00e9rimental consid\u00e9r\u00e9 et con\u00e7u pendant le parcours de doctorat. Ils ont illustr\u00e9s les protocoles exp\u00e9rimentaux, con\u00e7us pour acqu\u00e9rir des images de Microscopie \u00e0 Force Atomique (AFM), imitant les param\u00e8tres naturels typiques des processus de dissolution de la calcite qui se produisant dans divers sc\u00e9narios d\u2019ing\u00e9nierie\/environnementaux. Une vari\u00e9t\u00e9 de configurations et de protocoles exp\u00e9rimentaux sont aussi con\u00e7us pour ressembler aux conditions associ\u00e9es \u00e0 (i) des r\u00e9actions domin\u00e9es par la diffusion et (ii) des r\u00e9actions contr\u00f4l\u00e9es par la surface qui sont typiques des r\u00e9gions stagnantes ou d\u2019\u00e9coulement dans les g\u00e9o-mat\u00e9riaux poreux. Ces protocoles sont document\u00e9s pour permettre d\u2019obtenir des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales qui peuvent \u00eatre rapidement utilis\u00e9es pour l\u2019\u00e9valuation des distributions spatio-temporelles de la topographie de surface du min\u00e9ral en contact avec le fluide en mouvement. Celles-ci sont \u00e0 leur tour utilis\u00e9es pour \u00e9valuer les distributions spatio-temporelles des taux de r\u00e9action qui s\u2019ensuivent. Ces derniers sont alors soumis \u00e0 des caract\u00e9risations stochastiques originales. En ce sens,<strong> le Chapitre 3<\/strong> comprend tous les d\u00e9tails du cadre th\u00e9orique stochastique utilis\u00e9 pour l\u2019analyse et l\u2019interpr\u00e9tation des manipulations exp\u00e9rimentales. L\u2019approche, et les formulations qui en d\u00e9rivent, int\u00e8grent l\u2019\u00e9valuation conjointe de la distribution de probabilit\u00e9 d\u2019une variable \u00ab target \u00bb et de ses incr\u00e9ments spatiaux associ\u00e9s, pris entre des emplacements s\u00e9par\u00e9s par une distance (\u00ab lag \u00bb) donn\u00e9e. Le champ al\u00e9atoire associ\u00e9 aux taux de r\u00e9action est interpr\u00e9t\u00e9 \u00e0 travers un mod\u00e8le de m\u00e9lange bimodal g\u00e9n\u00e9ralement non-Gaussien. Les modes de ce dernier correspondent \u00e0 un champ al\u00e9atoire indicateur qui est \u00e0 son tour li\u00e9 \u00e0 l\u2019occurrence de diff\u00e9rents processus \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du domaine d\u2019observation. Le mod\u00e8le int\u00e8gre dans un cadre th\u00e9orique unique les principaux traits qui se d\u00e9gagent de l\u2019analyse stochastique du syst\u00e8me. <strong>Le Chapitre 4 <\/strong>est consacr\u00e9 \u00e0 la pr\u00e9sentation des r\u00e9sultats d\u00e9taill\u00e9s des investigations exp\u00e9rimentales et th\u00e9oriques, tandis que les conclusions et les perspectives sont offertes dans<strong> le Chapitre 5<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 12 juin 2024 par Chiara Recalcati, rattach\u00e9e \u00e0 l&rsquo;Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE. La recherche pr\u00e9sent\u00e9e dans cette th\u00e8se se concentre sur l\u2019exploration de la nature des processus de flux et de transport \u00e0 travers les g\u00e9omat\u00e9riaux poreux et de leurs interactions\/r\u00e9troactions [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":47,"featured_media":11815,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[49465],"tags":[],"class_list":{"0":"post-11814","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-theses-soutenues"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11814","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/47"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11814"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11814\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11817,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11814\/revisions\/11817"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11815"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11814"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11814"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11814"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}