Simulation du phénomène de transport de la pollution dans les écoulements à surface libre

Abstract

Les décharges intentionnelles d’effluents industriels et domestiques dans les rivières sont devenues une véritable menace pour nos ressources hydriques. Les méthodes fiables de prédiction de la distribution des polluants déchargés dans les rivières sont donc d’un grand intérêt tant pour les autorités que pour les ingénieurs concepteurs de bâtiments. Les polluants rejetés dans les rivières sont transportés par convection sous l’effet du mouvement moyen et diffusés sous l’effet du mouvement turbulent; ces deux processus influencent la distribution de la pollution. Un modèle bidimensionnel a été utilisé dans le présent travail pour simuler la variation de la vitesse et le champ de concentration pour le cas d’un rejet coaxial dans un canal rectangulaire. La viscosité et la diffusivité turbulentes, impliquées dans l'équation de transport de l'espèce polluante, sont déterminées via le modèle de turbulence k- ε. La méthode des volumes finis a été ainsi utilisée pour la résolution numérique des équations différentielles régissant l’écoulement. Les résultats obtenus pour les différentes applications du modèle avec une variation combinée des paramètres d’écoulement (vitesse du rejet, effet de réaction) montrent une concordance très satisfaisante comparativement aux résultats de simulation d’autres auteurs dont les conditions d’écoulement sont similaires.