Couplage des équations de transfert de masse et des lois d''interactions solution-solide par l''utilisation des lanthanides comme traceurs — Approche expérimentale

In underground flow tracing studies, the estimation of the nature and the importance of interactions undergone by the substance used very often constitutes an obstacle to good modeling of mass-transfer processes in solution.

We propose a method to quantify these phenomena by the use of lanthanides as tracers.

For this study, we set up an analytical methodology adapted to routine measurements. The quality of five lanthanides as indicators has been examined. We have demonstrated the formation, by substitution, of a carbonate complex which is extremely stable in the natural environment. The field experiments carried out demonstrated the efficiency of those tracers and confirmed their great stability.

Tracer recovery graphs show that, in accord with our hypothesis, convection and dispersion are identical for all the lanthanide elements. Moreover, we have established a direct relation between their fixing rate on earth materials and the value of their stability constants.

Thus, we demonstrate the possibility of correlative multitracing, with known and quantifiable interelement relations.

Résumé

Dans les études de circulations souterraines par traceur, l'estimation de la nature et de l'importance des interactions subies par la substance utilisée constitue, bien souvent, un obstacle à une bonne modélisation des processus de transfert de masse en solution.

Nous proposons une méthode de quantification de ces phénomènes par l'utilisation des lanthanides comme traceurs.

Pour cette étude, nous avons mis au point une méthodologie analytique adaptée aux mesures de routine. Les qualités, en tant qu'indicateurs, de cinq lanthanides ont été examinées. Nous avons démontré la formation, par substitution, d'un complexe carbonaté extrèment stable en milieu naturel. Les expériences de terrain réalisées ont prouvé l'efficacité de ces traceurs et confirmé leur grande stabilité.

Les courbes de restitution obtenues ont montré que, conformément à nos hypothèses, la convection et la dispersion sont identiques pour l'ensemble de ces éléments. De plus, il a été établi une relation directe entre leurs taux de fixation sur le terrain et la valeur de leurs constantes de stabilité.

On dispose ainsi d'une possibilité de multitraçage corrélatif, avec des relations interélémentaires connues et quantifiables.