Simulation numérique directe de l'ascension d'une particule avec transferts de chaleur.

Le transport de particules possède de nombreux domaines d'application dans le monde industriel tel que : la métallurgie, l'agroalimentaire, l'énergie. Ce phénomène reste encore mal connu d'un point de vue académique. C'est pourquoi, il nous a semblé important d'aborder ce thème. A l'aide de simulations numériques menées à l'échelle d'une particule, nous avons étudié l'hydrodynamique et les transferts thermiques se produisant lors de l'ascension libre d'une particule. Pour cela, nous avons considéré une particule indéformable évoluant dans un fluide Newtonien pour un régime laminaire à des petits nombres de Reynolds (de l'ordre de 10-2 à 10-3). Nous nous sommes placés dans deux configurations différentes pour mener notre étude. Dans les deux cas, pour observer l'écoulement diphasique liquide-solide, nous avons utilisé la simulation numérique directe avec une méthode dite à un fluide. Dans un premier temps, nous avons simulé l'ascension d'une particule ayant une température maintenue fixe progressant dans un fluide possédant une température initiale différente de celle du solide. Afin de valider nos résultats hydrodynamiques, nous avons comparé la vitesse asymptotique que nous avons obtenue numériquement à celle découlant d'une méthode analytique : l'approche de Faxën. En ce qui concerne les transferts thermiques, nous avons comparé le nombre de Nusselt global obtenu numériquement avec celui issu de corrélation pour un écoulement en convection forcée autour d'un cylindre. Après ces confirmations, nous avons entrepris la simulation de l'ascension d'une particule ayant une température évoluant cette fois librement au cours du temps et progressant dans un liquide ayant une température initiale différente de celle du solide. Une discussion sera ensuite menée sur l'influence de la variation de la température au cours du temps sur l'hydrodynamique et les échanges thermiques en s'appuyant sur les résultats obtenus avec la première simulation (température de la particule fixe au cours du temps). Cette étude a été réalisée dans le but d'aborder par la suite un problème plus complexe qui consiste à simuler l'ascension d'une ou plusieurs particules évolutives (avec changement de phase liquide-solide)

Using plant litter decomposition as an indicator of ecosystem response to soil contamination

The inventory and remediation of contaminated sites have emerged as top environmental priorities worldwide. A large body of evidence has accumulated to show how soil contamination affects biological communities and ecological processes. This knowledge has yet to be used for the development of indicators of soil quality that are meaningful to end-users and are easy to implement in soil quality assessment schemes. In this study, we used quantifiable measures of litter decomposition, a key biophysical process, as indicators of the ecological impact of soil contamination by trace metals and hydrocarbons. We conducted a litterbag experiment with coarse and fine mesh bags to compare highly vs. minimally contaminated sites within eight locations representative of a wide array of environmental conditions and types of pollution. Contrary to the common assumption that soil contamination hampers soil functions, idiosyncratic responses were detected for litter decomposition rate and decomposer activity metrics. A negative relationship between detritivore and microbial responses to soil contamination indicates that wherever the activity of one group of decomposers is reduced, increase in activity of the other group may ensure litter decomposition to proceed at rate similar or higher than baseline rate. This finding may indicate that compensatory dynamics in soil communities is important in determining ecosystem stability against chemical stressors. As litter decomposition may inform on the capacity of terrestrial ecosystems to cope with soil contamination, it may be a useful complement to chemical soil analyses in routine soil quality assessment schemes

Simulations numériques de l’ascension d’une particule évolutive sous l’effet du changement d’état liquide-solide

Le phénomène de transport de particules dans un fluide se rencontre dans de nombreux domaines d’application : énergétique, agroalimentaire… Nous avons entrepris la modélisation et la simulation numérique de l’ascension d’une particule fondante pour un régime de nombre de Reynolds modéré. Nous vérifions dans un premier temps la validité du code de calcul. Puis, l’étude de l’ascension d’une particule indéformable (sans fusion) froide évoluant dans un fluide chaud permet de constater l’influence des échanges de chaleur entre la particule et le fluide à la fois sur la vitesse et l’établissement du champ de température. L’analyse du processus d’ascension d’une particule fondante permet de mieux comprendre l’hydrodynamique, les échanges thermiques liquide-solide et le phénomène de fusion dans le cas d’une ascension.Flows of melting particles are involved in a wide field of industrial applications such as energetics, agroalimentary… We undertook the modeling and the numerical simulation of the rise of a single melting particle for a mode of moderate Reynolds number. We initially check the validity of the computer code. Then, the study of the rise of an indeformable particle (without fusion) cold moving in a hot fluid makes it possible to note the influence of the heat transfers between the particle and the fluid at the same time on the speed and the establishment of temperature field. The analysis of the process of rise of a single melting particle makes it possible to better understand the hydrodynamics, heat exchange liquid-solid and the phenomenon of fusion in the case of a rise

Simulations numériques de l’ascension d’une particule évolutive sous l’effet du changement d’état liquide-solide

Le phénomène de transport de particules dans un fluide se rencontre dans de nombreux domaines d’application : énergétique, agroalimentaire… Nous avons entrepris la modélisation et la simulation numérique de l’ascension d’une particule fondante pour un régime de nombre de Reynolds modéré. Nous vérifions dans un premier temps la validité du code de calcul. Puis, l’étude de l’ascension d’une particule indéformable (sans fusion) froide évoluant dans un fluide chaud permet de constater l’influence des échanges de chaleur entre la particule et le fluide à la fois sur la vitesse et l’établissement du champ de température. L’analyse du processus d’ascension d’une particule fondante permet de mieux comprendre l’hydrodynamique, les échanges thermiques liquide-solide et le phénomène de fusion dans le cas d’une ascension.Flows of melting particles are involved in a wide field of industrial applications such as energetics, agroalimentary… We undertook the modeling and the numerical simulation of the rise of a single melting particle for a mode of moderate Reynolds number. We initially check the validity of the computer code. Then, the study of the rise of an indeformable particle (without fusion) cold moving in a hot fluid makes it possible to note the influence of the heat transfers between the particle and the fluid at the same time on the speed and the establishment of temperature field. The analysis of the process of rise of a single melting particle makes it possible to better understand the hydrodynamics, heat exchange liquid-solid and the phenomenon of fusion in the case of a rise

DNA stable isotope probing reveals contrasted activity and phenanthrene-degrading bacteria identity in a gradient of anthropized soils

International audiencePolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous soil organic pollutants. Although PAH degrading bacteria are present in almost all soils, their selection and enrichment have been shown in historically high PAH contaminated soils. We can wonder if the effectiveness of PAH biodegradation and the PAH-degrading bacterial diversity differ among soils. The stable isotope probing (SIP) technique with 13 C-phenanthrene (PHE) as a model PAH was used to: i) compare for the first time a range of ten soils with various PAH contamination levels, ii) determine their PHE-degradation efficiency, and iii) identify the active PHE-degraders using 16S rRNA gene amplicon sequencing from 13 C-labelled DNA. Surprisingly, the PHE degradation rate was not directly correlated to the initial level of total PAHs and phenanthrene in the soils, but was mostly explained by the initial abundance and richness of soil bacterial communities. A large diversity of PAH-degrading bacteria was identified for seven of the soils, with differences among soils. In the soils where the PHE degradation activities were the higher, Mycobacterium species were always the dominant active PHE degraders. A positive correlation between PHE-degradation level and the diversity of active PHE-degraders (Shannon index) supported the hypothesis that cooperation between strains led to a more efficient PAH degradation

Altered fungal communities in contaminated soils from French industrial brownfields

International audienc

Diversity and functions of microbial communities in historically multi-contaminated soils

International audienc

Activités contrastées de dégradation du phénanthrène dans un gradient de sols anthropisés et identification des bactéries actives via la technique de DNA-stable isotope probing

National audienc

Impact d’une multi pollution historique du sol sur la diversité fonctionnelle des communautés microbiennes

National audienc

Les propriétés du sol et la pollution multiple affectent la diversité bactérienne taxonomique et fonctionnelle dans une gamme de sols présentant un gradient d’anthropisation

National audienc