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Modélisation de la qualité de l'eau : cinétique dans le PHREEQC

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Dans cours

ENG-400: Water quality modeling

This course builds on environmental chemistry and microbiology taken in previous courses. The emphasis is on quantification using the public domain package, PHREEQC, which is an excellent computation tool. Numerous applications are investigated during the ...

Description

Cette séance de cours introduit la modélisation de la cinétique dans la qualité de l'eau à l'aide du logiciel PHREEQC. Il couvre la comparaison des échelles de temps de réaction, des nombres de Damköhler, et l'utilisation de mots clés KINETICS et TATS. La séance de cours explique la nécessité d'une modélisation cinétique basée sur les échelles de temps de transport et de temps de réaction, soulignant l'importance des réactions d'équilibre et la prise en compte de la diffusion et du transport dominé par l'advection. Il s'inscrit également dans la syntaxe et les paramètres détaillés du mot clé KINETICS, fournissant des exemples de modèles de biodégradation cinétique. La présentation se termine par des pièges et des exemples communs montrant les solutions numériques des réactions cinétiques dans le PHREEQC.

Enseignant·e

David Andrew Barry

Expertise Qualité des eauxHydrodynamique des lacsSystèmes de mesures de champEau souterraineModélisation bio-géochimiqueErosion des sols Formation BA (Qld), BAppSci (RMIT), BSc, PhD, DSc (Griffith), DEng (Deakin)Intérêts de recherche L'hydrogéologie, le lagunage, l'ingénierie écologique, en particulier le transport de contaminants et l'assainissement des sols et des eaux souterraines. De manière plus générale, la modélisation de processus hydrologiques et de zones vadoses; l'application de méthodes mathém

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Concepts associés (32)

Réaction chimique

Une réaction chimique est une transformation de la matière au cours de laquelle les espèces chimiques qui constituent la matière sont modifiées. Les espèces qui sont consommées sont appelées réactifs ; les espèces formées au cours de la réaction sont appelées produits. Depuis les travaux de Lavoisier (1777), les scientifiques savent que la réaction chimique se fait sans variation mesurable de la masse : , qui traduit la conservation de la masse. thumb|La réaction aluminothermique est une oxydo-réduction spectaculaire.

Analyse numérique

L’analyse numérique est une discipline à l'interface des mathématiques et de l'informatique. Elle s’intéresse tant aux fondements qu’à la mise en pratique des méthodes permettant de résoudre, par des calculs purement numériques, des problèmes d’analyse mathématique. Plus formellement, l’analyse numérique est l’étude des algorithmes permettant de résoudre numériquement par discrétisation les problèmes de mathématiques continues (distinguées des mathématiques discrètes).

Constante d'équilibre

En chimie, une constante d'équilibre caractérise l'état d'équilibre d'un système chimique. Elle est donc associée à un état du système qui ne peut pas évoluer de manière spontanée. La valeur de la constante d'équilibre dépend uniquement de la réaction chimique considérée et de la température. Les constantes d'équilibre sont généralement données à . Claude-Louis Berthollet fut le premier, en 1803, à comprendre que toute réaction chimique n'est pas totale.

Stabilité numérique

En analyse numérique, une branche des mathématiques, la stabilité numérique est une propriété globale d’un algorithme numérique, une qualité nécessaire pour espérer obtenir des résultats ayant du sens. Une définition rigoureuse de la stabilité dépend du contexte. Elle se réfère à la propagation des erreurs au cours des étapes du calcul, à la capacité de l’algorithme de ne pas trop amplifier d’éventuels écarts, à la précision des résultats obtenus. Le concept de stabilité ne se limite pas aux erreurs d’arrondis et à leurs conséquences.

Équilibre chimique

Un équilibre chimique est le résultat de deux réactions chimiques simultanées dont les effets s'annulent mutuellement. Une réaction telle que la combustion du propane avec l'oxygène, qui s'arrête lorsque l'un des réactifs est totalement épuisé, est qualifiée de réaction totale, complète ou irréversible. À contrario, une réaction comme l'estérification, aboutissant à un mélange stable dans le temps de réactifs et de produits, sans disparition totale de l'une des espèces chimiques, est qualifiée de réaction partielle, incomplète, réversible ou inversible : ce type de réaction aboutit à un équilibre chimique.

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Solutions: Concentration et Enthalpy

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Explore les principes d'équilibre chimique, y compris le principe du Châtelier et les constantes d'équilibre, et discute de l'influence de la température, de la pression et de la concentration sur les changements d'équilibre.

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Couvre la conception des réacteurs adiabatiques en mettant l'accent sur les réactions d'isomérisation et les calculs du bilan énergétique.

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