Évaluation de la contribution des interactions électrostatiques à la modélisation de la saltation
Laboratoire d'accueil : Laboratoire de physique et de métrologie des aérosols (LPMA)
Date : Novembre 2024
Nom du doctorant : Jade DELEAN
Résumé
Mon travail ambitionne d'améliorer les capacités de simulation de la dispersion des radionucléides dans l’environnement via la remise en suspension des poussières minérales potentiellement porteuses de radionucléides. Ces particules sont mobilisées dans l’atmosphère par le vent, dans un processus appelé saltation.
Ce travail vise notamment à étudier comment les interactions électrostatiques influencent le mouvement des grains et la dispersion des particules fines agrégées dans le sol. Les petites particules, libérées lorsque les grains en saltation heurtent le sol, sont transportées sur de longues distances. Il est généralement admis que ces petites particules possèdent une densité de charge de surface négative, tandis que les grains plus gros, proches du sol, tendent à avoir une densité de charge de surface positive.
Cette polarisation génère un champ électrique affectant la dispersion des grains de sable et des aérosols. Des champs électriques intenses (~166kV/m-1 [1]) ont été observés lors d’événements érosifs. Par ailleurs, l’impact d’autres forces électrostatiques, comme les forces de Van der Waals, les forces cohésives ou d’agglomération, sera également étudié.
Un objectif sous-jacent est d’évaluer l’impact de la radioactivité (sur les sols nus autour des centrales nucléaires) sur la charge globale des grains de sable et des aérosols, ainsi que sur la dispersion des radionucléides.
Mon travail s’appuiera sur une étude de terrain afin d’évaluer l’impact des phénomènes électriques sur les processus d’émission de poussières. Les gradients de poussières seront mesurés à l’aide de compteur de particules low-cost Alphasense, calibrés à l’ASNR de Saclay. La charge des grains sera mesurée par un instrument combinant un piège à sable de type MWAC et une cuve de Faraday reliée à un électromètre. Une station sur site pour surveiller les données micro-météorologiques, ainsi qu’un ELPI pour mesurer la charge des aérosols, seront déployés. Les champs électriques locaux et atmosphériques seront quantifiés à l’aide de deux capteurs Field Mill.
Les données obtenues serviront à développer des paramétrisations intégrées au modèle d’émission de poussières du laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA).
