Emulsion transport in two-dimensional porous media : influence of geometric and surface heterogeneities

Transport d'émulsions en milieux poreux bidimensionnels : effets d'hétérogénéités de géométrie et de surface L'écoulement multiphasique dans les milieux poreux est essentiel pour divers processus naturels et industriels, comme la séquestration géologique du CO2, la remédiation des sols, et la filtration de particules. Toutefois, des questions subsistent concernant l'effet du confinement et de la géométrie des milieux poreux sur le transport des émulsions. Nous explorons ces questions par des expériences utilisant des milieux poreux transparents et contrôlés, appelés micromodèles. Au sein de ces micromodèles, composés de réseaux de plots cylindriques, nous injectons une émulsion d'eau dans de l'huile. Notre étude révèle que l'alignement radial des plots, représentant la tortuosité géométrique du réseau, varie périodiquement en fonction de l'angle et exerce une influence significative sur le transport des gouttes, créant des chemins préférentiels reproductibles. En manipulant de manière systématique la configuration des plots, le nombre capillaire d'injection, la taille des gouttes, leur concentration, et la mouillabilité des surfaces, nous caractérisons le transport des gouttes ainsi que leurs conditions de rupture. Lorsque le nombre capillaire est faible, le transport radial des gouttes est homogène. Cependant, à mesure que le nombre capillaire augmente, les gouttes empruntent initialement les chemins les moins tortueux avant de passer à un régime d'écoulement stable, privilégiant les chemins les plus tortueux. En effectuant un suivi de gouttes à grande échelle, nous mettons en évidence l'influence de la tortuosité géométrique du milieu sur les motifs d'écoulement des gouttes, révélant des réponses contre-intuitives.