Opis projektu
Lepsze zrozumienie przepływów geologicznych dzięki modelowaniu układów koloidalnych
Układy koloidalne występują powszechnie przyrodzie. Są to mieszaniny, w których jedna substancja jest rozproszona w drugiej, przy czym stopień dyspersji jest bardzo duży. Należą do nich żele, zole i emulsje; nawet wirusy i bakterie można uznać za koloidy. Finansowany przez UE projekt COCONUT ma na celu opracowanie nowych narzędzi prognostycznych, za pomocą których naukowcy wyjaśnią, w jaki sposób układy koloidalne mogą kontrolować niemieszające się przepływy dwufazowe w złożonych formacjach geologicznych. Koloidy nanocząstek mają potencjał do remobilizacji uwięzionych cząstek pod powierzchnią, np. w zanieczyszczonych wodach gruntowych lub złożach ropy naftowej. W swoich badaniach uczeni połączą modelowanie hydroelektrochemiczne oraz eksperymenty z mikrocieczami, które skupią się na mechanizmach przepływów w skali porowej i ich skalowaniu do continuum. Ostatecznym celem jest wykazanie, w jaki sposób układy koloidalne kontrolują przepływ dwufazowy w systemach geologicznych w skali kolumny.
Cel
The COCONUT project aims at developing predictive capabilities to understand how colloids (nanometals, fine particles, bacteria, viruses, asphaltenes..) control immiscible two-phase flow in complex geological formations. Colloids (including nanoparticles) have an incredible potential to remobilize non-aqueous phases trapped by capillary forces in soils and the subsurface, and then to remediate contaminated groundwater or to enhance oil recovery. Their use in daily engineering, however, is still underexploited because the lack of knowledge regarding their transport mechanisms is an obstacle to precise control of two-phase flow. Importantly, the presence of colloidal particles flowing in the subsurface challenges the standard modeling viewpoint of flow and transport based on Darcy's law. We posit that the precise control of colloids on the motion of two-phase flow can only be achieved by developing a deep knowledge of the coupled hydro-electro-chemical processes at the pore-scale. The COCONUT project uses a combined modelling-experimental strategy focusing on the pore-scale mechanisms and on the upscaling to the continuum-scale. The project is multi-disciplinary and uses computational and experimental sciences, fluid dynamics, electrochemistry, and mathematics. The project will require the development of hydro-electro-chemical computational models at different scales of interest (WP1). We will use high-resolution simulations to interrogate emergent physico-chemical processes and characterize the surface attractive and repulsive forces at the nanoscale (WP2). Then, we will decipher the mechanisms leading to the displacement of fluids trapped in an unsaturated porous medium in the presence of colloids using pore-scale modelling and microfluidic experiments (WP3). Finally, we will demonstrate and optimize the two-phase flow colloidal control in geological systems at the column-scale (WP4).
Dziedzina nauki
- natural scienceschemical scienceselectrochemistry
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologybacteriology
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologyvirology
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physicssoft matter physics
- natural sciencesphysical sciencesclassical mechanicsfluid mechanicsfluid dynamics
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja