Modeling of mass transfer arising from buoyancy flow in sedimentary basins. Modélisation du transfert de masse lié à la convexion naturelle dans des bassins sédimentaires

Mass transport of solutes coupled with natural fluid convection in sedimentary basins is examined with the help of numerical experiments. The mathematical model is the result of the coupling of a fluid flow and mass transport code with a geochemical speciation code ; it thus represents the migration of reactive chemical elements as well as fluid and heat flow. The computation of precipitation and dissolution mechanisms includes the thermodynamic speciation of the solution as well as first order kinetic reactions. A theoretical example illustrates how, in a thermal convective cell, the mass transport depends on the velocity of the reactions and on the evolution of the temperature field.Le transfert de masse lié à la convexion du fluide dans des bassins sédimentaires est étudié au moyen de l'expérimentation numérique. Le modèle mathématique permet de simuler le transfert d'éléments chimiques réactifs couplé à l'écoulement du fluide et au transfert de la chaleur. Le calcul des phénomènes de dissolution et de précipitation tient compte de la spéciation à l'équilibre thermodynamique de la solution et d'une loi de cinétique des réactions hétérogènes. Un exemple théorique sur une cellule thermoconvective illustre comment le transfert de calcédoine et de calcite dépend de la vitesse des réactions et de l'évolution du champ de température.Coudrain-Ribstein Anne, Marsily Ghislain de. Modeling of mass transfer arising from buoyancy flow in sedimentary basins. Modélisation du transfert de masse lié à la convexion naturelle dans des bassins sédimentaires. In: Sciences Géologiques. Bulletin, tome 42, n°4, 1989. Thermodynamique des processus naturels. Thermodynamics of natural processes pp. 299-312