Electrodiffusion in porous media

ABSTRACT

A macroscopic modelling of the chloride transport through saturated cement-based materials is carried out by using the periodic homogenization technique. The dimensional analysis of Nernst-Planck equation leads to dimensionless parameters characterizing the problem. Given the electrical field applied in the experimental validation, the asymptotic expansion of Nernst-Planck equation leads to a macroscopic model only involving migration. From this analysis, a classical experimental procedure allows obtaining the homogenized diffusion coefficient.

RÉSUMÉ

Une modélisation macroscopique du transport des ions chlore dans les matériaux cimentaires saturés est développée dans cet article par l'utilisation de la technique d'homogénéisation périodique. L'analyse dimensionnelle de l'équation de Nernst-Planck laisse apparaître des grandeurs adimensionnelles caractéristiques du problème. Pour le champ électrique appliqué en validation expérimentale, le développement asymptotique de l'équation de Nernst-Planck conduit à un modèle macroscopique de migration pure. S'appuyant sur cette analyse, un protocole expérimental classique permet d'obtenir le coefficient de diffusion homogénéisé.

KEYWORDS:

• cement-based materials
• chlorides
• electrodiffusion
• periodic homogenization
• diffusion coefficient

MOTS-CLÉS:

• matériaux cimentaires
• chlorures
• électrodiffusion
• homogénéisation périodique
• coefficient de diffusion