3D X-stralen snelheidsmetingen om vloeistofdynamice in poreuze materialen te verklaren

Poreuze sedimenten en gesteenten in de ondergrond zijn cruciaal om koolstofemissies en watervoorraden te beheren: hun porieën kunnen broeikasgassen, hernieuwbare energie en grondwater opslaan. Er zijn echter cruciale gebreken in onze kennis van vloeistofdynamica in de ingewikkelde netwerken van porieën in deze materialen. Ten eerste hebben snelheidsvariaties een complexe impact op het verspreiden van opgeloste stoffen wanneer één vloeistof doorheen de poriën vloeit. Ten tweede zijn modellen van hoe colloiden meestromen met de vloeistof weinig gevalideerd. Ten derde begrijpt men de capillair-gedreven vloeistofbewegingen wanneer meer dan één vloeistof in de porieën aanwezig is momenteel nog niet goed. Een cruciaal obstakel is het gebrek aan methodes om stroming op de schaal van de poriën rechtstreeks te meten. Ik zal nieuwe methoden ontwikkelen om 3D snelheidsvelden te meten op de micrometer schaal, door microscopische partikels te volgen op X-stralen-beelden. 4D X-stralen micro-tomografie met hoge tijds- en ruimte-resoluties zal gecombineerd worden met correlatie-gebaseerde velocimetry en Lagrangiaanse deeltjes-tracering. Ik zal snelheidsvelden meten op geologische stalen om grote vooruitgang te maken in de eerder vermelde onderzoeksvragen. Dit is belangrijk voor modellering van geologische aquifers en reservoirs op grotere schaal, en kan een grote stap voorwaarts zijn voor het onderzoek naar andere wetenschappelijke en industriële toepassingen van poreuze media.