Benjamin Belfort

Maître de conférences - ENGEES

Thématiques

Mes travaux de recherche portent sur l'expérimentation et la modélisation des écoulements et transferts de masse en milieux poreux hétérogènes et variablement saturés. Je m'investis dans différents axes complémentaires:

• le développement et l'optimisation de méthodes numériques: problématique des paramètres équivalents, de la gestion du temps, ...
• le développement d'expériences au laboratoire et sur le terrain (sur le site de l'OHGE par exemple).
• la validation de codes de calcul numérique, l'estimation de paramètres par approches directe et inverse sur des cas tests synthétiques ou des exemples réels.

Recherches expérimentales en cours

• expériences sur site ou en environnement contrôlé

Instrumentation et suivi d'une parcelle d'épicéas sur le bassin versant du Strengbach (OHGE) : une parcelle a été équipée de sondes TDR (Campbell CS616), de capteurs de pression (Campbell 257) et de sondes de température (Campbell 107) à 5 profondeurs différentes sur un profil vertical. En parallèle, des travaux de laboratoire pour la calibration des sondes et la caractérisation des sols ont été réalisés ainsi que l'estimation des paramètres par approche inverse.

Une nouvelle parcelle expérimentale a été sélectionnée et de nombreux capteurs et équipements seront installés en 2021. Je supervise le projet d'installation d'une tour de flux selon l'approche d'Eddy-Covariance (soutien financier de OZCAR, CNRS-ISNU). Les développements futurs étant liés à l'écophysiologie et à la caractérisation de la transpiration des plantes, nous prévoyons également des campagnes de mesures de flux de sève en collaboration avec l'INRAE.

Projet CAPROZOVA (appel à projets interne ITES) : caractérisation des processus de la zone vadose dans différents types de sols. Le but est d'améliorer notre estimation - caractérisation de l'humidité du sol. Pour cela, nous combinons différentes techniques de mesure de la teneur en eau des premiers horizons de sol, notamment avec une approche classique basée sur l'installation de capteurs " intrusifs " de type sondes TDR et une approche géophysique depuis la surface (radar de sol). Des expériences artificielles d'infiltrations ont été réalisées dans un environnement contrôlé (site expérimental du bassin du SCERES) ainsi qu'une expérience d'infiltrométrie sur la parcelle VP du bassin versant du Strengbach.

• Expériences de laboratoire:

Travail sur la dégradation du DCM et des micro-polluants : instrumentation et suivi de 2 aquifères de laboratoire en conditions de saturation variable par effet de battements de nappe (dimensions internes: H:80cm x L:160cm x e:8cm). Ces études s'inscrivent dans le cadre de la thèse de Maria Prieto (démarrée en otobre 2018 et supervisée par G. Imfeld et S. Weill) (financements : Région Grand-Est, CNRS - INSU,...).

Travaux sur une cuve de laboratoire (dimensions internes: H:120cm x L:180cm x e:4cm) : expériences de drainage - imbibition, simulations de pluies artificielles. Développement d'une technique de mesure photographique. (Financement ENGEES)

Développements dans le domaine de la modélisation

• vers un modèle hydrologique distribué sol-plantes-atmosphère:

Mon objectif est de participer au développement d'un modèle qui prendra en compte les différents processus et interactions entre le sol, la végétation et l'atmosphère.  Les processus ciblés sont principalement l'évapotranspiration, l'infiltration, l'interception, l'absorption racinaire, le ruissellement, ... Ce travail vient compléter des études précédentes sur l'estimation de l'ETP et la modélisation du bilan hydrique journalier.

• écoulement et transport dans la zone vadose et en aquifères fracturés

Mon objectif est de poursuivre les travaux initiés dans le cadre de la thèse de Behshad KOOHBOR soutenue en septembre 2020 (sous la direction de M. Fahs et moi-même).

Strohmenger L., Ackerer P., Belfort B., & Pierret M. C. 2022. Local and seasonal climate change and its influence on the hydrological cycle in a mountainous forested catchment. Journal of Hydrology, 610, 127914. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127914

Younes A., Koohbor B., Belfort B., Ackerer P., Doummar J., Fahs M. 2022. Modeling variable-density flow in saturated-unsaturated porous media: An advanced numerical model. Advances in Water Resources, 104077. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2021.104077

Prieto-Espinoza M., Weill S., Belfort B., Muller E. E., Masbou J., Lehmann F., ... & Imfeld G. 2021. Water table fluctuations affect dichloromethane biodegradation in lab-scale aquifers contaminated with organohalides. Water Research, 203, 117530. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117530

Koohbor B., Fahs M., Hoteit H., Doummar J., Younes A., Belfort B. 2020. An advanced discrete fracture model for variably saturated flow in fractured porous media. Advances in Water Resources. 140. 103602. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2020.103602.

Rajabi M. M., Fahs M., Panjehfouladgaran A., Ataie-Ashtiani B., Simmons C. T., & Belfort B. 2020. Uncertainty quantification and global sensitivity analysis of double-diffusive natural convection in a porous enclosure. International Journal of Heat and Mass Transfer, 162, 120291.https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120291

Koohbor B., Fahs M., Ataie-Ashtiani B., Belfort B., Simmons C.T., Younes A.  2019. Uncertainty analysis for seawater intrusion in fractured coastal aquifers : Effects of fracture location, aperture, density and hydrodynamic parameters. Journal of Hydrology, 571:159-177. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.01.052

Fahs M., Koohbor B., Belfort B., Ataie-Ashtiani B., Simmons C. T., Younes Anis, Ackerer P.  2018. A generalized semi-analytical solution for the dispersive henry problem : effect of stratification and anisotropy on seawater intrusion. Water, 10 (2) : 230. http://dx.doi.org/10.3390/w10020230

Belfort B., Toloni I., Ackerer P., Cotel S., Viville D., Lehmann F. 2018. Vadose Zone Modeling in a Small Forested Catchment : Impact of Water Pressure Head Sampling Frequency on 1D-Model Calibration. Geosciences, 8(2):72. http://dx.doi.org/10.3390/geosciences8020072

Belfort B., Weill S., Lehmann F. 2017. Image analysis method for the measurement of water saturation in a two-dimensional experimental flow tank. Journal of Hydrology, 550, 343-354. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.05.007

Mara T.A., Belfort B., Fontaine V., Younes A. 2017. Addressing factors fixing setting from given data : A comparison of different methods. Environmental Modelling & Software, 87, 29-38. http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2016.10.004

Belfort B., Younes A., Fahs M., Lehmann F. 2013. On equivalent hydraulic conductivity for oscillation–free solutions of Richard’s equation. Journal of Hydrology, 505, 202–217. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.09.047

Younes A., Fahs M., Belfort B. 2013. Monotonicity of the cell-centred triangular MPFA method for saturated and unsaturated flow in heterogeneous porous media. Journal of Hydrology, 504, 132-141. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.09.041

Younes A., Mara T.A., Fajraoui N., Lehmann F., Belfort B., Beydoun H. 2013. Use of Global Sensitivity Analysis to Help Assess Unsaturated Soil Hydraulic Parameters. Vadose Zone Journal, 12, vzj2011.0150. https://doi.org/10.2136/vzj2011.0150

Delay F., Ackerer P., Belfort B., Guadagnini A. 2012. On the emergence of reciprocity gaps during interference pumping tests in unconfined aquifers. Advances in Water Resources, 46, 11-19. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2012.06.002

Belfort B., Ramasomanana F., Younes A., Lehmann F. 2009. An efficient Lumped Mixed Hybrid Finite Element formulation for variably saturated groundwater flow. Vadose Zone Journal, 8, 352-362. https://doi.org/10.2136/vzj2008.0108

Belfort B, Carrayrou J, Lehmann F. 2007. Implementation of Richardson extrapolation in an efficient adaptive time stepping method : applications to reactive transport and unsaturated flow in porous media. Transport in Porous Media, 69(1)123-138. https://link.springer.com/article/10.1007/s11242-006-9090-3

Belfort B. & F. Lehmann. 2005. Comparison of Equivalent Conductivities for Numerical Simulation of One-Dimensional Unsaturated Flow. Vadose Zone Journal, 4(4)1191–1200. https://doi.org/10.2136/vzj2005.0007

Depuis le 1er septembre 2022, je suis détaché à l'ENGEES (Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg) en tant que maître de conférences.

Mes modules de cours portent essentiellement sur l'hydrologie de surface, l'hydrogéologie, la modélisation dans ces deux domaines et l'hydraulique.

Entre 2007 et 2022, j'étais MCF à l'Université de Strasbourg. Ma composante de rattachement était l'IUT Louis Pasteur de Schiltigheim et j'étais affecté au département Génie Industriel et Maintenance (DUT GIM). Je gèrais des modules d'enseignement de la maintenance, au niveau théorique et pratique, pour des étudiants et alternants de niveau BAC+2 et BAC+3.

• Depuis octobre 2020, je co-dirige avec Marwan FAHS l'équipe de recherche TrHyCo (Transferts dans les Hydrosystèmes Contnentaux).
• Depuis 2013, je suis membre du bureau de l’OHGE (observatoire hydro-géochimique de l’environnement / labellisé SNO = Service National d’Observation).
• Entre janvier 2017 et décembre 2020, j'étais représentant des enseignants-chercheurs élu au conseil de laboratoire (LHYGES - UMR7507).
• Entre octobre 2012 et février 2021, j'étais représentant des enseignants-chercheurs élu au conseil d'administration de l'IUT Louis Pasteur de Schiltigheim.
• Entre septembre 2009 et septembre 2020, j'étais responsable pédagogique et directeur des études de la licence professionnelle TAM (techniques avancées de maintenance // 24 alternants par an - 500 heures de formation) .
• Depuis 20010, je réalise le suivi annuel de 7 à 10 alternants inscrits dans nos formations.