Hydrogéophysique 4D – Imager les structures et suivre les circulations de fluides dans les zones endommagées
Les premières centaines de mètres de la subsurface présentent des milieux géologiques dynamiques et complexes. Les interactions fluides-roches-structures génèrent notamment des processus internes (dissolutions-précipitations, érosion, altération, surpression) influant sur la déformation d’objet géologiques (e.g., volcans, glissement de terrain, faille active) et anthropique (e.g., digue en terre) pouvant conduire à une déstabilisation et créer des aléas. Ces mêmes interactions influencent fortement les processus de transfert de mase dans les aquifères, ce qui entraîne des répercussions significatives sur les ressources en eau et le suivi des pollutions. Pour comprendre ces dynamiques, il est essentiel d’identifier les propriétés intrinsèques du sol (porosité, perméabilité, résistance, surface spécifique, teneur en argile, etc.), en tout point du milieu (X, Y, Z) et à chaque instant, qui exercent une influence et sont soumises à l'influence de la circulation des fluides ainsi que des processus internes.
Pour obtenir ces informations, j’utilise des méthodes d’imagerie géophysique qui permettent de relier, de manière qualitative et quantitative, les paramètres géophysiques (résistivité électrique, vitesse sismique, densité, etc.) aux propriétés des sols et sont capables de décrire leurs variabilités spatio-temporelles. Mes travaux de recherche portent sur trois barrières scientifiques et techniques pour améliorer la résolution de ces méthodes dans des faciès géologiques moins consolidés et s'assurer que les processus liés à la circulation d’eau sont bien représentés : (i) l'amélioration de la qualité des données, (ii) le développement d'outils de terrain et numériques pour améliorer l'imagerie de géométries complexes et (iii) la prise en compte des différentes méthodes et échelles d’observation pour remonter aux propriétés des réservoirs.
Dans un premier temps, je présenterai des solutions géophysique, opérationnelles et adaptatives, qui permettent de décrire la complexité des milieux et leur dynamique hydrique dans différents contextes géologiques. Puis, j’introduirais une stratégie de développement basée sur une approche systémique dans l’objectif d’atteindre une résolution spatiale et temporelle satisfaisante pour imager l’hétérogénéité d’une part, et suivre l’évolution des propriétés des sols et des processus associés d’autre part, à l’échelle des zones endommagées.
