TRansferts dans les HYdrosystèmes COntinentaux TRHYCO

Marwan Fahs & Benjamin Belfort

L'équipe analyse les circulations fluides, les conditions de mélange des fluides et les flux d'éléments dissous et particulaires d'origine naturelle ou anthropique dans les hydrosystèmes. Les recherches confrontent expérimentations à l'échelle du laboratoire et du terrain aux modélisations numériques incluant techniques de calcul avancées, problèmes inverses et analyse d'incertitudes. Dans ce travail, la préoccupation majeure reste celle d'une approche mécaniste dont la physique est adaptée aux échelles spatiales et temporelles d'items complexes comme les traceurs des flux de matière et d'énergie, les systèmes d'interface nappe/rivière, eau/sédiment…, et la vulnérabilité des milieux.

Modélisation

Les travaux de modélisation s'appuient le plus souvent sur des techniques numériques avancées mais qui rendent néanmoins le modèle apte à la confrontation aux données. Ceci peut passer par une réduction de la physique du modèle, une approche inverse des paramètres optimaux, une analyse approfondie de la sensibilité du modèle, mais également des mécanismes et processus effectivement "capturés" par les données disponibles.

Expérimentations

Des dispositifs expérimentaux de laboratoire variés sont exploités : colonne, cuve 2D pour l'hydrologie, cuve 2D pour le transport réactif… Ils s'associent à des protocoles novateurs de mesure (analyse d'images, capteurs in situ…) et des problématiques de changement d'échelle au regard notamment de travaux sur « SCERES » hydrosystème artificiel (nappe et zone vadose) contrôlé de 900m3 et d'expérimentations sur bassins versants instrumentés.

Les sujets de master 2024 seront listés sur cette page au fil de l'eau avec une page dédiée ici.

- sujet "Calibration et validation d’un modèle sol – plante – atmosphère : focus sur le processus de transpiration", Belfort et al. (2024).

- sujet "Etude expérimentale sur colonne de milieux poreux du transfert de masse entre l’eau immobile chargée en concentrations dissoutes de perchloréthylène (PCE) et l’air mobile (venting)", Schäfer et al. (2024)

- sujet "Identification des paramètres nécessaires à la modélisation des écoulements dans les sols", Ackerer (2024)

Les sujets de thèse, dont le démarrage est envisagé en 2024, et pour lesquels l'équipe réalisent actuellement des demandes de financement, seront communiqués ultérierurement.

Chercheurs et Enseignants-Chercheurs

P. Ackerer
E. Beaulieu
B. Belfort
J. Carrayrou
F. Delay
M. Fahs
S. Lawniczak
F. Lehmann
N. Lesparre
Y. Lucas
D. Rambourg
G. Schäfer
S. Weill
A. Younes

Ingénieurs et Techniciens

S. Cotel
R. Di Chiara
P. Friedmann
A. Hernandez (EOST UAR830, 20% en lien avec le SNO OHGE)
A. Julien
O. Razakarisoa
H. Wodling (EOST UAR830, 20% en lien avec la plateforme SCERES)

Personnels non permanents

• Camille BELLOEIL (c.belloeil[at]unistra.fr - Doctorante à partir du 4/11/2024, directrice & directeur de thèse: Nolwenn Lesparre & Cédric Champollion):"IEstimation des paramètres hydrodynamiques à l'échelle du bassin versant à partir de mesures géophysiques".
• Clément HEYSER (cheyser[at]unistra.fr - Doctorant à partir du 1/10/2024, directrices de thèse: Sophie Rihs et Emilie Beaulieu):"Impact du changement climatique sur la mobilité des radionucléides: Rôle de la matière organique dans la mobilité actuelle et future du radium".
• Anna DABUDYK (dabudyk[at]unistra.fr - Doctorante à partir du 1/10/2024, directeurs de thèse: Sylvain Weill & Philippe Ackerer):"Impacts des prélèvements anthropiques sur les débits d’étiage de la Doller".
• Kévin HERNANDEZ (hernandezperez[at]unistra.fr - Doctorant à partir du 1/10/2023, directrice & directeur de thèse: Gerhard Schäfer & Renaud Toussaint): "Assessment of two-phase constitutive relationships in water-air flow systems of mixed-wetting granular porous media".
• Adrien SAPHY (a.saphy[at]unistra.fr - Doctorant à partir du 1/10/2023, directrices de thèse: Marie-Claire Pierret & Emilie Beaulieu): "Santé des Ecosystèmes FOREstiers : cycles biogéochimiques des nutriments et du carbone en climat tempéré à boréal".
• Guillaume GRU (gru[at]unistra.fr - Doctorant à partir du 1/11/2023, directrice & directeur de thèse: Nolwenn Lesparre & Philippe Ackerer): "Valeur ajoutée de l'hydrogéophysique pour la prédiction de la ressource en eau en montagne".
• Bérénice VALLIER (vallier[at]unistra.fr - Post-doctorante) "simulations de
  perturbations de pression sur des failles lors d'injections en puits"; supervision R. Toussaint & M. Fahs en collabboration avec ES Géothermie.
• Rashad ABBASOV (rashad.abbasov[at]unistra.fr - Doctorant depuis 10/2022, directeurs: Marwan Fahs and Renaud Toussaint): "Effect of soil saturation on the stability of soil slopes during rainfall infiltration: application to Badamdar zone in Baku".
• Arezou DODANGEH (dodangeh[at]unistra.fr - Doctorante depuis 10/2022, directeurs: Renaud Toussaint & Marwan Fahs): "SISCO: Induced Seismicity and Concentration of stresses in an area of interest for the development of georeservoirs with minimization of the risks of triggered seismicity".
• LingaI GUO (l.guo[at]unistra.fr - Doctorante depuis 10/2021, directeurs: A. Younes & H. Hoteit (KAUST)): "Modélisation de la propagation dynamique d’une fracture en milieu poreux avec l’approche de champ de phase : couplage hydromécanique-transport réactif".
• Oscar CORVI (corvi[at]unistra.fr - Doctorant depuis 09/2021, directeurs: S. Weill & M. Cuntz (INRAE), F. Delay & B. Belfort): "Modélisation des interactions entre ressource en eau et fonctionnement des écosystèmes forestiers : étude de vulnérabilité face aux aléas climatiques et hydrologiques".
• Rémy COTINET (remy.cotinet[at]etu.unistra.fr - depuis 09/2021, directeurs: P. Ackerer & B. Belfort): "Rôle de la zone non saturée dans le comportement hydrodynamique et la qualité de l’eau dans le contexte de changement à l’échelle d’une Aire d’Alimentation de Captage".  Rémy est salrié de l'APRONA et réalise sa thèse à mi-temps.
• Bashayer ALSHAMMARI (bashayer.alshammari[at]etu.unistra.fr - Doctorante depuis 09/2020,  directeurs: M. Fahs, A. Younes): "Modeling of seawater intrusion in coastal aquifer at Kuwait City".

Ils - elles sont parti.e.s récemment vers d'autres horizons:

Mélissa CANDAN (melissa.candan[at]unistra.fr - service civique jusqu'à juin 2024, encadrantes: Nolwenn Lesparre & Julia Autin).

David LUTTENAUER ( actuellement en poste au CEREMA - en attente de soutenance de thèse, directeurs: P. Ackerer & S. Weill): "Etude des impacts des changements climatiques sur les aquifères et les ressources en eau en moyenne montagne".

• Recharge et transferts hydrogéochimiques dans les nappes alluviales
  • Recharge et transfert de solutés vers la nappe en zones alluviales inondables
  • Effets de la contamination par les chlorures
  • Effets des changements climatiques sur la dynamique et la vulnérabilité de la nappe alluviale du Rhin Supérieur

• Réponses des processus de surface et sub-surface aux modifications du milieu et du climat
  • Caractérisation des réservoirs hydrogéochimiques et détermination des temps de résidence des eaux dans ces différents réservoirs
  • Rôle des phases minérales mineures et secondaires dans l’acquisition des caractéristiques chimiques des eaux
  • Réponses des processus d’érosion aux modifications du milieu

• Caractérisation des sources de pollution : stockage des déchets et bio-rémédiation
  • Stabilité des matrices de confinement et des barrières ouvragées pour les sites de stockages
  • Dégradation des pesticides dans le bassin d’orage de Rouffach