Etude des flux d’eau et de masse à travers les différents compartiments de la couche terrestre externe. Exemples : Ecoulement dans une zone vadose fracturée et flux d’échange eau/sédiments à l’interface nappe-rivière
La compréhension des flux d’eau, de masse et de chaleur dans les différents compartiments de la couche terrestre est actuellement considérée comme un véritable défi scientifique dans différentes applications environnementales et énergétiques. Deux exemples sont développés dans ce séminaire. Le premier concerne l’étude des effets du changement climatique sur les ressources en eau dans un aquifère fracturé au Liban. L’objectif est d’estimer de manière prédictive l’effet des fractures sur l’évolution des ressources en eau en réponse aux forçages climatiques. Ceci nécessite la modélisation des processus d’écoulement non-saturé dans les milieux fracturés avec des conditions de recharge fortement variables. Les modèles actuels d’écoulement dans la zone vadose fracturée sont simplifiés et ne permettent pas de prendre en compte les écoulements préférentiels. Un nouveau modèle, plus réaliste, a été développé en se basant sur un traitement explicite des fractures. Des nouvelles techniques numériques ont été implémentées pour permettre des simulations à grandes échelles (spatiale et temporelle). Les résultats ont montré que la non prise en compte des processus d’écoulement préférentiel pourrait conduire à une surestimation de la quantité d’eau disponible dans l’aquifère.
Le deuxième exemple est celui de l’étude des flux de masse à l’interface nappe-rivière. Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un projet qui cherche à comprendre le devenir des pesticides dans l'environnement. L’interface nappe-rivière représente une zone critique pour la dynamique des rivières où les processus hydrologiques et biogéochimiques contrôlent étroitement la dissipation des pesticides. Les connaissances sur l'interaction de ces processus à l’interface nappe-rivière sont limitées. Il n’existe pas de modèles multi-physiques permettant de comprendre ces processus et de prédire leurs impacts à l’échelle du terrain. L’objectif de ce travail est de combiner le développement d’un nouveau modèle multi-physique approprié et des expériences de laboratoire pour comprendre les effets des conditions hydrologiques sur le transport des pesticides à l’interface nappe-rivière.