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Transferts Réactifs dans les Hydrosystèmes Anthropisés - TReHa

Responsable : G. Schäfer

Thématiques de recherche
La démarche scientifique fait appel à la modélisation expérimentale et/ou numérique, pour aborder soient les aspects les plus théoriques (identification de processus élémentaires, identification de paramètres) soit la compréhension du cycle de l’eau et des éléments associés dans les surfaces continentales (quantification, bilans des transferts) en cherchant à coupler les phénomènes de transfert et processus réactionnels dans des outils de simulation.
Cette démarche est appliquée à différentes échelles d’espace, du laboratoire (modèles physiques de type colonnes ou cuves) aux milieux naturels plus ou moins perturbés par l’activité anthropique (forages, observatoire, bassins versants, zones humides), et à différentes échelles de temps, des processus de crues (échelle horaire), de pollution des nappes (échelle décennale voire centennale) aux échelles des temps géologiques pour les processus d’altération.

L’équipe TReHA s’appuie sur plusieurs compétences reconnues dans différents domaines de l’expérimentation et de la modélisation hydrogéochimique au sens large, notamment :
- la modélisation expérimentale grâce à la mise au point et l’utilisation de modèles physiques de laboratoire pour identifier des transferts réactifs dans les hydrosystèmes anthropisés ;
- la modélisation numérique et l’élaboration de nouveaux concepts associés à des expérimentations menées à différentes échelles.
L’objectif principal de l’équipe porte sur les différents aspects de l’étude expérimentale et de la modélisation en hydrologie et hydrogéologie (transport de fluides miscibles et non-miscibles, échanges entre phases et interactions fluides-solides-organismes).

Axes de recherche
Dans le cadre du contrat 2013-2017, les recherches se sont organisées autour de trois opérations de recherche (OR) majeures, à savoir :
- OR 1, écoulement et transport réactif en systèmes multiphasiques ;
- OR 2, transfert de contaminants agricoles dans les hydrosystèmes de surface
- OR 3, interactions fluides naturels - minéraux et transferts.

Résultats scientifiques

Projets de recherche en cours

Composition de l’équipe

Moyens techniques
- Site expérimental SCERES
- Laboratoire biogéochimique
- Laboratoire hydrodynamique
- Laboratoire de diffraction des rayons X

Thèses en cours
ALVAREZ Pablo - CSIA-Agri : Compound-specific stable isotope analysis of agricultural pesticides. - co-dir. : G. Imfeld et S. Payraudeau
depuis novembre 2015
BOUGHANMI Manel - Etude expérimentale et numérique du transfert hydrique dans la plaine de Sidi Bouzid. - dir. G. Schäfer
depuis juin 2016
DROUIN Guillaume - Développement d’un modèle d’interprétation et de prédiction du devenir des contaminants à l’interface sédiment-colonne d’eau basé sur l’analyse des résultats de fractionnement isotopique et énantiométrique des contaminants. - dir. S. Payraudeau
du 4 septembre 2017 au 4 mars 2021
Boris DROZ - Evaluation de la persistance des micropolluants organiques et leur potentiel d’atténuation dans les hydrosystèmes du bassin Rhin-Meuse en s’appuyant sur l’Analyse Isotopique Composé-Spécifique (AICS). - co-dir. : G. Imfeld et S. Payraudeau
du 1er octobre 2017 au 30 septembre 2020
MEITE Fatima - Cycle du cuivre dans le vignoble septentrional alsacien - combinaison de l’approcvhe isotopique hydrolique - dir. G. Imfeld
depuis octobre 2014
SCHULZ Aurélie - Evaluation des impacts et des risques liés aux nano matériaux manufacturés de TIOL depuis leurs émissions jusqu’aux sols et l’eau par un modèle bayésien de quantification du risque. - dir. G. Quaranta
depuis octobre 2016

Thèses soutenues en 2017
WILD Bastien - Changements microstructuraux et diversité microbienne associés à l’altération des silicates : influence sur les cinétiques de dissolution du laboratoire au terrain. (22 février 2017) - dir. G. Imfeld

Thèses soutenues en 2016
POLLET-VILLARD Marion - Evolution de la surface réactive du feldspath potassique au cours de son altération en contexte géothermal : étude expérimentale et modélisation. (28 septembre 2016) - co-dir G. Schäfer et B. Fritz

Thèses soutenues en 2015
ABIDI Nejib - Interactions argiles naturelles-effluents teinturiers-Influence des propriétés de surface des argiles et mécanismes d’adsorption des colorants. (01 avril 2015) - co-dir. J. Duplay et M. Trabelsi-Ayadi (Univ. de Carthage - Tunisie)
ADAM Véronique - Evaluation des impacts et des risques écotoxicologiques des nanomatériaux de TiO2 sur les sols, l’eau et les sédiments par la construction d’un modèle combiné ACV-ER (Analyse du Cycle de Vie - evaluation des Risques). (25 septembre 2015) - co-dir. G. Quaranta et S. Lawniczak
AZZAM ELSAYED Omniea - Biodegradation of chloroacetanilide herbicides in wetlands. (23 janvier 2015) - dir. G. Imfeld
BEREZ Berez - Dépollution par l’argile naturelle d’effluents teinturiers - Etude expérimentale et modélisation du processus d’adsorption/désorption en réacteur fermé et en colonne de percolation. (02 avril 2015) - co-dir. G. Schäfer et M. Trabelsi-Ayadi (Univ. de Carthage - Tunisie)
SCHNEIDER Lauriane - Développement d’un modèle numérique de l’écoulement triphasique de fluides compressibles en milieux poreux utilisant l’approche de pression globale. (18 février 2015) - dir. G. Schäfer

Thèses soutenues en 2014
LEFRANCQ Marie - Transport and attenuation of pesticides in runoff from agricultural headwater catchments : from field characterisation to modeling. (11 avril 2014) - dir. G. Imfeld
MAILLARD Elodie - Transport and Degradation of Pesticides in Wetland Systems : A Downscaling Approach. (14 mars 2014) - dir. G. Imfeld

Thèses soutenues en 2013
MARZOUGUI Salsabil - Transfert de vapeur de composés organo-chlorés depuis une zone source localisée en zone non saturée d’un aquifère poreux vers l’interface sol/air : expérimentation sur site contrôlé et modélisations associées. (29 janvier 2013) - dir. G. Schäfer
MEY Morgane- The Life Cycle Assessment of the Milazzo Peninsula Geosite (North-eastern Sicily, Italy) : Environmental geochemistry of the soil, water and air components of the landscape. (24 avril 2013) - co-dir. J. Duplay et G. Quaranta

Thèse soutenue en 2012
OUNAIES Sana - Modélisation numérique de l’écoulement et du transport réactif en zone non saturée d’un aquifère poreux : cas du secteur du polder d’Erstein (Bas-Rhin). (25 mai 2012) - dir. G. Schäfer

Thèse soutenue en 2011
ERRAIS Emna - Réactivité de surface d’argiles naturelles : Etude de l’adsorption de colorants anioniques. (21 mars 2011) - dir. J. Duplay, F. Darragi

Thèses soutenues en 2010
BERTAUX Aurélie - Treillis de Galois pour les contextes multi-valués flous. Application à l’étude des traits de vie en hydrobiologie (1er octobre 2010) - dir. F. Le Ber
TAPIA PADILLA Gabriela - Modélisation et optimisation des processus de dépollution biologique de matrices poreuses contaminées par des pesticides : vers une nouvelle fonctionnalité des bassins d’orage (17 décembre 2010) - dir. C. Grégoire, R. Mosé

Thèses soutenues en 2009
ARMAND Romain - Etude des états de surface du sol et de leur dynamique pour différentes pratiques de travail du sol. Mise au point d’un indicateur de ruissellement (3 juillet 2009) - dir A.V. Auzet
DI CHIARA Raphaël - Développement d’un code de calcul multiphasique multiconstituant (8 décembre 2009) - dir. G. Schäfer
NSIR Khalifa - Etude expérimentale et numérique de la migration de polluants non miscibles dans un milieu poreux saturé à l’échelle de Darcy (27 novembre 2009) - dir. G. Schäfer

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