Nos tutelles

CNRS Université de Strasbourg

Nos partenaires

Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg

Rechercher




Accueil > Production scientifique > Séminaires archivés

2012

publié le , mis à jour le

10 décembre 2012
Congrès des doctorants de l’Ecole Doctorale STUE Sciences de la Terre, de l’Univers et de l’Environnement de Strasbourg

programme

6 décembre 2012
Runoff-runon process in the light of queing theory. Runoff genesis, runoff connectivity and upscaling.
Emmanuel MOUCHE - Chercheur au CEA à Gif
abstract
Runoff production on a hillslope during a rainfall event is governed by different processes among which the well-known runoff-runon process. It arises at different scales, on plots or hillslopes which display heterogeneous infiltration rates. The runoff produced in an area of low infiltration rate may re-infiltrate downslope in an area of high infiltration rate. Therefore runoff is organized in zones of random position and extension. When the rainfall rate and/or the duration of the rainfall event increase these zones connect and produce the runoff peak as observed in streams during rainfall events, for instance. If the ponding time is neglected, rainfall rate is constant in time and the geometry is 1D, the runoff-runon equations are similar to the queuing equations in probability and statistics.
This mathematical framework allows to investigate the influence of the infiltration rate statistics on runoff genesis, flow-rate statistics and runoff connectivity. We show first, by means of numerical simulation on a 2D heterogeneous soil surface, how runoff is produced with time and how the runoff connectivity evolves. In particular we illustrate and discuss the link between the statistical nature of the infiltrability distribution and that of the flow-rate, with a special focus on the link between the connectivities of both fields : the structural connectivity (infiltration rate) and the functional connectivity (flow-rate). For this purpose we use the connectivity function developed by Allard in geostatistics. In a second step we show on 1D examples, based on different infiltration rate uncorrelated distributions (exponential, uniform and bimodal), how the link can be quantified by means of the queuing theory.

22 novembre 2012
Le plus vieux Homo Sapiens moderne d’Asie (50 000 ans) : histoire de la découverte de l’homme de Tam Pà Ling après 10 années de recherche au Laos, Viet Nam et Cambodge.
Philippe Duringer - Enseignant-chercheur à l’IPGS-UMR 7516 / EOST de Strasbourg

18 octobre 2012
Les séries de l’U dans les profils d’altération : un outil de datation
François Chabaux - LHyGeS / EOST

11 octobre 2012
Mixing is an essential process in transport : can we characterize it ?
J. Carrera - Directeur de Recherche au CSIC de Barcelone, Espagne

9 octobre 2012 Colmar
workshop PHYTORET
Le potentiel des zones humides artificielles du Rhin Supérieur pour la réduction des produits phytosanitaires.
Sylvain Payraudeau - Maître de conférences, chercheur au LHyGeS, coordinateur du projet InterREG/PhytoRET

29 juin 2012
Micro-spectroscopic arsenic speciation in a highly contaminated, miningaffected river floodplain.
Dr Peter Mandaliev - Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics, ETH Zurich, Switzerland

1er juin 2012
An ensemble Kalman filter approach to identify the hydraulic
conductivity spatial distribution from ERT time-lapse monitoring of
three-dimensional tracer test experiments.
Matteo Camporese - Maître de Conférence - Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile, e Ambientale, Università degli Studi di Padova, Italia
abstract
An approach based on the Lagrangian formulation of transport and the
ensemble Kalman filter (EnKF) is applied to assess the spatial
distribution of hydraulic conductivity K by assimilating time-lapse
cross-hole electrical resistivity tomography (ERT) images generated for
a synthetic tracer test in a heterogeneous aquifer. Assuming that the
solute spreads as a passive tracer, for high Peclet numbers the spatial
moments of the evolving plume are dominated by the spatial distribution
of the hydraulic conductivity. The assimilation of the electrical
conductivity 4D images allows updating both the hydrological state in
terms of solute concentration and the spatial distribution of K.
Thus, delineation of the tracer plume and estimation of the aquifer
heterogeneity at the local scale can be achieved at the same time by
means of this interpretation of time-lapse electrical images from tracer
tests. We assess the impact on the performance of the hydrological
inversion of the uncertainty inherently affecting ERT inversions in
terms of tracer concentration and the choice of the prior statistics of
K.
The results show that realistic ERT images can be integrated into a hydrological model even within an uncoupled inverse modeling framework,
the reconstruction of the hydraulic conductivity spatial distribution
being satisfactory in the portion of the domain directly covered by the
passage of the tracer. Aside from the issues commonly affecting inverse
models, the proposed approach is subject to the problem of the filter
inbreeding and the retrieval performance is sensitive to the choice of K
prior geostatistical parameters.

25 mai 2012
Application of Cu (Fe and Zn) stable isotope systems to investigate into metal sources and mobilization mechanisms in soil.
Moritz Bigalke

24 mai 2012
Linking on-farm change to catchment response using dynamic simulation modelling : assessing the impacts of farm-scale land management change on catchment-scale water quality.
Mark River - West Australian Centre of Excellence for Ecohydrology, Faculty of Engineering, Computing and Mathematics, University of Western Australia

20 avril 2012
Kinetics of silicate dissolution : what nano teaches us about macro ?
Damien Daval - CR CNRS - équipe PEM du LHyGeS

13 avril 2012
Biogeochemistry of Glacial Landscape Systems
Suzanne Prestrud Anderson - Associate Professor - University of Colorado at Boulder / Institute of Arctic and Alpine Research and Dept. of Geography

5 avril 2012 - 3 séminaires
1- Boulder Creek CZO : Natural experiments to study critical zone evolution
Suzanne Prestrud Anderson - Professeure associée - Université du Colorado à Boulder
2- Couplages entre flux hydriques et flux électriques en sciences de la Terre
Laurence Jouniaux - DR CNRS - Institut de Physique du Globe de Strasbourg, EOST
3- Taux de dénudation sur le bassin du Strengbach : premières contraintes par l’étude de cosmonucléides
Jérome Van der Woerd - CR CNRS - Institut de Physique du Globe de Strasbourg, EOST

16 mars 2012
Utilisation et utilité de l’outil isotopique pour le traçage des sources et processus dans l’Environnement (Pb, Zn, Cd, Hg)
Christophe Cloquet - CRPG de Nancy, Directeur du Service d’Analyse des Roches et des Minéraux (SARM) et Responsable du Service d’Analyse Isotopique

L’étude du comportement chimique des éléments sur Terre (la géochimie), sous-entend la notion importante de cycle (bio)géochimique. Le cycle des éléments traces métalliques (ETM) est contrôlé par les variations hydro-climatiques régionales et globales, les processus biologiques et géologiques mais aussi largement aujourd’hui par les activités anthropiques. Les sources de pollutions anthropiques sont aussi anciennes que les activités humaines. Cependant, depuis le début de l’ère industrielle au milieu du 19ème siècle, elles n’ont cessé de croître en nombre et en importance, et les phénomènes de pollution se sont accrus de façon parfois exponentielle jusqu’à nos jours, notamment en ce qui concerne les métaux. La toxicité de certains ETM a conduit les pouvoirs publics à réglementer leurs émissions en fixant des teneurs limites. Quel que soit l’élément, il importe donc d’une part d’en comprendre les processus de transfert entre les compartiments environnementaux, afin de préciser dans quelle mesure sa présence et sa forme chimique peuvent constituer un risque pour les différents maillons de la chaîne trophique et, d’autre part, de déterminer la source de contamination afin de pouvoir mettre en oeuvre un travail de remédiation. Si des méthodes existent pour déterminer la spéciation et la répartition des éléments dans différents compartiments, les sources de contamination, quant à elles, sont actuellement déterminées uniquement par analyse des teneurs en métaux lourds, ce qui peut se révéler fortement limitatif en cas d’existence de plusieurs pôles contaminants. Il faut aussi déterminer si une teneur donnée est le fruit d’une contamination extérieure ou s’il s’agit d’un enrichissement par des phénomènes naturels. Au travers de deux exemples concernant une pollution ponctuelle et à dispersion limitée et une pollution plus diffuse aux limites moins nettes, nous verrons l’apport potentiel de l’outil isotopique dans l’identification des sources de pollution. À l’appui de ces exemples, nous serons en mesure de montrer que l’outil isotopique peut permettre d’estimer les proportions des différentes sources de pollution et que l’analyse de la composition isotopique des métaux initiée majoritairement depuis l’avènement des ICP-MS à multi-collection n’est pas anodine.

13 mars 2012
Modélisation hydrogéochimique des grands bassins fluviaux : implications du réchauffement climatique
Emilie Beaulieu - PhD du Laboratoire Environnement, Géomécanique et Ouvrages - Ecole Nationale Supérieure de Géologie de Nancy

L’altération chimique des surfaces continentales constitue un des puits de carbone à la surface de la Terre qui régule le climat grâce à des mécanismes de rétroactions. L’intensité de l’altération est contrôlée par le climat mais aussi par la lithologie, le couvert végétal, l’hydrologie et la présence d’argiles et d’acides dans les sols.
Dans ce travail, une étude à l’échelle global sur des sites a mis en évidence qu’une augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère entraînerait une diminution de l’évapotranspiration grâce à une fermeture partielle des stomates, et une augmentation de l’acidité dans les sols liée à l’accroissement de la productivité des végétaux. Ces changements favoriseraient l’altération chimique des silicates et par conséquent, mèneraient à une augmentation de la consommation en CO2 de 3% par 100 ppmv d’augmentation de la teneur en CO2 dans l’atmosphère.
Ensuite, l’étude d’un des plus grands bassins versants situé en milieu arctique, le bassin de la Mackenzie (Canada) a permis de mettre en évidence la forte sensibilité de l’altération chimique à la production d’acide sulfurique. En effet, la prise en compte de la présence de pyrite (minéral sulfuré) sur le bassin conduit à une diminution de la consommation en CO2 moyenne de 56%.
Par ailleurs, la consommation en CO2 moyenne de ce bassin pourrait augmenter de 53% entre le climat actuel et une projection climatique pour la fin du siècle.

24 février 2012
Rôle de la plaine du Gange dans l’altération chimique et la modification du signal sédimentaire himalayen
Maarten Lupker - PhD au Centre de Recherche Pétrographiques et Géochimiques (CRPG) de Nancy

L’altération chimique de la croûte terrestre fournit à l’ensemble des cycles bio-géochimiques de la surface les éléments essentiels à leur fonctionnement. L’érosion de grands orogènes, comme la chaîne Himalayenne s’accompagne de flux d’érosion et d’altération significatifs, susceptibles d’avoir un impact à l’échelle globale.
L’objectif des travaux présentés est de comprendre comment les processus physiques et chimiques façonnent le signal sédimentaire afin de quantifier l’érosion et l’altération actuelle ainsi que leur variations passées. Pour répondre à ces questions, l’étude détaillée de la dynamique du transport sédimentaire et des caractéristiques physiques et géochimiques des sédiment dans le bassin du Gange ont permis de construire un cadre d’interprétation des signatures géochimiques des sédiments du système Himalayen moderne.
Ce cadre permet ensuite de mieux comprendre les archives sédimentaires de la Baie du Bengale qui documentent la réponse du système Himalayen à la dernière déglaciation.

17 février 2012
Les isotopes du Mo dans l’Environnement
Andrea Voegelin - Institute of Geological Sciences University of Bern

abstract

13 janvier 2012
Modélisation de l’écoulement dans un milieu poreux fracturé : de la représentation du milieu à l’identification des paramètres
Nicolas Trottier - doctorant au LHyGeS

L’aquifère du Rhin est un des plus grands aquifères européens, il fournit 75% des besoins en eau potable, 50% des besoins industriels et 90% de l’eau destinée à l’irrigation de la région. Il est donc nécessaire de connaître son comportement dans un avenir plus ou moins proche. Le projet que je vais vous présenter permet d’estimer l’influence du changement climatique sur cet aquifère. Dans un premier temps, le modèle utilisé ainsi que son calage seront présentés.
La modélisation hydrogéologique est un outil de recherche et de gestion des eaux souterraines très utilisée de nos jours. La fiabilité de cet outil est étroitement liée à la connaissance du milieu naturel. La représentation exacte de ce milieu est un exercice très complexe. En effet, par nature très hétérogène, celui-ci résulte d’interactions entre différents phénomènes dynamiques complexes qui s’étendent et se modulent sur de nombreuses échelles spatiales et temporelles. Il convient donc d’évaluer au mieux cette dynamique complexe pour obtenir des outils performants.
Le milieu poreux fracturé est un cas de milieu naturel très particulier. En effet, sa structure spécifique implique des écoulements complexes au sein de la roche. Une attention toute particulière doit être accordée à la représentation conceptuelle de ce type de milieu car elle ne doit être ni trop simpliste ni trop complexe. Les approches direct et continuum seront chacune présentées en insistant sur leurs caractéristiques et leurs spécifications.
De même, l’identification et l’estimation des paramètres sont deux étapes clés lors de la modélisation de l’écoulement. Une approche multi-échelle de l’espace des paramètres associée à une identification par *approche inverse* sera développée pour comprendre l’enjeu des méthodes inverses dans ce type de modélisation.