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soutenance de thèse de Dimitri RAMBOURG le 16 décembre 2020 en visioconférence

publié le

Transposition of parameters estimated by inversion from a two-dimensional hydrodynamic model to a three-dimensional solute transport model

Dimitri RAMBOURG soutiendra sa thèse
mercredi 16 décembre 2020 à 14h00 en visioconférence. Le lien sera communiqué ultérieurement.

Le jury est composé de :
Philippe ACKERER, Directeur du LHyGeS (directeur de thèse)
Olivier BILDSTEIN, Ingénieur de recherche au CEA de Cadarache (co-directeur de thèse)
Gérard MASSONNAT, Directeur de recherche chez TOTAL (rapporteur)
Valérie PLAGNES, Professeure à Sorbonne-Université de Paris (rapporteure)
François RENARD, Ingénieur de recherche au CEA DAM Ile de France (examinateur)
Thorsten WAGENER, Professeur à l’Université de Bristol, Royaume Uni (examinateur)

Le suivi et la maîtrise des contaminations dans l’environnement imputables aux activités de recherche sur le nucléaire sont des préoccupations intégrées par le CEA (commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) via le travail du LMTE (laboratoire de modélisation des transferts dans l’environnement) et le déroulement du projet MRISQ (maîtrise des risques). Dans ce contexte, la présente thèse propose un outil de modélisation des écoulements et du transport des polluants dissous dans les aquifères, avec un exemple d’application au site de Marcoule (Gard). Les développements méthodologiques et l’application au site d’étude s’échelonnent en trois phases. Une inversion des paramètres hydrodynamiques de l’aquifère en deux dimensions, avec une formulation adaptée au contexte du site d’étude (contrainte de la topographie complexe du substratum de l’aquifère, intégration de données géologiques à grande échelle), permet de reproduire avec fidélité et robustesse le comportement de la nappe alluviale au droit de Marcoule, malgré des hypothèses simplificatrices discordant localement avec les caractéristiques du site (organisation en terrasses). Des modèles hydrogéologiques tridimensionnels sont ensuite construits en procédant à l’interpolation de données de sondage via deux méthodes (une approche stochastique qui s’appuie sur les probabilités de transition et une approche déterministe par B-spline). La paramétrisation des hétérogénéités produites par l’interpolation exploite les valeurs (alors moyennées sur la verticale) issues de l’inversion 2D. Pour finir, le modèle hydrogéologique paramétré est exploité pour simuler d’écoulement et de transport de contaminants dissous en trois dimensions. Le passage de l’approche 2D à la 3D dégrade marginalement la qualité du calage, mais apporte plus de réalisme dans la dynamique en zones saturée et insaturée.

The monitoring and control of environmental contamination due to nuclear research activities are managed by the CEA (French alternative energies and atomic energy commission) through the work of the LMTE (laboratory of environmental transfer modeling) and the MRISQ (risk control) project. In this context, the present thesis proposes a tool for modelling flows and the transport of dissolved pollutants in aquifers, with an example of application to the Marcoule site (Gard region, France). The methodological developments and the application to the study site are divided into three phases. An inversion of aquifer’s flow parameters, in two dimensions and with a formulation adapted to the context of the study site (constraint of the aquifer’s intricate substratum topography, integration of large-scale geological data), reproduces with fidelity and robustness the behaviour of the alluvial water table below the site of Marcoule, despite simplifying hypotheses that disagree locally due to the characteristics of the site (organization in terraces). Three-dimensional hydrogeological models are then designed by interpolating geological log data, using two methods (a stochastic approach based on transition probabilities and a deterministic B-spline approach). The parameterization of the heterogeneities produced by the interpolation exploits the 2D inversion’s values (then averaged over the vertical). Finally, the parameterized hydrogeological model is used to simulate the flow and transport of dissolved contaminants in three dimensions. The switch from the 2D to the 3D approach marginally deteriorates the quality of the fit, but offers more realism to the dynamics in saturated and vadose zones.