Caractérisation hydrogéophysique d'un dépôt fluvioglaciaire : évaluation de l'effet de l'hétérogénéité hydrodynamique sur les écoulements en zone non-saturée

par David Goutaland

Thèse de doctorat en Sciences de l'environnement industriel et urbain

Sous la direction de Jean-Sébastien Dubé et de Thierry Winiarski.

Soutenue en 2008

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    L’urbanisation croissante engendre une pression anthropique accrue sur les sols et les ressources en eau souterraine. La préservation durable de ces milieux requiert une meilleure compréhension des flux d’écoulement dans la zone non-saturée, prenant en compte les hétérogénéités du sous-sol, notamment naturelles, à l’échelle de l’ouvrage urbain. Cette étude vise à caractériser à cette échelle les hétérogénéités sédimentaires et hydrodynamiques du dépôt fluvioglaciaire de l’Est lyonnais, afin d’évaluer l’influence de ces hétérogénéités sur l’écoulement en zone non-saturée. Par une approche hydrogéophysique, couplant une caractérisation sédimentologique des structures et textures sédimentaires, une investigation géophysique par radar géologique et panneau électrique, et une caractérisation des propriétés hydrodynamiques, un modèle hydrostratigraphique tridimensionnel du dépôt fluvioglaciaire a été défini au niveau d’une parcelle élémentaire d’un bassin d’infiltration d’eaux pluviales. Ce modèle traduit l’hétérogénéité sédimentaire et hydrodynamique à l’échelle de l’hydrofaciès. Des mesures de teneurs en eau à trois profondeurs dans le dépôt, couplée à une modélisation numérique des écoulements non-saturés à partir du modèle hydrostratigraphique, a permis d’évaluer le comportement hydrodynamique du dépôt fluvioglaciaire lors d’une phase d’infiltration. Les résultats montrent l’influence de la saturation initiale du dépôt sur les écoulements dans la zone non-saturée. L’hétérogénéité de l’écoulement est notamment associée à la présence de chemins préférentiels. L’approche hydrogéophysique utilisée est prometteuse pour la caractérisation hydrostratigraphique de dépôts sédimentaires hétérogènes


  • Résumé

    The increasing urbanization gene rates an anthropogenic pressure on subsoil and water resources. Their sustainable management require a better understanding of water flows in the vadose zone, taking into account their heterogeneities, in particular natural, at the local scale This study aims at characterizing at this scale the sedimentary and hydraulic heterogeneities of the glaciofluvial deposit located east of Lyon in order to evaluate the influence of these heterogeneities on the unsaturated flows. By a hydrogeophysical approach, relying on a sedimentological characterization of the sedimentary structures and textures, a geophysical investigation using ground-penetrating radar and electrical resistivity, and a characterization of the hydraulic properties, a three-dimensional hydrostratigraphic model of the glaciofluvi deposit was defined on a reduced zone of a stormwater infiltration basin. This model shows the sedimentary and hydraulic heterogeneities the hydrofacies scale. Measurements of water contents at three depths in the glaciofluvial deposit, coup led to a numerical modeling of the unsaturated flow from the hydrostratigraphic model, allowed to evaluate the hydraulic behavior of the glaciofluvial deposit du ring an infiltration. The results show the influence of the initial saturation of the deposit on the unsaturated flows. Heterogeneous flows are linked to preferential flow paths. The hydrogeophysical approach followed in this study is promising for the hydrostratigraphic characterization of heterogeneous sedimentary deposits.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (243 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 223-230

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3355)
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