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HOUZE Clémence

Étude des flux à l’interface nappe-rivière. Apport de l’outil hydrogéophysique couplé à des mesures hydrodynamiques

Directeurs : Hermann ZEYEN, Marc PESSEL

Financement : Contrat doctoral IDI-IDEX

Ce projet de thèse est centré sur l’étude de la zone hyporhéique (ZH), située à l’interface entre les eaux souterraines et les eaux de surface. La protection du bon fonctionnement hydrologique et écologique de cette zone nécessite une meilleure compréhension de la dynamique des mélanges d’eaux (cinétique, distribution spatiale) au sein de cette interface. La principale difficulté consiste à pouvoir travailler de façon non-invasive dans un milieu naturel fortement hétérogène afin de caractériser les flux dans les trois dimensions spatiales, tout en prenant en compte la variabilité temporelle. L’objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle approche expérimentale permettant de visualiser et comprendre les écoulements en 4D au sein de la ZH. Pour cela, la tomographie de résistivité électrique sera utilisée en configuration 3D. Le suivi temporel sera rendu possible par l’injection d’un traceur faiblement salé directement au sein des sédiments. Ce dispositif pourra également être couplé avec d’autres mesures in-situ pour permettre un recoupement des données et une confirmation des résultats obtenus. Le site central choisi pour cette étude se situe au sein du Bassin versant de l’Orgeval (Seine et Marne), site-pilote pour l’étude des relations nappe-rivière au sein du programme PIREN-Seine. Dans un premier temps, il est prévu d’améliorer le dispositif de mesure ainsi que la méthode de traitement des résultats afin de valider le protocole pour son déploiement sur différents types de rivières (variation de largeur, lithologie...). Puis dans un second temps, l’utilisation de la modélisation hydrogéologique en intégrant les résultats obtenus par les méthodes géophysiques amèneront à la compréhension de l’évolution 3D et temporelle des flux d’eaux et des mélanges qui contrôlent les processus bio-géochimiques à l’interface nappe-rivière. Un partenariat avec le laboratoire du LSCE et son équipe HYDRO (modélisation hydrologique) contribuera à la bonne réalisation de la partie modélisation.

Mots clefs : hydrogéophysique, zone hyporhéique, traçage, suivi 4D

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