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Programme des cours 2013-2014Dernière mise à jour : 16/04/2014
GEOL0083-3  Modélisation des réservoirs souterrains

Durée :  30h Th, 30h Pr
Nombre de crédits :  
Master en ingénieur civil des mines et géologue, à finalité approfondie, 1re année5
Master en ingénieur civil des mines et géologue, à finalité approfondie, 2e année5
Master en ingénieur civil des mines et géologue, à finalité spécialisée en gestion, 1re année5
Nom du professeur :  Alain Dassargues
Langue(s) du cours :  
Langue française
Organisation et évaluation :  
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Contenus du cours :  
Le cours aborde les principes et les méthodes appliqués pour la modélisation des écoulements souterrains et du transport de contaminants solubles. Les aspects suivants sont repris : - rappels des équations générale de l'écoulement en milieu poreux en régimes stationnaire et transitoire; - rappels des équations du transport de solutés impliquant advection, diffusion, dispersion, adsorption/désorption, dégradation, effets d'eau immobile, réactions physico-chimiques; - écoulement et transport en milieu souterrain variablement saturé; - méthodologie de la modélisation des eaux souterraines; - représentation, idéalisation, et discrétisation des milieux poreux et fissurés naturels; - application des différentes techniques numériques : avantages/désavantages pour l'utilisateur, adéquation des techniques, résolution des équations de transport par différentes techniques numériques eulériennes et eulériennes-lagrangiennes, problèmes d'instabilités et de dispersion numériques; - élaboration d'un modèle conceptuel et discussion des conditions aux frontières; - techniques de calibration, modèles inverses et analyse de sensibilité des modèles locaux et régionaux; - influence des interactions entre paramètres, non linéarités et couplages. Exposé de quelques cas réels étudiés. Applications à des situations concrètes en utilisant différentes méthodes de résolution.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :  
Au terme du cours, l'étudiant disposera d'une excellente formation en modélisation d'aquifères, il sera capable de: - faire des choix conceptuels adéquats en fonction du problème à simuler; - collecter et organiser les données nécessaires à une modélisation hydrogéologique; - choisir des conditions aux frontières qui ne biaisent en rien le problème posé; - utiliser la suite logicielle GMS avec MODFLOW, MODPATH et MT3D pour traiter un problème réel; - calibrer un modèle d'écoulement en régime permanent et transitoire, sur base de données historiques; - calibrer un modèle de transport de contaminants, sur base de courbes de restitution mesurées; - réaliser des simulations prévisionnelles sur des cas concrets d'écoulement et de transport des contaminants; - interpréter les résultats d'un modèle à la lumière des incertitudes des données et des choix conceptuels; Les séances de travaux pratiques, dirigées par un assistant, consisteront à réaliser individuellement toutes ces démarches sur un cas concret de contamination d'une nappe aquifère. La lecture facultative d'ouvrages de référence (la plupart en anglais) permettra aux étudiants qui le désirent de se documenter plus en détail et de comprendre des textes techniques et scientifiques en anglais dans ces domaines.
Ces connaissances sont, en effet, fort appréciées par les Ministères, compagnies d'eau, parastataux et bureaux d'études liés à la problématique de l'environnement. Les calculs prédictifs relatifs aux eaux souterraines sont de grande importance dans les études d'impact, de gestion quantitative et qualitative des nappes aquifères locales et régionales, de Géologie de l'Ingénieur, de stockage de déchets, d'assainissement de sites, etc.
Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :  
Un cours important d'Hydrogéologie (Geol0013-5 (http://progcours.ulg.ac.be/cocoon/cours/GEOL0013-5.html)) doit être suivi en parallèle ou avoir été suivi antérieurement.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :  
Le cours comprend des séances 'ex-cathedra' et des sessions d'exercices dirigés. Les travaux pratiques consisteront à réaliser individuellement toutes les démarches d'une modélisation complète d'un cas concret de contamination d'une nappe aquifère. A la dernière séance, après rédaction d'un rapport individuel, les étudiants compareront leurs choix conceptuels, leurs démarches et leurs résultats en présence de l'enseignant et de l'assistant. Ceci permettra un debriefing utile à tous et permettra d'analyser les résultats en fonction des incertitudes liées aux choix conceptuels, à la calibration imparfaite et aux données jamais complètes.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :  
Présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :  
Les présentations projetées pendant le cours théorique sont mises à disposition de l'étudiant via le portail WebCT. Il ne s'agit que de la synthèse de ce qui est vu au cours. En outre, la consultation de l'ouvrage de référence suivant est conseillée : - Bear J. & Cheng A.H.D., 2010, Modeling Groundwater Flow and Contaminant Transport, Springer, 834p. Grâce à la lecture de cet ouvrage de référence (ou de certains chapitres), l'étudiant disposera de plus de détails et d'exemples que ne le permet l'exposé oral. Il peut s'avérer intéressant de consulter également d'autres ouvrages de référence comme par exemple : - Bear J. & Verruijt A., 1987, Modeling groundwater flow and pollution, D.Reidel Publishing Company, 414p. - de Marsily G., 1986, Quantitative Hydrogeology, Academic Press, 440p. - Wang H.F. & Anderson M.P., 1995, Introduction to Groundwater Modeling, Academic Press, 237p. - Pinder G.F. & Celia M.A., 2006, Subsurface hydrology, Wiley-Interscience, 468p.
Modalités d'évaluation et critères :  
L'évaluation du rapport de TP intervient pour 50% de la cote globale. L'examen oral porte sur la discussion autour du rapport et toutes les questions théoriques et pratiques qu'il soulève. Il s'agit d'une réelle mise en situation professionnelle ou l'auteur d'une étude par modélisation présente ces résultats à des spécialistes. La maîtrise et la connaissance des notions fondamentales vues dans tous les cours du domaine demeurent nécessaires pour que l'étudiant puisse élaborer et structurer des réponses à la fois précises et pertinentes.
Stage(s) :  
Remarques organisationnelles :  
La plage horaire occupée est celle du jeudi matin (8h30-12h30) au début du premier semestre. Ensuite les séances de travaux pratiques (pour le projet) seront choisies avec les étudiants.
Contacts :  
Titulaire: Alain Dassargues 04/3662376 Alain.Dassargues@ulg.ac.be Assistants: Samuel Wildemeersch swildemeersch@ulg.ac.be Philippe Orban : 043662359 p.orban@ulg.ac.be


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