Méthodologie d’analyse des signaux et caractérisation hydrogéologique : application aux chroniques de données obtenues aux laboratoires souterrains du Mont Terri, Tournemire et Meuse/Haute-Marne

Signal analyzis methodology and hydrogeologic characterization : application to time series collected at the underground research laboratories of Mont Terri, Tournemire, and Meuse/Haute-Marne

• Auteur / Autrice : Hassane Fatmi
• Direction : Rachid Ababou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrogéologie et sûreté nucléaire
• Date : Soutenance le 29/05/2009
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique des fluides de Toulouse (1930-....)

Mots clés

Mots clés libres

Mont Terri

Tournemire

Bure

Argilite

Argiles à Opalines

Callovo-Oxfordien

Pression interstitielle

Chroniques

Séries temporelles

Traitement des signaux

Processus aléatoires

Prétraitements

Reconstitution

Analyse corrélatoire

Analyse spectrale

Ondelettes multirésolution

Marées terrestres

Effet barométrique

Compressibilité

Porosité

Emmagasinement spécifique

Porosité effective

EDZ (Excavation Damaged Zone)

Perméabilité

Pore pressure

Argilite

Signal pre-processing

Random processes

Earth tides

Barometric effect

Specific storativity

Effective porosity

Correlation analyses

Spectral Fourier analyses

Multiresolution wavelet analyses

EDZ (Excavation Damaged Zone)

Hydrogeology

Résumé

Ce rapport présente des méthodes de prétraitement, d'analyse statistique et d'interprétation de chroniques hydrogéologiques de massifs peu perméables (argilites) dans le cadre d'études sur le stockage profond de déchets radioactifs. Les séries temporelles analysées sont la pression interstitielle et la pression atmosphérique, en relation avec différents phénomènes (marées terrestres, effet barométrique, évolution de l'excavation des galeries). Les pré-traitements permettent de reconstituer et homogénéiser les chroniques de données en présence de lacunes, aberrations, et pas de temps variables. Les signaux prétraités sont ensuite analysés en vue de caractériser les propriétés hydrauliques du massif peu perméable (emmagasinement spécifique ; porosité effective). Pour cela, on a développé et mis en oeuvre les méthodes d'analyses suivantes (implémentées en Matlab): analyses corrélatoires et spectrales (Fourier) ; analyses ondelettes multirésolution ; enveloppes de signaux aléatoires. Cette méthodologie est appliquée aux données acquises au Laboratoire Souterrain du Consortium International du Mont Terri (Jura Suisse), ainsi qu'à certaines données des Laboratoires Souterrains de Tournemire (Aveyron) et de Meuse / Haute-Marne (ANDRA)

This report presents a set of statistical methods for pre-processing and analyzing multivariate hydrogeologic time series, such as pore pressure and its relation to atmospheric pressure. The goal is to study the hydrogeologic characteristics of low permeability geologic formations (argilite) in the context of deep disposal of radioactive waste. The pressure time series are analyzed in relation with different phenomena, such as earth tides, barometric effects, and the evolution of excavated galleries. The pre-processing is necessary for reconstituting and homogenizing the time series in the presence of data gaps, outliers, and variable time steps. The preprocessed signals are then analyzed with a view to characterizing the hydraulic properties of this type of low permeability formation (specific storativity; effective porosity). For this sake, we have developed and used the following methods (implemented in Matlab): temporal correlation analyses; spectral/Fourier analyses; multiresolution wavelet analyses envelopes of random processes. This methodology is applied to data collected at the URL (Underground Research Laboratory) of the Mont Terri International Consortium (Swiss Jura), as well as some other data collected at the URL of IRSN at Tournemire (Aveyron) and at the URL of ANDRA (Meuse / Haute-Marne)