Thèse soutenue

Caractérisation des sols pollués via des méthodes géophysiques : couplage entre le diagnostic conventionnel et les méthodes géophysiques pour estimer la distribution spatiale des polluants à l’aide du formalisme géostatistique

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Auteur / Autrice : Luis Henrique Cavalcante Fraga
Direction : Fayçal RejibaRoger Guérin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences
Date : Soutenance le 10/10/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols (Paris ; 1997-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Mouchel
Examinateurs / Examinatrices : Cyrille Fauchard, Gaël Plassart, Cyril Schamper
Rapporteur / Rapporteuse : Myriam Schmutz, Olivier Kaufmann

Résumé

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La caractérisation spatiale de sources de pollution est un enjeu majeur pour la réhabilitation de sites pollués. Les analyses géochimiques d’échantillons sont coûteuses et onéreuses en temps et ne permet qu’une vision ponctuelle des sites. Ces travaux ont évalué la méthode de cartographie électromagnétique (EMI) pour imager les propriétés physiques indirectes du sous-sol afin de (1) définir des protocoles de mesures géophysiques adaptés (2) d’exploiter les mesures spatialisées (géophysiques et géochimiques) pour l'estimation des volumes de sols pollués aux hydrocarbures grâce au formalisme géostatistique. Les résultats sur le site de Poitiers, localisé en contexte péri-urbain, ont mis en évidence la sensibilité de la méthode EMI pour déterminer la géométrie d'une couche de remblais. La stratégie finale appliquée sur le site de Rouen, fortement pollué aux hydrocarbures et situé en milieu urbain, a été modifiée avec une cartographie EMI exhaustive, des panneaux électriques, une prospection au géoradar et des mesures sur échantillons. L’analyse statistique multivariable a indiqué une corrélation globale entre les teneurs en hydrocarbures et les conductivités électriques apparentes mesurées par la méthode EMI. L’hétérogénéité des remblais, les aménagements et un aquifère discontinu ont fortement perturbé les mesures EMI. Malgré la diminution de la variance de l’erreur d’estimation lorsque les données géophysiques ont été intégrées dans les modèles géostatistiques, les corrélations linéaires restent encore faibles et limitées par la représentativité des sites. Un protocole de mesures géophysiques a été conçu et a montré son potentiel pour la caractérisation de sites pollués.