Modélisation double milieux du système d'aquifères karstiques au Qatar

Dual-porosity modeling of the karstic aquifer system in Qatar

• Auteur / Autrice : Damien Jacob
• Direction : Frédérick Delay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 07/07/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Terre Environnement (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Ackerer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Bildstein, André Fourno
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabrice Golfier, Véronique Léonardi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qatar

Hydrogéologie

Eaux souterraines

Karst

Mots clés libres

Modèle à double matrice

Modèle à double porosité

Karst

Qatar

Dual fracture matrix model

Dual Porosity Model

Karst

Qatar

Résumé

Le Qatar est un pays du golfe persique, fortement contraint sur sa réserve en eau potable approvisionnée par la désalinisation d’eau de mer. Ce travail développe un modèle numérique de la recharge artificielle, à grande échelle, des aquifères régionaux afin d’augmenter les stocks en eau. Le modèle est basé sur un code de calcul préexistant décrivant les écoulements souterrains selon une approche double milieu. Une nouvelle porosité a été ajoutée reproduisant les circulations préférentielles induites par la présence de conduits karstiques. Une étude comparative a été réalisée entre l’approche DPM (Dual Porosity Model) et DFM (Discrete Fracture Matrix) selon plusieurs configurations d’écoulement. Finalement, en l’absence de données suffisantes de conditionnement, seule une approche simple milieu a été retenue pour calibrer l’hydrosystème qatari par méthode inverse. Une analyse de sensibilité a été menée afin d’étudier la réaction du système à différents scénarios de recharge.

Qatar is a country in the Persian Gulf with only a few days of water supply stemming from seawater desalination. This work develops a numerical model mimicking the large-scale recharge of regional aquifers to enhance water stocks. The model is grounded in a pre-existing code describing a dual porosity system in which an additional porosity was implemented to simulate preferential flow in karstic features. This new numerical code is employed in a comparative study testing the DPM (Dual porosity Model) and DFM (Discrete Fracture Matrix) behaviors under several flow configurations. Finally, the lack of conditioning data led us to only propose a single-medium approach to the Qatar groundwater system, but numerically inverted. A sensitivity analysis was carried out to analyze the various behaviors of the groundwater system under several scenarios of artificial recharge.