Thèse soutenue

Développement du modèle hydrologique intégré NIHM : implémentation des processus de transport
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Auteur / Autrice : Mouna Chaguer
Direction : Frédérick Delay
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique
Date : Soutenance le 27/09/2022
Etablissement(s) : Strasbourg
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Terre Environnement (Strasbourg)
Jury : Président / Présidente : Benoît Nœtinger
Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Weill, Claire Lauvernet, Agnès Rivière
Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Nœtinger, Carole Rosier

Résumé

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Les modèles de transport de soluté sont généralement basés sur la résolution de l'équation d’advection-dispersion 3-D et sont fréquemment confrontés à plusieurs problèmes numériques, en plus d’un coût calcul élevé. Le modèle hydrologique NIHM (Normally Integrated Hydrological Model) a été récemment développé pour reproduire les réponses hydrologiques des bassins versants et se caractérise par un modèle souterrain dit à dimension réduite 2-D couplé à un écoulement de surface 2-D et à un écoulement en chenaux 1-D. La faible dimensionnalité dans le compartiment souterrain est le résultat d'une intégration le long de la direction locale normale au substratum de l'aquifère, ce qui permet de réduire significativement le nombre de paramètres requis pour réaliser les simulations, et par conséquent de gagner énormément en temps de calcul. Dans la présente étude, une implémentation numérique du transport dans les fonctionnalités du modèle NIHM a été réalisée de manière non intrusive, en tenant compte des interactions à l’interface surface-subsurface. Le modèle NIHM a été déjà évalué et appliqué à des hydrosystèmes réels, mais sans aborder les transferts de masse. La précision et l'efficacité du modèle proposé ont été soigneusement examinées à travers divers cas tests synthétiques sous différentes conditions hydrodynamiques, afin d’évaluer l'influence de la réduction de la dimensionnalité sur les simulations de transport de soluté. Les résultats montrent que la réduction de dimension reste adaptée à la prédiction des comportements de transport de solutés dans les systèmes peu profonds tout en offrant un gain important en temps de calcul. Cela pourrait être prometteur pour diverses applications traitant de la qualité des eaux souterraines.