Modélisation du transfert des pesticides du sol jusqu'à l’aquifère : étude par approches de complexité croissante - site de Montreuil-sur-Epte, Transfer modelling of pesticides from ground to aquifer

Sylvain Gigleux

Description

Sous la direction de Olivier Banton
Thèse soutenue le 08 juillet 2009: Avignon
Le continuum sol-zone non saturée-aquifère est rarement abordé en modélisation des pesticides car il requiert des outils et une méthodologie élaborés. Ces outils peuvent avoir des niveaux de complexités variables, le plus simple étant le modèle global et le plus complexe, le modèle hydrogéologique de transport en 3 dimensions prenant en compte chacun des compartiments dans le détail. Dans ce contexte une modélisation associant de manière dynamique des outils ou des méthodes propres à chaque compartiment propose une solution intermédiaire intéressante. Une approche progressive de la modélisation hydrodynamique ainsi que de la modélisation des transferts de pesticides, appliqué au cas du bassin versant hydrogéologique de la source des Brévilles à Montreuil-sur-Epte (Val d’Oise) a pu être réalisée et fournir un modèle couplé 1D / 2D prenant en compte l’écoulement et le transport dans le sol, la zone non saturée et la zone saturée
-Modélisation
-Couplage
-Pesticides
-Eaux souterraines
The continuum ground-vadose zone-aquifer is rarely studied in the modeling of pesticides because it requires elaborate tools and methodology. These tools may have variable levels of complexity, the simplest being the global model and most complex, the hydrogeological model of transport in 3D taking into account each compartment in detail. In this context, a modeling associating in a dynamic way, tools or specific methods to each compartment will be an interesting intermediate solution. A progressive approach of hydrodynamic modeling and transfer modeling of pesticides applied to the case of the Brévilles spring catchment in Montreuil-sur-Epte (Val d'Oise) has been carried out and provided a coupled model 1D / 2D taking into account the flow and transport in the ground, the unsaturated zone and the saturated zone
-Modeling
-Coupled model
-Pesticides
-Groundwater
Source: http://www.theses.fr/2009AVIG0043/document

Sujets

• Modélisation
• Couplage
• Eau souterraine

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 257
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 44 Mo

Extrait

ACADÉMIE D’AIX-MARSEILLE
UNIVERSITÉ D’AVIGNON ET DES PAYS DE VAUCLUSE
THÈSE
présentée à l’Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse
pour obtenir le diplôme de DOCTORAT
SPÉCIALITÉ : Hydrogéologie
Ecole doctorale 477 « Systèmes intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences et
Environnement »
UMR 1114 « Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes »
MODELISATION DU TRANSFERT DES PESTICIDES
DU SOL JUSQU'A L’AQUIFERE
Etude par approches de complexité croissante - site de Montreuil-sur-Epte
(95)
Présentée par
Sylvain GIGLEUX
Soutenue le devant le jury composé de :

erS. BROUYERE 1 assistant, Dép ArGEnCo, Liège Rapporteur
M. JAUZEIN Professeur, Univ. Henri Poincaré, Nancy 1 Rapporteur
V. VALLES Professeur, UMR EMMAH, Avignon Examinateur
O. BANTON Professeur, UMR EMMAH, Avignon Directeur de thèse
A. GUTIERREZ Hydrogéologue, BRGM service eau, Orléans Co-directeur de thèse
tel-00464260, version 1 - 16 Mar 2010tel-00464260, version 1 - 16 Mar 2010Remerciements
Je tiens à remercier ici toutes les personnes qui ont contribuées à ce travail de thèse
tant du point de vue scientifique et professionnel que du point de vue amical. D’avance, je
m’excuse pour les « oubliés », et j’espère que vous saurez trouver votre place dans ces
paragraphes.
Je remercie Olivier Banton mon directeur de thèse, de m’avoir proposé un sujet de
recherche correspondant particulièrement à mes envies, car très appliqué. Je le remercie
d’avoir su être présent lorsque je l’ai sollicité tout en me laissant une grande autonomie dans
mon travail. Merci à Yves Travi, directeur du laboratoire d’hydrogéologie d’Avignon, d’avoir
soutenu mon travail durant ces 3 années passées au LHA.
Je remercie également très sincèrement Alexis Gutierrez, co-directeur de thèse à
distance, avec qui j’ai passé des moments aussi agréables qu’enrichissants. Merci pour son
soutien sans failles, sa disponibilité, son amitié et ses nombreux et généreux coup de pouces
qui ont toujours étés d’une très grande qualité et d’un immense réconfort. Merci infiniment
Alexis.
Ce travail a également été marqué par des rencontres et discussion fructueuses. Je pense en
particulier à Serge Brouyère qui m’a fait l’honneur et surtout le grand plaisir d’évaluer mon
travail de thèse, mais aussi à Michel Jauzein et Vincent Vallès qui ont toujours grandement
participé à ce projet en me suivant depuis plusieurs années.
Ce travail m’a demandé de faire plusieurs déplacements et je souhaite remercier ceux
qui m’ont accompagnés dans ces moments. Je remercie Arnaud d’avoir bravé les hivers
déchaînés de Montreuil Sur Epte et d’avoir apporté un peu de bois quand, dans notre gîte, il
faisait froid. Merci également Nicole, Nadia, Nicolas de m’avoir éclairé à plusieurs reprises
lors de mes passages à Orléans. Merci également à Dominique Thiéry pour les nombreux
conseils concernant MARTHE.
Je remercie tous les membres du laboratoire d’Hydrogéologie d’Avignon pour leur
accueil et les différents échanges que nous avons pus avoir : en particulier Roland bricoleur
3
tel-00464260, version 1 - 16 Mar 2010de génie, ami technophile, amoureux des LEDs, pour les bons moments passé au café. Un
grand merci à mes ex-professeurs, collègues, nouveaux amis : Vincent, Anne-Laure, Jean-
Claude, Jean-Michel.
Une pensée bien sûr pour mes compagnons thésards ou non qui ont très souvent
répondu présent à l’appel de la pétanque ou des soirées sur la terrasse : Cécile, Véronique,
Emilie, Catherine, Lattana, Anaïs, Rémi, Benjamin, Jean-Christophe, Thibaut, Alexandre C.,
Vincent B.C. et Fronck.
Ensuite et parce qu’il existe une vie en dehors de la thèse, je tiens à remercier les
rugbymen de l’AARU qui m’ont permis de me défouler lors des matchs et entrainements et
èmesd’évacuer le stress lors des 3 mi-temps. Merci à toi Alex qui m’a également permis de
découvrir avec Stéphane, Pascale et Jérôme les sentiers de Provence en VTT sans jamais me
laisser me déshydrater.
J’ai une pensée particulière pour mes parents ont grandement contribués au pot de
thèse avec leurs bons produits de la ferme.
Enfin je remercie Marielle qui m’a soutenue, relue et re-soutenue, qui a subi en
première ligne les hauts et les bas du moral d’un thésard.
4
tel-00464260, version 1 - 16 Mar 2010Sommaire
Remerciements..................................................................................................... 3
Sommaire.............................................................................................................. 5
Liste des figures ................................................................................................... 9
Liste des tableaux ..............................................................................................16
Introduction générale........................................................................................19
Chapitre 1 :Etat des connaissances sur le transfert des pesticides et la
modélisation en milieu poreux .........................................................................24
A. Définitions et caractéristiques ................................................................................... 25
B. Difficulté de prédiction de la contamination des eaux souterraines par les
pesticides ............................................................................................................................. 26
1. Les propriétés physico-chimiques des composés..................................................... 26
2. Les propriétés intrinsèques du site ........................................................................... 27
3. Les facteurs externes ................................................................................................ 27
C. La modélisation des pesticides .................................................................................. 28
1. Zone non saturée ...................................................................................................... 29
2. Zone saturée ............................................................................................................. 31
3. Couplage................................................................................................................... 32
Chapitre 2 :Présentation du site et synthèse des travaux déjà réalisés
35
A. Méthodes de caractérisation du bassin..................................................................... 37
1. Caractérisation géographique et géologique de la zone d’études............................. 37
1.1. Création d’un modèle numérique d’altitude..................................................... 37
1.2. Contexte géologique de la région..................................................................... 37
1.3. Forages et installation de piézomètres ............................................................. 38
5
tel-00464260, version 1 - 16 Mar 20101.4. Prospection géophysique électrique ................................................................. 40
2. Caractérisation des propriétés des différentes formations du site d’étude ............... 45
2.1. Opérations de diagraphies ................................................................................ 45
2.2. Analyse granulométrique des sables de Cuise ................................................. 45
2.3. Caractérisation des roches par porosimétrie à mercure.................................... 45
2.4. Estimation des propriétés de rétention en eau.................................................. 46
2.5. Mesure de la conductivité hydraulique à saturation......................................... 47
3. Suivi du fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère......................................... 47
3.1. Données climatiques ........................................................................................ 47
3.2. Suivi du débit à l’exutoire ................................................................................ 50
3.3. Suivi du niveau de la nappe.............................................................................. 51
3.4. Détermination des paramèt