Promoteur : Prof. Pascal GODERNIAUX

Résumé

Récemment, de nouvelles méthodes utilisant des sollicitations de type cyclique ont fait l’objet d’un intérêt particulier dans le domaine de l’hydrogéologie. L’idée consiste à observer et/ou à produire artificiellement des sollicitations périodiques en un point d’un réservoir souterrain, puis d’observer et d’interpréter leurs propagations par le biais de piézomètres d’observation. Ceci permet de quantifier les propriétés hydrauliques du milieu, dans le contexte particulier de phénomènes cycliques. De plus, ils possèdent certains avantages en comparaison aux essais hydrauliques traditionnels : l’absence d’extraction nette d’eau et/ou un signal généré comprenant une information fréquentielle spécifique, facile à isoler, même au sein d’un signal affecté par un « bruit » ambiant important. Ce type de sollicitations cycliques peut également être attendu de façon indirecte dans le contexte particulier lié à l’installation de stations de pompage – turbinage dans d’anciennes carrières, aujourd’hui inondées. Les stations de pompage – turbinage permettent de stocker et de produire de l’hydroélectricité, en faisant transiter de manière cyclique de grands volumes d’eau entre un réservoir supérieur et un réservoir inférieur. L’idée d’utiliser les nombreuses anciennes carrières à ciel ouvert, aujourd’hui noyées, comme réservoir inférieur a été émise, notamment pour économiser certains coûts de construction. Ces réservoirs ne peuvent toutefois pas être considérés comme imperméables. Faire varier le niveau d’eau dans ces carrières va engendrer un impact environnemental dans la formation rocheuse adjacente. De plus, effectuer des cycles de pompage – turbinage va induire une aération de l’eau transitant entre les bassins. Ce phénomène d’aération peut déstabiliser certains équilibres chimiques entre l’eau souterraine et les minéraux présents dans la roche. C’est pourquoi, ces impacts doivent être quantifiés. Dans ce contexte, les travaux de recherche entrepris dans le cadre de cette thèse ont permis (1) de comprendre et quantifier la propagation d’une sollicitation cyclique au sein d’un réservoir souterrain non confiné ; (2) de mettre en oeuvre des essais cycliques sur site expérimental, au sein d’aquifères non confinés, et d’en estimer les paramètres hydrauliques ; (3) d’étudier, de manière générique, l’impact de sollicitations cycliques à l’échelle d’une carrière utilisée comme bassin inférieur dans un système de station de pompage – turbinage ; (4) de modéliser l’impact hydrogéologique relatif à des projets de stations de pompage – turbinage dans des cas d’étude réels ; et (5) d’étudier l’évolution hydrochimique de l’eau souterraine au cours de cycles de pompage – turbinage.