Modélisation et interprétation de données électriques couplées avec un modèle de transport pour la caractérisation d'hétérogénéités localisées // Modelling and interpretation of electrical data coupled with transport models to characterise localized heter

Le rôle majeur des écoulements de fluides souterrains s'inscrit pleinement dans une actualité où les enjeux environnementaux et sociaux sont primordiaux. Des domaines tels que la décontamination des sites et sols pollués, la géothermie, le stockage de CO2, ou encore le stockage de déchets nucléaires, impliquent des injections en sous-sol de fluides dont le comportement a des conséquences importantes quoiqu'encore mal connu.
Caractériser le milieu et comprendre le comportement du fluide sont essentiels pour (i) assurer son stockage (CO2, déchets nucléaire), (ii) prédire son comportement pour des contaminations accidentelles, et (iii) proposer des solutions pertinentes de dépollution/remédiation. Des outils fiables pour modéliser le transport des fluides d'intérêt sont pour cela nécessaire. La modélisation est particulièrement complexe dans des milieux où le transport est majoritairement contrôlé par des discontinuités localisées, i.e., des fractures ou fins chemins préférentiels, qui peuvent acheminer le fluide sur de grandes distances en des temps courts.
Ces fines structures localisées se distinguent de la matrice environnante par un fort contraste de conductivité hydraulique et également, par un fort contraste de conductivité électrique en contexte d'injection d'un fluide très conducteur (solution saline) ou très résistant (gaz). Par conséquent, la présence de ces éléments a un impact déterminant sur le comportement hydraulique et électrique des systèmes bien que le volume occupé soit faible.
La caractérisation du milieu s'appuie sur la tomographie de résistivité électrique dynamique (time-lapse) par mesures entre forages (cross-borehole) acquises de manière répétée avant et après injection.
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The major role of underground fluid flows is part of the current environmental and social issues. Fields as remediation of contaminated sites and soils, geothermic, CO2 storage, nuclear waste storage, involve underground injections of which behaviour has important consequences, although still poorly known.
Characterise the environment and understand the fluid behaviour are essential to (i) ensure its storage (CO2, nuclear waste), (ii) predict its behaviour for accidental contaminations, and (iii) offer relevant solutions of remediation. Reliable tools to model the transport of the interested fluids are therefore necessary. The modelling is particularly complex in a context where the environment is controlled by local discontinuities, i.e., fractures or preferential pathways, which can carry the fluid over large distances in a short time.
These thin localised structures are distinguished from the surrounding matrix by a high hydraulic conductivity contrast, and also, a high electrical conductivity contrast in a context of high conductive fluid (saline solution) or high resistant (gas) injections. Hence, the presence of these elements has a great impact on the hydraulic and electrical behaviour of the systems even though the filled-up volume is small.
The characterisation of the environment is based on electrical resistivity tomography with cross-borehole measurements acquired in time-lapse before and after injection.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Concours GAIA

Université de Montpellier

584 GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau

Mathématiques appliquées, connaissances en méthodes géophysiques électriques et plus généralement en géosciences, bases en modélisation hydrologique et inversion de données.
Applied mathematics, knowledge in electrical geophysical methods and more generally in geosciences, basis in hydrological modelling and data inversion.