Outils et méthodes géochimiques

Outils et méthodes géochimiques

Intervenants : Coefficient Crédits ECTS Heures UE
F. CHABAUX
D. LEMARCHAND
P. STILLE
L. AQUELINA (Rennes)
1 2   obligatoire

Contenu du cours :

Cette UE approfondit les concepts vus dans l'UE "Géochimie des eaux" en  développant les outils géochimiques et isotopiques pour caractériser : 1- les flux d'altération et d'érosion ou encore les retombées atmosphériques dans les hydrosystèmes continentaux, 2- les voies de transfert des éléments chimiques dans le milieu naturel incluant certains polluants (e.g., arsenic, plomb, sélénium,…) et incluant également rôles et actions du compartiment biologique, 3- les temps caractéristiques de transfert dans les divers compartiments de l'hydrosystème.

  • Source et spéciation des éléments chimiques. Eléments issus des processus d'altération – érosion naturelle ou forcée. Eléments nutritifs.  Spéciation de ces éléments dans les différents compartiments de l'hydrosystème.
  • Suivis géochimiques, signatures isotopiques, fractionnement.
  • Datation des eaux. Constantes de temps des processus d'altération d'érosion et des transferts. Eléments cosmogéniques, radionucléides.
  • Le suivi de la matière organique naturelle dissoute et particulaire. Origine, forme, voies de transfert. Traçage de son évolution et de ses temps de séjours (isotopes du carbone, etc.)
  • Eléments de modélisation conceptuelle et numérique des transferts géochimiques. 

Associé au contenu académique de l'UE, et avec mise en commun des connaissances acquises sur le transfert de masse (UE "Hydrogéologie, hydraulique souterraine, transport" et UE " Sols, transferts multi-phases, transferts complexes"), on développera un exercice de modélisation couplée.

On pourra, par exemple, greffer un calcul de fractionnement isotopique sur une équation de transport et disposer d'un outil d'évaluation de l'âge des eaux. On pourra également simplifier la spéciation d'un ou plusieurs éléments, l'intégrer dans un modèle simple de cinétique de réaction et le coupler aux équations de transport multi-composant.

La mise en synergie de l'ensemble est celle d'un problème concret sur un système naturel. On demande alors à l'élève ingénieur de formaliser les simplifications (argumentées) qui lui permettent d'élaborer un outil simple (programmable en quelques heures sur un tableur ou progiciel type MatLab), conduire des calculs et critiquer ses résultats. L'exercice fait l'objet d'un compte-rendu écrit évalué sur la pertinence des choix et la discussion des résultats.