Cet enseignement en hydrogéologie vous invite à approfondir votre connaissance du fonctionnement des systèmes aquifères par une approche quantitative. Il ne s’agit plus de simplement décrire leur comportement à l’échelle régionale à partir des observables que sont les mesures du niveau d’eau, de concentration en solutés ou de température mais d’être aussi capable de quantifier et prédire l’écoulement et le transport de matière ou thermique.

A l’issue de cet enseignement, vous serez en mesure de mettre en œuvre des méthodes fiables pour répondre de façon quantitative aux questions de recherche et appliquées qui se posent à l’hydrogéologue. Questions qui peuvent avoir trait à l’exploitation des eaux souterraines (prévoir un rabattement, dimensionner un pompage), aux interactions du compartiment souterrain avec les autres réservoirs (atmosphère, rivière et lac, océan) notamment afin d’estimer l’impact des changements environnementaux sur la ressource en eau, ou encore à la prédiction du devenir d’un contaminant (trajectoire et concentration).

La nature fortement hétérogène du sous-sol, ainsi que la vision très partielle que nous en avons, nécessitent une approche de modélisation, c’est-à-dire une simplification de la réalité. Les approches explicites sont souvent privilégiées en hydrogéologie. Elles se fondent sur une description mécaniste des écoulements, soit une représentation des processus en utilisant les lois physiques qui les régissent.

Ainsi, dans le module d’hydrogéologie quantitative, nous intéresserons-nous à la caractérisation de ces processus physiques : loi de l’écoulement généralisée et mécanismes de transport (essentiellement conservatif) de solutés et de chaleur, nous amenant à écrire les équations correspondantes. La résolution de ces équations, dont les inconnues sont la charge, la concentration ou la température, permet de répondre aux questions posées.

Dans ce cours sont présentés des exemples de résolution analytique sur des cas pratiques. Les enseignements ont lieu sous la forme de cours/TD, avec des applications sur machine et une séance de travaux pratiques portant sur le transport. Notez que les résolutions numériques seront abordées dans le module de Modélisation hydrogéologique.

L’évaluation se fait sous la forme du contrôle continu (comptes-rendus des travaux pratiques et dirigés).