La série de conférences en hydrogéologie

RÉSUMÉ
Understanding heat transport in heterogeneous aquifers is central to many environmental processes and industrial applications, including energy production in geothermal reservoirs, heat storage in the ground, near-field thermal effects in radioactive waste disposal and subsurface urban heat islands. The characterization and modeling of heat transfer in the subsurface is particularly challenging as the existence of heterogeneities in hydraulic properties at all scales induce flow channeling that significantly complicates relevant temperature patterns. While much progresses have been made in characterizing and modeling subsurface heterogeneity in flow and solute transport processes, the effects of multi-scale subsurface heterogeneities on heat transport remains largely an open question. This presentation will focus on the interplay between flow dynamics, solute and heat transport in alluvial and in fractured crystalline aquifers. Case studies will be presented to illustrate the complexity of heat transfer processes in heterogeneous media.

RÉSUMÉ
Dans le domaine de l’hydrogéologie les CFC (chloroflurocarbones) et le SF6 (hexafluorure de soufre) sont  désormais des traceurs assez largement utilisés par la communauté tant universitaire que de terrain et dont l’utilité n’est plus à démontrer. Mais l’utilisation de ces gaz dans l’estimation des temps de résidence des eaux récentes (0-60 ans) a également ouvert un champ d’investigation bien plus large grâce à l’analyse couplée d’autres gaz dissous et les avancées technologiques des outils d’analyse de ces derniers. Ainsi il est possible de remonter dans le temps (paléohydrogéologie), d’étudier la réactivité  et son lien avec les communautés microbiennes au labo ou sur le terrain et ce, avec une précision et une fréquence qui s’est fortement accrue avec la technologie MIMS (spectromètre de masse à injection par membrane).

L’objet de cette présentation sera donc de réaliser un panorama des possibilités offertes par les gaz dissous au travers d’exemples d’études réalisées ces 15 dernières années par l’équipe de recherche en hydrochimie de l’université de Rennes 1 (OSUR).

RÉSUMÉ
Fracture interaction mechanisms and reactivation of natural discontinuities under fluid pressurization conditions inside fault zone can represent critical issues in risk assessment of caprock integrity. A field injection test, carried out in a damage fault zone at the decameter scale i.e. mesoscale, has been studied using a Distinct Element Model. Considering the complex structural nature of a fault zone, the contribution of fracture sets on the bulk permeability has been investigated during a hydraulic injection. It has been shown that their orientation for a given in-situ stress field plays a major role. However, if homogeneous properties are assigned to the fracture planes in the model, the limited irreversible displacements cannot be reproduced. Despite these limited displacements (40 µm maximum), the transmissivity increased by a factor of 10-100. These results provide insights in fracture controlled permeability of fault zones depending on the geometrical properties of the fractures and their resulting hydro-mechanical behavior for a given in–situ stress field.

RÉSUMÉ

Les microorganismes jouent un grand rôle dans les habitats de la subsurface, dont les aquifères. Ils participent aux grands cycles biogéochimiques, et transforment et modèlent la subsurface terrestre. La plupart de ces communautés microbiennes ne sont pas des agents pathogènes, et sont impliqué dans les cycles du carbone, du souffre, de l’azote, du phosphate ou du fer. De plus, ces microorganismes peuvent être soit sous forme libre dans les eaux souterraines, ou vivre à la surface et dans les pores des roches. La plupart de ces populations microbiennes ne sont pas cultivables au laboratoire, et nous ne pouvons les identifier que grâce aux techniques modernes de séquençage. Cette présentation donnera un aperçu des différentes communautés microbiennes qui vivent dans la subsurface terrestre, et leurs rôles dans ces habitats.