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Intégration of irrigation water abstraction in groundwater level modelling : development of a process-based simple proxy.
No full textInternational audienceIn the context of shallow aquifers, modelling groundwater level evolutions requires the identification of any processes involving water uptake such as soil transpiration, root abstrac tion and all anthropic withdrawals. The quaternary alluvial aquifer system in the Upper Rhine Valley is one of Europe’s largest freshwater reserves and supplies water to numerous different types of habitats and anthropic needs. The phreatic characteristics of this aquifer, its physical properties - including high hydraulic conductivity - and its wide range of uses make it a resource which accumulates and crystallises the challenges for a sustainable man agement. Additionally, the Rhine alluvial plain area, belted in the West by the Vosges Mountains and in the East by the Black Forest Mountains, is favourable and notably used for agricultural purposes, and mainly for cereal production. Part of the agricultural area is irrigated through the pumping of shallow water from the aquifer. Through the Interreg GRETA project (GRoundwater EvoluTions and resilience of Asso ciated biodiversity - Upper Rhine), which arises from the increasing climatic and anthro pogenic pressures on the environment, focusing on the Upper Rhine aquifer, around fifty lumped models were developed to reproduce the piezometric variations at different observa tion points of the aquifer. The GARDENIA lumped modelling tool, developed and updated by the BRGM (French Geological Survey), was used for the development of the models. GARDENIA simulates the water cycle using a system of three to four cascading reservoirs representing respectively: - the first few tens of centimetres of soil in which evapotranspiration occurs (zone of in fluence of vegetation roots); - an intermediate zone that produces rapid run-off; - one or two aquifer zones that produce slow baseflow. Preliminary modelling tests have been carried out over all selected piezometers consider ing only climatic inputs (precipitation and potential evapotranspiration (PET)). However, a significant part of the models has shown misfit especially during summer low waters. Research work has been carried out to develop a robust proxy to account for the influ ence of irrigation water abstraction in the models in order to better characterize the impact of summer withdrawals on the piezometric signal. The proxy should in the meantime comply with the simplicity required by lumped modelling (e.g. spatial homogeneity of inputs) and accurately account for complex processes (e.g. soil, crop types and practice characteristics) to ensure results robustness. In addition, the proxy has to be easily applicable to different agricultural and hydrogeological contexts and to different time periods (past climate, cli matic projections) : it has therefore to rely on widely available (climatic) data and easily computable parameters as inputs. Initial comparison with historical irrigation needs reconstructed with STICS – a generic soil crop model -, are promising. Furthermore, agricultural expertise of the Regional Chambre of Agriculture allowed to take into account the local specificities of the irrigation practices for the development of the irrigation uptake proxy. Modelling results with the use of the proxy show significantly better alignment with the observed data and are presented her
Fonctionnement et autonomie des organisations féminines de développement du gouvernorat de Siliana
No full textLes organisations féminines de développement dans les zones rurales de Tunisie se sont fortement développées à partir du début des années 2010. Ces organisations ont bénéficié d'un large soutien de la part des acteurs de développement publics et non-gouvernementaux. La présente étude analyse la trajectoire de développement et l'autonomie de groupements de développement agricole (GDA) composés pour l’essentiel de femmes dans le gouvernorat de Siliana. Les activités des neuf GDA étudiés sont principalement liées à la production collective et à la commercialisation d'une variété de produits liés à l'élevage, à l'alimentation et à l'artisanat. La plupart des organisations ont augmenté le nombre de membres et l’étendue des activités menées depuis leur création. Lors d'un atelier réunissant les présidents de ces groupements, les membres et le personnel des administrations d'appui, les participants ont souligné que les compétences techniques et de gestion des membres, ainsi que la volonté et la capacité des membres à organiser des actions collectives, sont essentielles pour atteindre l'autonomie de ces groupements. Analyser l'autonomie de ces organisations féminines de développement - et surtout le faire avec leurs membres - peut fournir une approche complémentaire à celle qui se concentre sur la résolution des contraintes, souvent matérielles, qui entravent leur développement. Cette approche complémentaire peut aider à se concentrer explicitement sur la manière de renforcer leur capacité à être aux commandes pour la définition de leurs objectifs et leurs stratégies, et ainsi à devenir des partenaires à part entière des organisations d'appui
Development of dendrochemistry applied to polluted sites : Multi-technique approach for the analysis of pollutant tracers and co-tracers on a ring-by-ring basis
No full textInternational audienceSoil contaminated by organic and metallic pollutants from mining and industrial activities needs to be managed effectively for environmental, health and economic reasons. Dendrochemistry is a tool that can be used to date pollution and, potentially, establish its origin in order to identify those responsible. This process is based on the absorption by tree roots of nutrients and, potentially, of certain pollutants present in the soil, and on the absorption of volatile pollutants by the leaves.The main aim of this study is to develop dendrochemistry by adopting a multi-technique approach. To this end, various analysis methods have been developed and used.Two techniques were developed to analyse changes in the various chemical elements within the rings of the trees sampled: µEDXRF (for Energy Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry) and LA-ICP-MS (for Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). These methods make it possible to obtain highly accurate elemental maps of the levels of major and trace elements present in samples. In addition, in order to obtain the most accurate dating possible, µtomography analysis has been developed, providing highly accurate images in which the limits of the annual rings can be identified. This dating is also automated using AI.Finally, a programme developed in Python is used to process, analyse and merge the data obtained using the various analysis techniques. To test and validate the methods developed, two study sites where pollution (metals, organic matter, etc.) is known and referenced have been and will be sampled.This study is part of the ADEME-funded GESIPOL ARGOS project
Functional diagnostic of industrial soils: from the selection of indicators to their applications in situ
No full textInternational audienc
Experimental constraints on the sources of lithium-rich granites and pegmatites
No full textInternational audienceRare-metal granites and pegmatites are enriched in critical metals, such as lithium (>5000 ppm), relative to conventional granites in the crust (<100 ppm). The petrogenesis of lithium-bearing pegmatites has been historically associated with the high-degree fractional crystallisation of parental granites. However, the extent of lithium enrichment during this process remains debated due to uncertainties concerning the partitioning behaviour of lithium between minerals and felsic melts. Alternatively, lithium enrichment in granitic pegmatites may reflect the composition of their crustal source. To test the anatectic origin of rare-metal granites and pegmatites, partial melting experiments were performed on variably enriched metasedimentary rocks (100–800 ppm lithium). The experiments produced felsic melts with a lithium content of 180–2200 ppm and constrained mineral-melt partition coefficients for granitic systems. Trace element modelling demonstrates that high-grade granite-related deposits (>5000 ppm lithium) are sourced from the anatexis of enriched crustal rocks (>300 ppm lithium), followed by the moderate fractional crystallisation of the partial melt
OneWater Data: towards a national FAIR water data platform and community
No full textInternational audienceAs part of the FAIR Water Data platform, we explain the importance of contributing to the co-construction of an ecosystem of FAIR services related to water.To achieve this goal, we present the general FAIR Factory method and illustrate it with various examples
Observatoire de la résilience post-séisme : Application au séisme de La Laigne
No full textInternational audienceProblématique scientifique – méthode :Une catégorisation des bâtiments, à visée sécuritaire, à partir des dommages observés a été réalisée par les sapeurs-pompiers de différents SDIS dans les jours suivant le séisme (Figure 2). C’est sur cette base que le BRGM établit, chaque année, un bilan du pourcentage de bâtiments en l’état, en cours de travaux, rénovés, détruits et reconstruits. Les méthodes de réhabilitation telles que la mise en place de tirants, agrafes, linteaux, chemisage ont été relevées ainsi que le type constructif de chaque bâtiment affect
Dynamics of gadolinium oxide clogging in porous media: insights from 4D X-ray microtomography
No full textInternational audienceThe mobility of rare earth element (REE) nanoparticles in subsurface environments is a growing concern due to their increasing use and potential ecological risks [1]. The dynamic monitoring at the micro scale of gadolinium (Gd) nanoparticle transport holds significant potential in biomedical and environmental applications, however, the existing literature is scarce and is mostly focused on the macroscale column studies [2],[3]. In this study, we investigate the pore-scale mechanisms governing the transport and retention behavior of Gadolinium oxide (Gd₂O₃) nanoparticles under single-phase flow conditions within porous media using high-resolution 4D X-ray microtomography. Gd₂O₃ was selected as a representative REE nanoparticle due to its high X-ray attenuation, allowing direct visualization of its spatiotemporal distribution in situ. Experiments were conducted using cylindrical sintered glass columns (4 mm diameter, 40 mm length) with pore throat sizes ranging from 40 to 100 µm, which were pre-saturated with 80% glycerol at an ionic strength of 10mM NaCl (figure 1). The influence of flow velocity on nanoparticle retention was systematically analyzed. Our results reveal distinct retention mechanisms, including straining at pore throats and reduction in permeability due to clogging of the pores. These localized depositions, quantified in terms of Gd₂O₃ concentrations, were shown to alter local flow paths, highlighting the coupling between colloid dynamics and hydrodynamic conditions. This study provides new insights into the fate of REE nanoparticles in the subsurface, which is essential for risk assessment and remediation strategies. These experiments will also guide the future surface complexation modeling of REE and numerical modeling simulations of fluid flow and transport
Simulations Euler-Euler du transport et de la rétention des colloïdes à l'échelle du pore
No full textInternational audienceNon-aqueous liquids (NAPLs) are water-immiscible pollutants that can disperse and release significant amounts of toxic compounds into underground water resources. Numerous methods have been developed to remove these pollutants from aquifers, but NAPL droplets remain trapped by capillary forces in the porous matrix even after depollution. The aim of our research is to explore the potential of colloids (e.g. nanoparticles, bacteria) to remobilize immiscible pollutant droplets. Our final objective is to develop a multiphase model at the pore scale that includes colloidal interactions with the solid phase, the aqueous phase, and the NAPL. Euler-Lagrange models allow an accurate description of colloidal particle interactions (e.g. transport and retention) but remains very time-and resource-intensive. In this work, we are developing Euler-Euler approaches based on OpenFOAM's multiphaseEuler module to represent particles as a dispersed phase in water. The use of this model in the context of the remediation of polluted porous media is currently under development. Our package includes new viscosity models and plastic behavior, as well as poromechanic properties to account for the compressibility threshold of clogged particles. Aggregation forces in between particles and between particles and grains are also considered. To this end, we are using DLVO theory, which characterizes the forces exerted between two charged surfaces separated by a liquid. We present preliminary results such as : i) comparisons with Euler-Lagrange simulations for very diluted suspension, ii) response to fluid stresses and its compressibility, and iii) study of the impact of particle aggregation in the context of porous media.Les liquides non aqueux (NAPL) sont des polluants non miscibles à l'eau qui peuvent se disperser et libérer des quantités importantes de composés toxiques dans les ressources en eau souterraines. De nombreuses méthodes ont été mises au point pour éliminer ces polluants des aquifères, mais des gouttelettes de NAPL restent piégées par les forces capillaires dans la matrice poreuse, même après dépollution. Notre recherche vise à explorer le potentiel des colloïdes (par exemple, les nanoparticules, les bactéries) pour remobiliser les gouttelettes de polluants non miscibles. Notre objectif final est de développer un modèle multiphasique à l'échelle des pores qui inclut les interactions colloïdales avec la phase solide, la phase aqueuse et les NAPL. Les modèles Euler-Lagrange permettent une description précise des interactions entre les particules colloïdales (par exemple, le transport et la rétention), mais restent très gourmands en temps et en ressources. Dans le cadre de ces travaux, nous développons des approches Euler-Euler basées sur le module multiphaseEuler d'OpenFOAM afin de représenter les particules comme une phase dispersée dans l'eau. L'utilisation de ce modèle dans le contexte de la remédiation des milieux poreux pollués est actuellement en cours de développement. Notre package comprend de nouveaux modèles de viscosité et de comportement plastique, ainsi que des propriétés poromécaniques permettant de prendre en compte le seuil de compressibilité des particules obstruées. Les forces d'agrégation entre les particules et entre les particules et les grains sont également prises en compte. À cette fin, nous utilisons la théorie DLVO, qui caractérise les forces exercées entre deux surfaces chargées séparées par un liquide. Nous présentons des résultats préliminaires tels que : i) des comparaisons avec des simulations Euler-Lagrange pour une suspension très diluée, ii) la réponse aux contraintes fluides et sa compressibilité, et iii) l'étude de l'impact de l'agrégation des particules dans le contexte des milieux poreux
Évolutions des occupations et usages des sols sur le long terme et lien avec la recharge – application aux hydrosystèmes karstiques de la Loue (25) et de Fontaine de Vaucluse (84)
No full textInternational audienceL'évolution des régimes hydrologiques des sources dépend de l'évolution du climat (régimes pluviométriques, hausse des températures), et des changements de propriétés de surface des bassins versants. Les évolutions des dynamiques territoriales, via les changements de politiques publiques, de population et de développement économique (aménagements, intensification agricole, ...) modifient la propriétés des surfaces. Dans le but d'améliorer notre connaissance de l'impact des usages des sols et de leurs évolutions sur l'hydrologie, il est nécessaire de reconstruire l'historique des changements d'occupation et d'usage des sols (LULC). L'implémentation de ces reconstructions de LULC dans des outils de modélisation hydrogéologique permettent de prendre en compte ces évolutions dans la répartition spatiale et temporelle de la recharge.La reconstitution des occupations et usages des sols est possible en France à l'aide de documents d'archives (synthétiques depuis 1820), cartes anciennes (1820-1866), photographies aériennes et produits cartographiques récents. Pour cela, la mise en relation des nomenclatures, des événements s'étant produits et de l'ensemble des documents spatialisés ou semi-spatialisés est nécessaire pour produire des cartes à des intervalles temporels choisis. Des incertitudes peuvent être intégrées, selon des changements de nomenclatures, mais aussi de la distance temporelle qui relie deux documents spatialisés. Une analyse par entité paysagère de taille plus réduite que celle du socio-hydrosystème permet une compréhension fine des types de changements. Dans un second temps, les reconstitutions historiques de l'évolution de l'occupation des sols sont intégrées dans un modèle d'évapotranspiration, puis un modèle hydrologique semi-distribué. Cette suite de modèle permet de représenter l'évolution spatiale et temporelle de la recharge et son impact sur les débits des sources étudiés.Nous présentons l'analyse de deux socio-hydrosystèmes karstiques situés dans deux régions hydroclimatiques différentes : Fontaine de Vaucluse, en climat méditerranéen, et la source de la Loue, en climat continental. Le débit de Fontaine de Vaucluse est mesuré depuis 1877 et celui de la Loue depuis 1950. Les transformations portent sur l'augmentation des forêts et sur un changement des paysages agricoles. Les premiers travaux de modélisation montrent un impact de l'évolution de l'occupation des sols sur les débits de la Fontaine de Vaucluse qui corroborent les observations historiques du débit