Hydrogeology and Geoenvironment

5.00 crédits

30.0 h + 15.0 h

> Horaire

Enseignants

Rattez Hadrien;

Langue
d'enseignement

Anglais
> Facilités pour suivre le cours en français

Préalables

Bonnes connaissances des géomatériaux et de la mécanique des sols telles qu'enseignées dans les cours LGCIV1031 et LGCIV1072.

Thèmes abordés

Le cours a pour objectif l'apprentissage de la gestion des différentes facettes scientifiques et techniques liées à l'hydrogéologie orientée « géoenvironnerment et énergie», ainsi que les liens avec la géomécanique. Il contribue en ce sens à la gestion du risque environnemental, laquelle fait partie intégrante du métier de l'ingénieur géotechnicien, mais aussi aux problématiques actuelles liées aux nouvelles sources de production et stockage d'énergie à partir du sous-sol (géothermie, stockage d'hydrogène, ...) et le stockage de déchets (nucléaires, CO2...).
Le cours comporte deux volets:

Un premier volet théorique : principes fondamentaux de l'écoulement des fluides et de la chaleur en milieux poreux, comportement des sols et roches non saturés, poromécanique.
Le second volet avec des applications : géothermie, stockage de chaleur souterrain, stockage d’air comprimé, pollutions industrielles, stockage de déchets radioactifs et de CO2, extraction d’hydrocarbures non conventionnelle.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

AA1.1, AA1.2, AA1.3
AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.5
AA5.1, AA5.3, AA5.5
AA6.1, AA6.3, AA6.4, AA6.5

Plus précisément, à l'issue de ce cours, l'étudiant doit être capable de :

identifier et classer les contaminants industriels compte tenu de leurs propriétés physico-chimiques et des dangers qu'ils présentent pour l'homme;
maîtriser les phénomènes de transport souterrain et d'équilibre entre les différentes phases du sol (solide, liquide, gazeuse);
caractériser les phénomènes d'advection, de diffusion, de dispersion et d'atténuation dans un sol saturé et dans un sol non saturé, via des essais en laboratoire et in situ;
déterminer les paramètres hydrogéologiques (transmissivité, emmagasinement, ...) de nappes au moyen d'essais in situ et de pompage transitoires;
pré-dimensionner une installation géothermique ou hydrothermique;
connaitre les enjeux et les défis techniques liés à différentes technologie de stockage en cours de développement (déchets nucléaire, CO2, Hydrogène…).

Contenu

Partie théorique

Écoulements dans les milieux poreux et fracturés
Puits, pompage et injection
Écoulements non saturés et multiphasiques
Transferts de chaleur et de masse dans les milieux poreux
Poromécanique et couplages thermo-hydro-mécaniques
Caractérisation expérimentale et modélisation numérique

Partie applications

Géothermie et stockage thermique souterrain
Stockage géologique du CO₂
Stockage géologique des déchets radioactifs
Stockage souterrain d’hydrogène et de gaz
Extraction et stockage des hydrocarbures
Transport de polluants et pollution des sols et des eaux souterraines

Méthodes d'enseignement

Cours enseigné en anglais, avec slides et support PDF + lectures dirigées en anglais.
Travail de groupe en fin de quadrimestre.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Examen oral sur la théorie et les exercices (50% de la note finale)
Exposé en groupe sur un des thèmes proposés (50% de la note finale et ne peut être refait en seconde session).

Autres infos

Selon les possibilités, une visite de chantier est organisée (carrière, excavation, centrale de pompage, ...)

Ressources
en ligne

Disponibles sur Moodle : Transparents du cours et énoncés des exercices

Bibliographie

Available on Moodle

Faculté ou entité
en charge

> GC

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Master [120] : ingénieur civil des constructions

GCE2M

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement

BIRE2M

Master de spécialisation interdisciplinaire en sciences et gestion de l'environnement et du développement durable

ENVI2MC

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries

BIRC2M

Master [120] en sciences agronomiques et industries du vivant

SAIV2M