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Le 8 octobre 2020

Soutenance de thèse de Léa PANNECOUCKE

Combinaison de la géostatistique et des simulations à base physique – application à la caractérisation de panaches de contaminants

Résumé de la thèse en français

La caractérisation de la contamination dans les sols et les nappes autour d'installations industrielles est un enjeu majeur de l'assainissement de ces sites. Ce travail porte sur la combinaison de deux approches utilisées classiquement pour caractériser les contaminations : la géostatistique et les simulations numériques d'écoulement et de transport. L'objectif de cette combinaison est d'améliorer les estimations d'activités en radionucléides, par l'introduction d'informations de nature physico-chimique dans un modèle probabiliste. Deux méthodes sont comparées. Elles sont basées sur la génération d'un grand nombre de simulations de panaches de contaminants, prenant en compte les incertitudes sur les paramètres d'entrée. La première méthode est un krigeage avec dérive externe, où la dérive est la moyenne de la population de simulations de panaches. La seconde méthode est un krigeage avec un variogramme empirique non stationnaire, calculé à partir de la population de simulations, qui reflète la structure spatiale du phénomène étudié. Ces méthodes sont d'abord comparées sur un cas synthétique, constitué par la simulation de la migration d'un panache de tritium dans la zone non saturée d'une formation sableuse. Deux jeux de données acquis au voisinage de la centrale de Tchernobyl sont ensuite étudiés. Les résultats montrent l'intérêt de la combinaison des simulations numériques et de la géostatistique : les estimations spatiales ou spatio-temporelles sont plus réalistes, en particulier lorsque peu de données sont disponibles.

Résumé de la thèse en anglais

A major issue concerning the remediation of industrial plants is the characterization of contamination within soils and groundwater. Two classical approaches are combined in this work: geostatistics and numerical simulations of flow and transport. It aims at improving the estimates of radionuclide activities by taking into account physically-based information into a mathematical model. Two methods are introduced in this work. They are both based on a large number of simulations of contaminant plumes, taking into account the uncertainties on input parameters. The first method is kriging with an external drift, in which the drift is the average of the simulations. The second method is kriging with a non-stationary empirical variogram computed from the set of simulations, which models the spatial structure of the phenomenon under study. The performances of the methods are first assessed on a synthetic test case, which deals with the migration of a tritium plume in the unsaturated zone of a sandy aquifer. Then, they are assessed on two datasets collected around Chernobyl nuclear plant. The results underline the benefit of combining geostatistics and numerical simulations, especially when only few observations are available.

Titre anglais : Combining geostatistics and physically-based simulations – application to the characterization of contaminant plumes
Date de soutenance : jeudi 8 octobre 2020 à 14h00
Adresse de soutenance : MINES ParisTech 60 boulevard Saint-Michel 75006 Paris - salle L109
Directeurs de thèse : Chantal DE FOUQUET, Xavier FREULON