Modélisation mathématique et numérique des phénomènes d’écoulements et de transport de pollutions dans les milieux poreux : application a l’aquifère alluvial de la rivière de Magra, Italie

Abstract

Dans ce travail, les processus qui caractérisent les phénomènes d’écoulements et du transport des polluants dans les milieux poreux sont étudiés. Les équations d’écoulement et d’advection-dispersion ont été plus particulièrement traitées. Les différents aspects nécessaires pour la résolution de ces deux équations par la méthode des différences finies ont été abordés. Cependant, le travail a concerné la réalisation et la mise en place du modèle géométrique, puis du modèle multi-dimensionnel numérique d’écoulement et du transport dans l’aquifère de Magra (NW-Italie). En effet, les modèles calibrés ont fait l’objet d’une première phase d’exploitation, ce qui a permis la quantification des termes du bilan, la détermination des zones d’entrées/sorties, la simulation des scénarios d’exploitation et le développement d’une nouvelle approche de caractérisation de la vulnérabilité de systèmes aquifères moyennant la combinaison du modèle d’écoulement avec des méthodes classiques de vulnérabilité. Par la même occasion, le travail montre l’intérêt que peut présenter l’approche de Monte-Carlo en tant qu’outil de résolution stochastique du problème d’écoulement où n’interviennent qu’un nombre fini de variables aléatoires de la conductivité hydraulique (k). En effet, pour résoudre le problème posé de non-unicité de la solution stochastique obtenue, le travail la théorie d’ACP afin d’analyser la relation entre les différentes variables et les solutions stochastiques dans un plan factoriel optimal. Le travail tend à simuler le comportement hydrologique et hydro-climatique à travers les réseaux de neurones artificiels (RNA), afin d’étudier les scénarios climatiques et leur impact probable sur l’hydrosystème. Cependant, le travail a développé un nouveau concept qui exploite la sortie du modèle RNA comme une entrée des modèles d’écoulement et de transport, dans le but de définir à nouveau les conditions aux limites relatives à la conductance de la rivière, la recharge efficace et les concentrations au niveau des frontières des modèles.