Hydrologie – 3 ECTS

  • Analyse de chroniques pluie/débit (intégration des données, courbes intensité-durée-fréquence, corrélogrammes).
  • Relation pluie-débit (fonction de production et fonction de transfert).
  • Modélisation conceptuelle pluie-débit.

Hydrogéologie générale - 6 ECTS

Le module «Hydrogéologie Générale » constitue le module de base à la compréhension des écoulements dans le sous-sol. Les principales définitions abordées en cours magistral concernent les différents types d’aquifères, leurs modalités de recharge et leurs caractéristiques hydrodynamiques. L’accent est ensuite mis sur la compréhension des écoulements souterrains basée sur la piézométrie, les réseaux d’écoulement et l’hydrogéochimie.

Objectifs

L’objectif de cette UE est de préparer les étudiants aux modules plus technique « Forages et Pompages d’essais » et plus pratique « Ecole de terrain » dispensés au deuxième semestre.

Syllabus

  • Rappels sur le cycle de l’eau et Bilan hydrologique
  • Typologie des aquifères
  • Physiques des écoulements souterrains
  •  Loi de Darcy
  • Piézométrie
  • Réseau d’écoulement
  • Paramètres hydrodynamiques
  • Equations de diffusivité
  • Caractérisation chimique des eaux souterraines
  • Cartographie hydrogéologique

Interactions eau/roche HT – 3 ECTS

Ce module visera à donner des outils de thermodynamique en vue de les appliquer pour prédire des réactions chimiques pouvant s’opérer entre un fluide et des minéraux et/ou roches naturelles. Nous nous focaliserons essentiellement sur les interactions de type dissolution/précipitation qui sont celles qui peuvent impacter le plus fortement les propriétés de transferts des roches et des aquifères réservoirs. Les interactions de type redox seront également abordées dans cet enseignement.

Objectifs

Dans ce cadre des interactions eaux/roches de type dissolution/précipitation, l’objectif sera de prédire l’état de saturation d’une eau naturelle vis-à-vis d’un minéral, en prenant notamment en compte la salinité des fluides géologiques. Puis nous appliquerons ces notions à des roches pour prédire la stabilité des minéraux qui les constituent vis-à-vis d’un fluide. Un des objectif principal de l’enseignement sera aussi de savoir construire et utiliser les diagrammes d’activités qui peuvent être utilisés pour prédire à l’équilibre les interactions fluides/roches (solubilité en fonction du pH ou de la température ou de la salinité, diagrammes de type Korjinski, diagrammes Eh-pH…).

Hydrogéochimie – 3 ECTS

Pas de contenu pour le moment.

Introduction à la géotechnique - 3 ECTS

Pas de contenu pour le moment.

Physique et Transferts – 3 ECTS

Les roches ou géomatériaux sont composés de minéraux dont l’organisation est intimement liée à un réseau de pores qui stocke les fluides tels que l’eau, les gaz et les polluants organiques en phase.  La compréhension de l’organisation des solides et des pores est donc essentielle afin de maitriser et prédire la distribution, le transfert macroscopique et les quantités de fluides stockés. Cette organisation contrôle également les propriétés mécaniques et géotechniques des sols. La maitrise des phénomènes physiques associés ainsi que la mesure en laboratoire des propriétés mécaniques et de transfert seront donc un atout en géosciences pour aborder des problématiques environnementales et appliquées.

Objectifs

Ce module aura pour objectif d’appréhender et de savoir manipuler les lois physiques mises en jeu dans les roches, les sols et les géomatériaux afin de mesurer et prédire le transfert de fluides/polluants ainsi que les caractéristiques mécaniques.

Syllabus

  • Physique des sols et des roches : composition, réseau poreux, état de l’eau
  • Méthodes de caractérisation des réseaux poreux (taille, morphologie des pores, classification) et de la distribution de l’eau dans les roches/sols
  • Phénomènes physiques contrôlant la répartition de l’eau et des polluants organique en phase liquide dans les milieux saturés et insaturés
  • Introduction aux concepts d’imagerie 2D/3D du squelette solide et du réseau poreux
  • Description, identification et classification géotechnique des sols : état du sol ; propriétés des constituants ; essais de caractérisation et classification géotechnique d’un sol
  • Écoulement et diffusion dans les milieux poreux
  • Travaux pratiques : limites d’Atterberg, essai au bleu, équivalent de sable, analyse granulométrique, essai PROCTOR, perméabilité à charge constante, isothermes d’adsorption d’eau et de gaz, porosimètre mercure, traitement et évaluation de données d’imagerie 1D/2D/3D.

Sciences du sol, processus de formation - 3 ECTS

Cet enseignement présente les processus majeurs d’altération des roches, de pédogenèse, de formation et d’évolution des sols. Il présentera les grands types de sols du monde en lien avec les processus de pédogenèse.

Il s’articulera autour de :

  • Mécanismes d’altération météorique/supergène des roches : définition des principaux paramètres contrôlant les processus d’altération biogéochimique.
  • Relation entre altération des roches, argilogenèse et développement de la porosité.
  • Présentation des mécanismes de pédogenèse, des minéraux formés, des types de sols associés et de leur localisation à la surface de la terre.
  • Présentation de la variabilité des sols à différentes échelles
  • Aspects de durabilité des sols

Objectifs

Les objectifs de cette UE sont de décrire les mécanismes de l’altération des roches et de la formation des sols et les facteurs qui contrôlent ces processus. En effet, les processus de formation des sols sont fortement dépendants de la géologie, du climat et de la topographie. La connaissance des processus de formation des sols est importante car elle conditionne les propriétés physiques (transfert d’eau) et chimiques (capacité d’échange cationique, interaction avec les polluants) qui doivent être pris en compte dans les aménagements.

 Pour cela nous nous appuierons sur des notions qu’il faudra atteindre :

  • interpréter et utiliser les données analytiques de profils de sols
  • identifier les processus pédogénétiques mis en œuvre dans un sol
  • description de profils de sols

Syllabus

  • principe de base de l’altération des roches et de pédogenèse : déséquilibre entre les conditions de formation des roches et les conditions rencontrées dans les sols.
  • Facteurs de formation des sols : le climat, le matériel minéral parental, les êtres vivants et leur MO, le relief, le temps
  • Désagrégation physique et altération biogéochimique des roches
  • Mécanismes d’altération des minéraux primaires : héritage, transformation, néoformation
  • Transformation de la roche en un matériau poreux et friable : développement de la porosité
  • Les grands principes de la pédogénèse : Hydrolyse, acidolyse, complexation, décarbonatation, décalcification, brunification, lessivage
  • Minéralogie des sols associée aux grands processus de pédogenèse (sols tropicaux – sols des régions tempérées).
  • Transferts de matière dans les sols : développement des profils
  • Les principaux types d’horizons des sols
  • Les principaux types de sols du monde
  • Durée de pédogenèse et durabilité/vulnérabilité des sols.

Pédologie appliquée – 3 ECTS

Cet enseignement présente les bases de la classification et de la cartographie des sols. Cet enseignement présente également les critères pédologiques et botaniques de la définition d’une zone humide.

 Il s’articulera autour de :

  • Grands principes de classification des sols
  • Concepts et méthodologie de la cartographie pédologique à différentes échelles
  • Importance des critères pédologiques dans la définition et délimitation des zones humides.

Objectifs

Les objectifs de cette UE sont de présenter (i) les différents concepts de nomenclature et de classifications des sols ; (ii) les concepts de la cartographie des sols et de l’utilisation des cartes pédologiques pour l’aménagement du territoire. L’objectif est de fournir aux étudiants de solides bases pour pouvoir interpréter une carte pédologique à différentes échelles (typologie de sols présents et leurs propriétés). Les travaux pratiques de cet enseignement auront pour but d’appréhender la variabilité spatiale des sols et de réaliser une carte des sols sur un secteur délimité.

Un volet de cet enseignement concernera plus spécifiquement l’utilisation des critères pédologiques dans la définition et la délimitation des zones humides.

Une partie de cet UE concernera également la spécificité de la problématique des sites et sols pollués avec la prise en compte de critères pédologiques, administratifs et législatifs.

Pour cela nous nous appuierons sur des notions qu’il faudra atteindre :

  • Connaitre les concepts de la nomenclature des sols
  • interpréter et utiliser une carte des sols à différentes échelles
  • construire un plan d’échantillonnage en vue d’étudier la répartition spatiale des sol et/ou de réaliser une cartographie des sols

Syllabus

  • Concepts de la nomenclature et de la classification des sols.
  • Principes de la cartographie des sols
  • Etude de cartes à différentes échelles
  • Projet en autonomie d’étude de cartes
  • Une demi-journée de terrain sur le bord du Clain pour l’observations et la description de sols de zones humides

Cet enseignement sera découpé en cours (6h) et en travaux dirigés (8h) et en travaux pratiques (11). Le cours permettra de définir les concepts de la nomenclature et de la classification des sols, ainsi que de la cartographie pédologique. Les travaux dirigés, réalisés en binôme, correspondent à des exercices pratiques d’interprétation de cartes pédologiques de la France à différentes échelles (1 :100000, 1 :50000) en se basant sur les concepts vue en cours.

La formation hydride correspond à deux projets réalisés en groupe :

Un projet correspond à une l’identification et la délimitation des zones humides sur le bord du Clain à Poitiers dans le cadre réglementaire de l’arrêté ministériel du 24 juin2008, modifié le 1er octobre 2009 et de la note technique du 26 juin 2017 et de la trame verte et bleue de Grand Poitiers. Cette sortie de terrain et encadrée par une personne de la DREAL Nouvelle Aquitaine.

Un autre projet correspond à la réalisation d’une expertise pédologique dans le cadre d’un projet d’urbanisation au voisinage d’une ville. Les étudiants travailleront en binôme sur une carte pédologique au 1 :50000 de la Vienne de leur choix. L’expertise demandée concerne l’étude des sols autour d’une ville de la carte pour choisir une zone permettant de réaliser le projet d’urbanisation en évitant les risques de fissuration des constructions et en limitant l’impact environnemental des nouvelles constructions. L’enseignant présentera la méthodologie à appliquer et fournira les documents nécessaires à la réalisation de ce projet et répondra aux questions. Les étudiants devront présenter leur démarche scientifique, réaliser un inventaire des sols présents sur la carte et argumenter le choix du lieu d’implantation du projet d’urbanisation.

Une restitution des étudiants sous la forme d’une présentation orale devant la promotion de master présentant la solution choisie sera faite et évaluée.

Anglais - 25h - 3 ECTS

Les autres modules du master Hydrogéologie et Transferts