Géophysique de la Surface
Le laboratoire
Institut de Physique du Globe de Strasbourg (IPGS)
UMR CNRS-UdS 7516
Equipe "Géophysique expérimentale"
5, rue rené Descartes
67084 STRASBOURG Cedex
Tel : 03 90 24 00 88
Responsable de l'équipe : Renaud TOUSSAINT (CR CNRS)
Autres membres de l'équipe : Maksim BANO (MdC UdS) , Patrick BAUD (MdC UdS), Laurence JOUNIAUX, DR CNRS, Jean-Philippe MALET (CR CNRS), Thierry REUSCHLE (CR CNRS), Pascal SAILHAC (MdC UdS), Mathhias ZILLMER (MdC UdS)
Compétences : http://eost.unistra.fr/recherche/ipgs/ge
Fiche de compétences de l'équipe
Les travaux dans RÉALISE pour 2007-2014
Le suivi des Potentiels Spontanés est utilisé pour la caractérisation géophysique des formations superficielles et des ressources en eau, en particulier pour la caractérisation de profondeur de nappe aquifère, le suivi de transferts hydrauliques, la caractérisation des flux contaminés. En effet, par effet d’électrofiltration, les circulations d’eau dans le sous-sol sont à l’origine de signaux électriques induits par l’interaction électrique entre la roche et l’eau en mouvement. L’interprétation des observations de Potentiels Spontanés (PS) ou de conversion sismo-électromagnétiques faites sur le terrain, est encore limitée par le manque de prise en compte de la teneur en eau et de la conductivité électrique du terrain.
C’est pourquoi nous proposons des expériences en laboratoire pour quantifier la dépendance du couplage d’électrofiltration avec la teneur en eau (en collaboration avec l’IMFS), et des développements théoriques pour son interprétation ; nous cherchons à déterminer la réponse sismo-électromagnétique en fonction du contenu en eau, sur le terrain ; nous travaillons à l’interprétation des observations de terrain (en particulier sur le site expérimental de la Soutte) pour analyser l’apport de la prise en compte de la distribution de conductivité électrique du sous-sol dans l’inversion de mesures de Potentiels Spontanés.
On s’intéresse également aux mécanismes de tranferts fluides élémentaires dans des massifs fracturés, et dans des milieux poreux en grandes déformations. On étudie donc a travers des simulations et des expériences de laboratoire, la déstabilisation et la chenalisation des écoulements dans des milieux granulaires soumis a des surpressions de fluides. Le transport de la phase fluide, et l’évolution de la perméabilité résultant des réarrangements et chenalisation, sont étudiés pour plusieurs types de fluides, avec diverses configurations autorisant des balances différentes entre les forces d’Archimède, les forces visqueuses, les forces capillaires et les forces de frottement solide.
Article : La géodésie au service de l'hydrogéologie
Article : La géophysique pour détecter et quantifier l'eau souterraine
Conversions entre ondes sismiques et ondes électromagnétiques
Thèses en cours
Dujardin, J-R., “Modélisation jointe géoradar (GPR) et flux hydrique en milieu hétérogène” (thèse en cours). Direction : M Bano.
Clément, C. Liquéfaction de sols : Modèles numériques et expérimentaux (thèse en cours 2012- ). Direction : R Toussaint.
Eriksen, F., 2013-en cours, Dynamique d’écoulements multiphasiques en milieux poreux déformables (thèse en cours 2013- ). Direction : R. Toussaint, K.J. Maloy, E.G. Flekkoy.
Eriksen, J.A., 2012-en cours, Pattern formation in frictional fluids. Directin : Eirik Flekkoy, K.J. Maloy, R. Toussaint.
Fiorentino, E.A., 2014-en cours, Modélisation d’effets électrocinétiques durant les écoulements multiphasiques en milieux poreux. Direction : L. Jouniaux, R. Toussaint.
Lubrano-Lavadera, P., Etude du comportement sismique-asismique et des circulations de fluide par étude conjointe de données sismiques actives en surface et en puits et d’enregistrements microsismiques. Direction : J.-M. Martelot.
Hector, B., Dynamique des stocks d'eau souterrains en zone soudanienne (Bénin) - Apport des mesures gravimétriques sol et satellite. Directeur de thèse : J Hinderer.
Turkaya, S., 2013-en cours, Fracturation et transport fluide – imagerie acoustique et sismique. Directeur de thèse : R. Toussaint.
Thèses 2007-2013
2013
Rolland A., Université de Strasbourg / ANDRA, Rheology of calcite and use of stylolites as paleostress gauges: stress history of the Bure massif, 24/01/2013 Directeur de thèse : P. Baud.
2012
Sheldon Warden, Conversions sismo-électromagnétiques en milieux poreux. Soutenue le 9 novembre 2012. Directeur de thèse : L. Jouniaux.
Résumé
Guillemoteau, Julien, "Méthodologie d'interprétation en électromagnétisme aéroporté" (Convention de Collaboration de Recherche avec AREVA). Directeur de thèse : P. Sailhac, IPGS, le 8 mars 2012
Résumé
2011
Wawrzyniak Pierre, "Suivi temporel des processus actifs de la subsurface par méthodes géophysiques électromagnétiques : développements méthodologiques et application aux volcans et aux réservoirs géothermiques", le 9 mai 2011.
Résumé
Daehne Alexander, “Development of early warning systems for mudflows. Case studies in the Northern Appenines and in South East France”. Co-encadreés par JP Malet et Alessandro Corsini, Modena, Italie. Co-encadrés par Alessandro Corsini, Modena, Italie et J.-P. Malet (soutenue le 31 mars 2011 à Modena, Italie)
2010
Neuville Amélie, "Couplage hydro-mecanico-thermique dans les fractures et poroélasticité des joints rocheux".co-encadrée par J. Schmittbul et R Toussaint. Thèse soutenue le 30 juin 2010
Allègre Vincent, 15/10/2010 : "Couplages électrocinétiques en milieux poreux non saturés". Co-encadré par L. Jouniaux, F. Lehmann et P. Sailhac.
Résumé
Garel Emilie, "Modélisation d’écoulements préférentiels en versant marneux fracturés ; observation, expérimentation et modélisation hydrogéologique". Co-encadrés par J.-P Malet et avec Vincent Marc, EMMAH-Avignon, France (soutenue le 25 octobre 2010 à Avignon)
Ebner Marcus, "Stylolites as stress markers, chemico-mechanical simulations and characterization of natural stylolites”. Co-encadres par R. Toussaint et Daniel Koehn, Mainz, Allemagne. ( – thèse Mayence)
Mihailo Jankov, "Seismically enhanced induced biphasic flow", Co-encadres par R. Toussaint et avec Eirik G Flekkoy et KJ Maloy à Oslo, Norvège
Ken Tore Tallakstad, "Steady-state biphasic flow in porous media”. Co-encadres par R. Toussaint et J. Schmittbuhl avec Eirik G Flekkoy et KJ Maloy à Oslo, Norvège (– thèse Oslo)
2009
Niebling Michael, 9/12/2009 : “Impact of the fluid compressibility on hydrofracture and Rayleigh Taylor granular instability”. Co-encadré par R. Toussaint et avec Eirik G Flekkoy et KJ Maloy à Oslo, Norvège (thèse Oslo)
2007
Johnsen Oistein, 15/01/2007 : "Coupled Air/Grain flow in granular ,materials confined in Hele-Shaw cells" (PhD/Dr Scientarium de l’universite d’Oslo, soutenu le 15 Janvier 2007)
Vinningland Jan Ludvig, 15/01/2007 : "Granular Rayleigh Taylor instability : a numerical and experimental study". (PhD/Dr Scientarium de l’universite d’Oslo)
Publications à Comité de Lecture, 2007-2014
2014
Aochi, H., Poisson, B., Toussaint, R., Rachez, X., Schmittbuhl, J., 2014, Self-induced seismicity due to fluid circulation along faults, Geophys. J. Int. 196 (3): 1544-1563. doi: 10.1093/gji/ggt356
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2013
E. Aharonov; L. Goren; D. Sparks; R. Toussaint,Localization of Shear in Saturated Granular Media: Insights from a Multi-Scaled Granular-Fluid Model,in: Christian Hellmich, Bernhard Pichler, and Dietmar Adam, eds. Fifth Biot Conference on Poromechanics, Jul 2013, Vienna, Austria. American Society of Civil Engineers, Poromechanics V: Proceedings of the Fifth Biot Conference on Poromechanics, pp. 471-480, ISBN: 9780784412992
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2012
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2011
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2009
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