Comprendre l’écoulement de l’eau dans les roches grâce à l’informatique Jocelyne Erhel L’équipe SAGE Le département de Géosciences.

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1 Comprendre l’écoulement de l’eau dans les roches grâce à l’informatique
Jocelyne Erhel L’équipe SAGE Le département de Géosciences

2 L’eau sur terre et sous terre
L’eau potable en Bretagne:  70% eaux de surface  Quelques captages profonds ©Yves Chaux

3 Répartition de l’eau ©

4 Le cycle de l’eau ©

5 Pollution des eaux souterraines
Contamination des eaux souterraines par une décharge ©

6 Comprendre les phénomènes en jeu Gérer les ressources en eau
Modélisation des eaux souterraines Comprendre les phénomènes en jeu Gérer les ressources en eau Prédire les risques de pollution Aider à la dépollution

7 L’eau coule dans l’aquifère : notion de perméabilité
Type de roche Perméabilité (m/s) graviers 3 10-1 sables 6 10-4 limons 3 10-8 vase argileuse 1m=3 s 1m=28 mn 1m=386 j 1m=63 ans

8 Un modèle théorique de l’eau souterraine
H = charge Hydraulique = profondeur + pression / (densité x gravité) V = vitesse ; K = perméabilité Conservation de la masse div(V) = Q Loi de Darcy V = -K * grad(H) Conditions aux limites Flux nul H=0 H=1 Il existe une solution H et elle est unique Flux nul En général, on ne sait pas calculer la solution H

9 On sait calculer une solution approchée
Simulation numérique sur ordinateur On sait calculer une solution approchée

10 Charge H et vitesse V dans un milieu homogène

11 Charge H et vitesse V dans un milieu hétérogène

12 L’eau transporte les polluants
Perméabilité Transport par l’eau d’un produit soluble Vitesse horizontale Vitesse verticale

13 Les simulations grandeur nature
Grille de calcul N * N Temps de calcul proportionnel à N3 N=40: 3,6 secondes Espace mémoire proportionnel à N2 N=40: 50 Ko N=400: 1 heure N=400: 50 Mo N=4000:1000h N=4000: 50 Go Calcul parallèle: grappe de processeurs plusieurs PC connectés par un réseau rapide Calcul pair-à-pair: grille de processeurs plusieurs grappes connectées en réseau

14 Calcul parallèle et distribué
©INRIA/Photo Jim Wallace Grappe de PC Irisa Grid’5000 Financement gouvernement et région Bretagne Modèle numérique 16,8 millions d’inconnues en 76 secondes avec 32 processeurs

15 Perspectives Modèle 3D Réseau de fractures Modèle chimique
Modèle de surface Modèle Numérique de Terrain Coupler modèles et données

16 Pour en savoir plus