Evaluation du terme source pour ltude des risques :
pourquoi amliorer la reconnaissance des sites?
Evaluating the pollution stock for risks study : why improve the sites survey ?
Chantal de FouquetEcole des mines de Paris gosciences - gostatistiquechantal.de_fouquet @ensmp.fr
IntroductionIncertitudes sur les teneursIncertitudes on the grades2. Incertitudes sur les volumes pollusIncertitudes on the polluted volumes 3. Incertitudes sur les paramtres de lcoulementIncertitudes on the flow parametersConclusion
IntroductionHistoire du site, remaniements, contexte hydrogologique chaque site est particulier variabilit spatiale, htrognits incertitudes teneurs volumes : extension 3Dimensions paramtres de lcoulement
Introduction Prvisions : transfert la nappe traitement du site quantification du terme source reconnaissance du milieu estimation des teneurs en place - krigeage, incertitude associe- probabilit de dpassement de seuil simulations pour ltude de risque - adapter le modle la ralit- tudes de sensibilit aux paramtres mal connus
Incertitudes sur les teneursIncertitudes on the grades
Exemple : ancien site ptrochimiquehydrocarbures totauxchantillonns sur deux niveauxresserrement local de lchantillonnage
Teneurs dans les sols dun ancien site ptrochimique Implantation des mesures Relation entre teneur et profondeur
Estimation des teneurs pour des blocs de 25mx25mKrigeageEcart-type de krigeage unit : ppm
Estimation des teneurs pour des blocs de 25m x 25mKrigeageEcart-type de krigeage unit : ppm
2. Incertitudes sur les volumes Incertitudes on the volumesFriche de cokerie, reconnue par plusieurs campagnes successivesprofondeur : 2m puis 4mPuis prospection du site la pelle mcanique (programme de recherche du ministre de lenvironnement)profondeur investigue : jusqu 6m
Deux coupes verticales
Thiry et al., 2000
limons argileux
2 m
nappe
gravier imprgn de bitume
scories rouges imprgnes de bitume
laitier et boues rouges
sable et gravillons
avec goudrons
remblais dbris de btiment
6 m
4 m
0 m
nappe
gravier imprgnde bitume
limons argileux
sable, bton, laitier
laitier avec structures de verse
matriaux concasss
grossier briques
rfractaires
5 m
3 m
0 m
Observations lors de la prospectionDans quelques fosses, les travaux la pelle mcanique ont atteint les alluvions.Baignant dans la nappe, elles sont imprgnes par des goudrons sur environ 1 m d'paisseur. La moiti Est de la friche est remblaye sur 2 4 m par des laitiers qui n'ont pu tre traverss.Des sondages seraient ncessaires pour mesurer lpaisseur de ces remblais.Thiry et al, 2000.
Relation entre la teneur en plomb et la profondeur 1re campagne 2me campagne
Relation entre la teneur en HAP et la profondeur
fosses 91-93 fosses 95 autres log HAPprofondeur
Extension verticale de la pollution quel critre darrt de la reconnaissance en profondeur lors de lchantillonnage ? le volume des sols pollus et le tonnage de la pollution en place restent inaccessibles lorsque lextension verticale de la pollution nest pas reconnue - dimensionnement de la dpollution ?- quantification du terme source pour ltude du transfert la nappe
3. Incertitudes sur les paramtres de lcoulementIncertitudes on the flow parametersPrvoir lextension dun panache de pollutionle temps darrive de la pollution la nappe, un captage, un cours deau Modlisation numrique de lcoulementParamtrage : permabilit, porosit,teneur en eau saturation...
Les simulations gostatistiques pour reproduire la variabilit spatiale du milieu
Marco De Lucia, et al. 2007
Example : radioactive marker flow Context : transport in the unsaturated zone
Purpose : uncertainties amplitude, through a fixed model, due to the hydrodynamic parameters spatial variability.S. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP
Methodology -pedological pit for the porosity
-infiltrometry for Ks, VG parameters and n
-effective pluviometryModel fittinggeostatistics 5m2mSampling surveys from a soil of a real site:Flow and transport simulationswith stochastics fieldsUncertainties amplitude(velocities, flux)Small domainS. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP
Model fitting: the boundary conditions 2D unsaturated medium Succion = 0 imposed conditionZero-flux were imposed on the lateral boundaries of the domain.
time serie of monthlyeffective rainfallS. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP observation
S. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP A non reactive water (H3) tracer injected to a few cm of surface After 3 monthsPreferential pathways on the simulationsSoftware ESTEL 2D (EDF R&D)Simulations results: uncertainty on the plume
Rsultats de simulations Modle fix Flux de 3H traversant la section situe z = 0.5 m (soit 50 cm au-dessus de la nappe)30 simulationsIntervalle dincertitudePluies variables dans le temps flux/vitesse, quivalent une concentrationS. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP
Flux/vitesse de 3H traversant la section situe z = 0.5 m (soit 50 cm au-dessus de la nappe) Biais entre le milieu homogne et la moyenne des simulation Incertitude sur la date darrive du panache dans la nappe (2me ou 3me mois). Rsultats de simulations Modle fix S. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP
tirage fix, influence du modle sur la date darrive et la dure de passage du panache sa concentration Incertitudes sur le modle : tude de sensibilit S. Mazuel et al., 2006. EDF-EMP
Graph2
000000
0.00004400730.00027168880.00000065040.00000299950.00000042110.0000406602
0.00128393570.00215731430.00043660840.00074564030.00033307590.0013198595
0.00216014810.00316666430.00129185450.00174471570.00104877860.0022520904
0.00363294050.00416981460.00363610210.00388475290.00315655050.0038188246
0.00437805760.00450082030.00543173420.00524959720.00497942850.0046078626
0.00470169580.00456142290.00630198810.00587347290.00597626690.0049347497
0.00482093010.00452766880.00664586420.00609185640.00644189330.0050308856
0.00484392710.00447350390.00673484880.00613192230.0066178960.0050373478
0.00480740350.00448281570.00671587330.00614325210.00665442310.0050247647
0.00477315280.00465163990.00664341020.00615518390.00663702860.0050165214
0.00490827810.00434283580.00657091810.00601076490.00677001660.004994056
0.0044922680.00386303170.00547909510.00509303870.00596855890.0044395004
0.00363941660.00307300670.00355763310.0034693590.0042049390.0033667917
0.00169250170.00158717360.00078978810.00098533860.00102580610.0013897929
0.00119579060.00118401870.00046452450.0006173620.00058795990.0009761529
0.00086651910.00088139930.00026464150.00036887780.00034142860.0006542331
0.00062708960.00067133970.00014751990.00022546390.00018610770.0004339923
modle moyen
modle simulations indpendantes
homogne moyenne arithmtique
modle faible variance
homogne moyenne gomtrique
modle faible porte
nombre de mois
Flux / vitesse
Feuil1
modle moyenmodle simulations indpendanteshomogne moyenne arithmtiquemodle faible variancehomogne moyenne gomtriquemodle faible porte
1000000
20.00004400730.00027168880.00000065040.00000299950.00000042110.0000406602
30.00128393570.00215731430.00043660840.00074564030.00033307590.0013198595
40.00216014810.00316666430.00129185450.00174471570.00104877860.0022520904
50.00363294050.00416981460.00363610210.00388475290.00315655050.0038188246
60.00437805760.00450082030.00543173420.00524959720.00497942850.0046078626
70.00470169580.00456142290.00630198810.00587347290.00597626690.0049347497
80.00482093010.00452766880.00664586420.00609185640.00644189330.0050308856
90.00484392710.00447350390.00673484880.00613192230.0066178960.0050373478
100.00480740350.00448281570.00671587330.00614325210.00665442310.0050247647
110.00477315280.00465163990.00664341020.00615518390.00663702860.0050165214
120.00490827810.00434283580.00657091810.00601076490.00677001660.004994056
130.0044922680.00386303170.00547909510.00509303870.00596855890.0044395004
140.00363941660.00307300670.00355763310.0034693590.0042049390.0033667917
150.00169250170.00158717360.00078978810.00098533860.00102580610.0013897929
160.00119579060.00118401870.00046452450.0006173620.00058795990.0009761529
170.00086651910.00088139930.00026464150.00036887780.00034142860.0006542331
180.00062708960.00067133970.00014751990.00022546390.00018610770.0004339923
Feuil1
modle moyen
modle simulations indpendantes
homogne moyenne arithmtique
modle faible variance
homogne moyenne gomtrique
modle faible porte
nombre de mois
Flux / vitesse
Feuil2
Feuil3
Conclusion Reconnaissance des sites et tude exploratoire des donnes sont ncessaires- chantillonnage systmatique - extension verticale des pollutions mesures gophysiques, mesures rapides sur site- cartographie & prcision de lestimation - prcision est-elle suffisante pour une dpollution slective ou pour le suivi du traitement sur site
Risque de transfert la nappe Incertitudes sur le terme source : teneurs, volumelcoulement et sa modlisation conditions aux limiteslois reliant certains paramtres : porosit, permabilit amliorer la connaissance de certains mcanismesvariabilit spatiale de ces paramtres
Bibliographie
de Fouquet C., Prechtel A., Setier J. C. 2004. Estimation de la teneur en hydroc
