Charles.Danquigny@univ‐avignon - ECCOREV · Visual Modflow Fonctionnalités : Pré‐processing Maillage Import‐export de données sources : SIG & Géomodeleur Visualisation en

Modélisation hydrogéologique :quelques logiciels et applications

Charles.Danquigny@univ‐avignon.fr

8 octobre 2014 Formation Modélisation ECCOREV 1

Introduction : l’arbre qui cache la forêt

Modflow Codedecalculdéveloppéparl’U.S.Geological Survey(USGS,1984)

Modflow‐88,‐96,‐2000,‐2005

Codedecalcullibre&noninterfacé

Résolutiondel’équationdeDiffusivité,écoulementenmilieuporeuxsaturé

Différencesfinies

http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html

8octobre2014 FormationModélisationECCOREV 2

Introduction : l’arbre qui cache la forêt

Modflow

Développementducontenu lescodesdecalcul

Développementducontenant lesinterfaces

Etlesautres

Feflow,…

Lequelchoisir?


Codes de calcul – Hydrodynamique

Modflow écoulementenmilieuporeuxsaturé– Différencesfinies Maillage Modflow – USG(UnStructured Grid) Modflow – LGR(Locally Refined Grid)

Méthodederésolution Modflow – NWT(Newton‐Raphsonformulation)pourtraiter lesnon‐linéarités /imbibition‐drainage

Modéliseret/oucouplerd’autrestypesd’écoulements Modflow VSF(Variably Saturated Flow)

Milieuporeuxnonsaturé GSFLow =couplagePRMS&Modflow

Eauxdesurface&Eauxsouterraines CFP(ConduitFlowProcess)

Ecoulementsnondarcéens (Conduitskarstiques)


Codes de calcul – Transport

Del’hydrodynamiqueautransport:codesdecalculcouplésàModflow

Modpath lignesdecourant– particle tracking

MT3D Traceur– équationd’advection‐dispersion

MT3DMS

RT3D

SEAWAT transportavecdensitévariable(ex.:biseausalé,géothermie)


Multi‐Species,i.e.MT3D+transportréactif

Codes de calcul ‐ Paramétrisation

Estimationdeparamètres Analysedesensibilité PEST UCODE

Interprétation GWM Aideàladécision pourlesgestionnaires delaressource en eau

EstimationdynamiqueFarmProcess(FMP) desapports/demandes agricoles

intégrée dans Modflow8octobre2014 FormationModélisationECCOREV 6

&

Interfaces

Ducodedecalculgratuit…aulogicielpayant ModelMuse (USGS):http://water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html


Interfaces


Processing ModflowTM PMWIN(Kinzelbach &Chiang)http://www.simcore.com/ Version8:Logicielpayant– Licencegratuitepourl’ESR Version5:Freeware


Interfaces


Processing ModflowTM PMWIN(Chiang&Kinzelbach)http://www.simcore.com/ Version8:Logicielpayant– Licencegratuitepourl’ESR Version5:Freeware

Groundwater Vistahttp://www.scisoftware.com/products/groundwater_vistas_details/groundwater_vistas_details.html

Logicieltrèsorientécalibrationetparamétrisation :priseenchargepousséeducodePEST


Interfaces





VisualModflowModflow Surfact //VisualModflow Flex http://www.swstechnology.com/visual‐modflow/


Interfaces





VisualModflowModflow Surfact //VisualModflow Flex http://www.swstechnology.com/visual‐modflow/


Visual Modflow

Fonctionnalités:Pré‐processing Maillage Import‐exportdedonnéessources:SIG&Géomodeleur Visualisationen3D Traitementdedonnéessources:géostatistiques DonnéessourcesModèleconceptuelMaillage


Visual Modflow


(maillagematriciel‐‐>maillagedéstructuré)


Visual Modflow


Saisieetimportationdesconditionsauxlimitesetdesconditionsinitiales Couplageouimport‐exportdeCLàpartird’autreslogiciels Ex.:couplagedeModflow etdeMikepourleséchangesnappes‐rivières Paramétrisation desCLetCI Traitementdedonnéessources:géostatistiques Critèresdevariabilitéspatialeet/outemporelle

CouplageavectousleslogicielsdeSchlumbergerWaterServices


Visual Modflow

Fonctionnalités:Processing Priseencompte« transparente »deprocessusnonDarcéens Zonenonsaturée(loideRichards ) Doublemilieu EcoulementsturbulentsouloidePoiseuilledansdesconduits

Optimisationdescalculs Méthodesnumériques Gestiondelamémoire(&Parallélisation) Outilsd’analysedesnon‐convergences

Approchesstochastiques PEST


Visual Modflow

Fonctionnalités:Post‐Processing Visualisation Calculsdebilansdemasses,… Graphes,2D,3D,Dynamique(films),…

Exportdesdonnées

Paramétrisation Confrontationdescalculsaveclesmesures Inversionautomatique(PEST)etanalysesdesensibilités


Les autres : Feflow

DifférencesmajeuresavecFeflow Elémentsfinis

Age

Géométriescomplexes Topographie Géologie Milieuxfracturésetkarstiques Plusieursniveauxaquifères

Processuscomplexes Milieuxnonsaturés Contrastesdedensités Transfertsdemasseetdechaleur Doublemilieu&processusnondarcéens


Les autres : Feflow

DifférencesmajeuresavecFeflow Interfacecomplexe


Les autres : les géomodeleurs

Pré‐processing Modèleconceptueletgéométrie utiliserungéomodèle

MAISlecouplageaveclemodèlehydrogéologiquen’estpassouventévident!


Conclusion : lequel choisir ?

Préalable: Lerecoursàunmodèlenumériqueest‐ilindispensable?

Letempsest‐ilsuffisammentdisponible?

Lemodèlenumériquea‐t‐il lacapacitéderépondreauxquestions?

Limitesliéesàlaformulationmathématique(ex.:karst)

Lesdonnéessont‐ellessuffisantes? Quantité,qualité,distributiongéographique,… Synthèsehydrogéologiquemodèleconceptuel Donnéesnouvellesàacquérir?

3questions: Quel(s)objectif(s)?

Quellescontraintes?

Quelsmoyens?8octobre2014 FormationModélisationECCOREV 20


Quel(s)objectif(s)? Finalité Vérificationdelacohérencedesdonnées Quantificationdesprocessusetreproductiondufonctionnementactuel Simulationdescénariosd'évolution



Quellescontraintes? Contraintes« négatives » Structureàdiscrétiser Géométriedumilieuetdesconditionsauxlimites Milieuporeux,fissuré,mixte,karstique,… 1D,2D,3D Processusàmodéliseret/oucoupler Ecoulementsmono/multiphasiques EcoulementsDarcéens/non‐Darcéens Variationsdedensité,température Transport(dégradation,sorption,T.réactif)



Quellescontraintes? Contraintes« positives »:donnéesdisponibles Nature‐ diversité Format Spatialisation Chroniques Besoind’unpré‐traitement ?


La mise en forme et la synthèse des donnéespeut représenter

plus de 50% du travail de modélisation !


Quelsmoyens? Compétencesetmaîtrise(ousupport)desoutilsdemodélisation

Tempsallouableàlamodélisationhydrogéologique Modélisationprédictived’unpetitaquifère(RP&RT,transportsimple)

env.200hdetravail

Outilsoubudgetdisponible Licence(ESR)VisualModflow FlexouFeflow ≈ 5000 €


Documents

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