Numerical Assessment of Groundwater Flowpaths below a Streambed in Alluvial Plains Impacted by a Pumping Field

International audienceThe quality of the water from a riverbank well field is the result of the mixing ratios between the surface water and the local and regional groundwater. The mixing ratio is controlled by the complex processes involved in the surface water–groundwater interactions. In addition, the drawdown of the groundwater level greatly determines the water head differences between the river water and groundwater, as well as the field flowpath inside the alluvial plain, which subsequently impacts the water origin in the well. In common view, groundwater flows from both sides of the valley towards the river, and the groundwater divide is located at the middle of the river. Here, we studied the standard case of a river connected with an alluvial aquifer exploited by a linear pumping field on one riverbank, and we proposed to determine the physical parameters controlling the occurrence of groundwater flow below the river from one bank to the other (cross-riverbank flow). For this purpose, a 2D saturated–unsaturated flow numerical model is used to analyze the groundwater flowpath below a streambed. The alternative scenarios of surface water–groundwater interactions considered here are based on variable regional gradient conditions, pumping conditions, streambed clogging and the aquifer thickness to the river width ratio (aspect ratio). Parameters such as the aspect ratio and the properties of the clogging layer play a crucial role in the occurrence of this flow, and its magnitude increases with the aquifer thickness and the streambed clogging. We demonstrate that for an aspect ratio below 0.2, cross-riverbank flow is negligible. Conversely, when the aspect ratio exceeds 0.7, 20% of the well water comes from the other bank and can even exceed the river contribution when the aspect ratio reaches 0.95. In this situation, contaminant transfers from the opposite riverbank should not be neglected even at low clogging

Étude de la résilience morpho-sédimentaire d'un ancien site d'extraction de granulats marins

International audienceL’exploitation de sables et de graviers en constante croissance depuis une vingtaine d’années est devenue primordiale pour le domaine du bâtiment mais également pour la protection des côtes. Les problématiques autour de cette ressource proviennent essentiellement d’une demande toujours plus importante qui devrait doubler d’ici 2060 (passant de 24 à 55 Gt/an). A l’échelle européenne, la France arrive en 4ème position en termes de production annuelle de granulats marins (2-2,6 Mm3/an), derrière les Pays-Bas, le Royaume-Uni et le Danemark. Malgré le peu d’études disponibles à ce jour sur l’effet de ces exploitations sur l’environnement, ces sites apparaissent comme étant sujets à l’altération du substrat, la création de panaches turbides ainsi qu’à la modification de la bathymétrie pouvant entraîner des changements des conditions hydrodynamiques localement (pouvant potentiellement impacter les littoraux alentours). L’évaluation des impacts produits par ces concessions minières est primordiale afin de définir au mieux les seuils à ne pas franchir lors des extractions et permettre ainsi le retour rapide à un équilibre bio-morpho-sédimentaire. L’objectif de ces travaux s’inscrit dans le projet RESISTE (REsilience d’un SIte Soumis à Travaux d’Extraction de granulats marins) porté par l’Ifremer. Il vise à évaluer la capacité de résilience d’un ancien site perturbé par des travaux d’extraction en mer. L’ancienne concession du Pilier (estuaire de la Loire), soumise à une pression d’extraction relativement forte, a été choisi pour cette étude. Un suivi haute fréquence, grâce à des campagnes en mer biannuelles, automne et printemps, fournit des données acoustiques, sédimentologiques et biologiques depuis l’automne 2020. Les résultats préliminaires montrent une évolution de la bathymétrie due au remplissage des fosses et au lissage des pentes abruptes résultantes des travaux d’extraction. Les carottes sédimentaires prélevées mettent en évidence un remplissage de vase depuis environ 5 ans, ce qui correspond à la fin de l’exploitation. L’analyse chimique des argiles présentent sur le site permet d’en déterminer la provenance (estuaire de la Loire, argile verte à l’affleurement, site de clapage). L’effet d’une tempête a également pu être mis en évidence sur le site du Pilier à la suite de la campagne de novembre 2021 qui a eu lieu après la tempête Aurore

On multi-material topology optimisation problems under inhomogeneous Neumann–Dirichlet boundary conditions

International audienceThis work deals with the topology optimisation of structures made of multiple material phases. The proposed approach is based on non-uniform rational basis spline (NURBS) hyper-surfaces to represent the geometric descriptor related to each material phase composing the continuum, and an improved multiphase material interpolation (MMI) scheme to penalise the stiffness tensor of the structure. In this context, the problem is formulated in the most general case by considering inhomogeneous Neumann–Dirichlet boundary conditions and by highlighting the differences between two different problem formulations. The first one uses the work of applied forces and displacements as cost function and the resulting optimisation problem is not self-adjoint. The second one considers the generalised compliance (related to the total potential energy), and the resulting optimisation problem is self-adjoint. Moreover, the improved MMI scheme proposed here does not require the introduction of artificial filtering techniques to smooth the boundary of the topological descriptors of the material phases composing the structure. The effectiveness of the method is proven on both 2D and 3D problems. Specifically, an extensive campaign of numerical analyses is conducted to investigate the influence of the type of geometric descriptor, of the integer parameters involved in the definition of the NURBS entity, of the type of cost function, of the type of lightness requirement, of the number and type of material phases, of the applied boundary conditions on the optimised topology

Lettre de Jérôme Phélypeaux de Pontchartrain (secrétaire d'Etat de la Marine et de la Maison du roi) à Gabriel-Etienne-Louis Texier, comte d'Hautefeuille datée du 03 septembre 1702, à Versailles

Lettre de Jérôme Phélypeaux de Pontchartrain (secrétaire d'Etat de la Marine et de la Maison du roi) à Gabriel-Etienne-Louis Texier, comte d'Hautefeuille datée du 03 septembre 1702, à Versailles. In: Correspondance administrative sous le règne de Louis XIV, recueillie et mise en ordre par G. B. Depping. Tome II. Administration de la justice – Police – Galères. Paris : Imprimerie nationale, 1851. pp. 797-798

Lettre de Jérôme Phélypeaux de Pontchartrain (secrétaire d'Etat de la Marine et de la Maison du roi) à Gabriel-Etienne-Louis Texier, comte d'Hautefeuille datée du 03 septembre 1702, à Versailles

Lettre de Jérôme Phélypeaux de Pontchartrain (secrétaire d'Etat de la Marine et de la Maison du roi) à Gabriel-Etienne-Louis Texier, comte d'Hautefeuille datée du 03 septembre 1702, à Versailles. In: Correspondance administrative sous le règne de Louis XIV, recueillie et mise en ordre par G. B. Depping. Tome II. Administration de la justice – Police – Galères. Paris : Imprimerie nationale, 1851. pp. 797-798