Plateformes logicielles

Les plateformes logicielles ont l'objectif de favoriser le développement et l'utilisation de la simulation numérique comme complément des approches de terrain et surtout expérimentales.


H2OLAB : plateforme logicielle pour la modélisation numérique en hydrogéologie

Responsable: Jocelyne Erhel, Jean-Raynald de Dreuzy



La première plateforme créée est H2OLAB – plateforme logicielle pour la modélisation en hydrogéologie. Sa compétence spécifique concerne la simulation des écoulements souterrains et des transferts de solutés dans des milieux très hétérogènes. Au-delà des enjeux purement académiques, la simulation de ces phénomènes est un préalable indispensable à la maîtrise des transferts dans le milieu souterrain notamment pour la gestion de la ressource en eau, le stockage de déchets nucléaires, ou la séquestration du CO2. Le service d'observation H+ est d'ailleurs associé au développement de cette plateforme.

La plateforme H2OLAB a été créée il y a 5 ans dans le cadre d'une collaboration entre l'UMR Géosciences Rennes et l'équipe SAGE de l'INRIA, avec la participation de chercheurs des universités du Havre et de Lyon 1. Elle est développée par des chercheurs permanents, des doctorants et des post-doctorants avec un soutien financier de l'ANR. Un ingénieur assure la coordination globale du projet. Son rôle est de maintenir et de gérer les outils de développement collaboratif, d’assurer le fonctionnement de la plateforme et sa portabilité autant sur des stations de travail pour le développement que sur des grilles de calcul pour la production, d’adapter l’architecture de la plateforme aux problématiques traitées et d’assurer la compatibilité de la plateforme avec les partenaires européens.

Dans le quadriennal 2012-2015, la plateforme va être soutenue par l'OSU de Rennes avec deux objectifs:
Pérenniser l'environnement de développement, et notamment le poste d'ingénieur qui se révèle indispensable pour mener à bien le projet,
Développer le projet à l'échelle européenne en associant les principaux centres de recherche impliqués dans le développement de modèles hydrogéologiques : le Helmholtz Center for Environmental Research (Allemagne), CSIC (Espagne), Paul-Scherrer-Institute (Suisse), Institute of Geonics (République Tchèque), University of Edinburgh, School of Geosciences (Royaume-Uni).


TNT-2 : Transfert nitrates et topographie

Responsable: Patrick Durand



Le modèle intégré TNT puis TNT-2 (topography based nitrogen transfer) a été développé par l'UMR SAS pour tester et estimer l’effet des structures du paysage et des pratiques agricoles sur le débit et les sorties de nitrate dans l’eau. TNT représente en détail les interactions spatiales et temporelles entre l’occupation du sol, les pratiques agricoles et les processus hydrologiques et géochimiques de l’environnement (sol, roche, climat). Il est bien adapté pour déterminer l’effet de chaque élément d’un paysage agricole sur les flux d’eau et de solutés. Il a été appliqué à la modélisation de l’impact d’un réseau de haies sur le bilan de l’écoulement et sur l’impact de la location des parcelles cultivées, en relation avec la géomorphologie et l’extension des zones humides ripariennes, sur le transfert des nitrates.

Ce modèle peut être utilisé complètement ou en partie, pour représenter l’hydrologie, le couplage à la hydrochimie, le couplage au paysage agricole. Il est actuellement adapté pour représenter les émissions de carbone organique dissous. INCA a également été utilisé pour évaluer l’effet des caractéristiques des bassins versants sur les émissions d’azote dans les cours d’eau.

Un autre modèle, SACADEAU-transf, très proche de TNT a été développé pour calculer les flux d’herbicides. Dans ce modèle, le ruissellement de surface est représenté en détail, au contraire de la nappe, et à l’inverse du modèle TNT.

L'objectif pour le prochain quadriennal est de faire de la plateforme TNT un outil d'intégration de l'ensemble des processus qui font la composition chimique de l'eau, y compris les transferts souterrains. La plateforme restera sous la responsabilité de l'UMR SAS avec le soutien scientifique et technique des chercheurs et ingénieurs de l'OSU de Rennes.