Critex

Le projet d’ITN ENIGMA (European training Network for in situ imaGing of dynaMic processes in heterogeneous subsurfAce environments) vise à former une nouvelle génération de chercheurs sur le développement de méthodes innovantes d’imagerie pour mieux contraindre les processus dynamiques dans les systèmes hydrologiques de subsurface, d’améliorer le caractère prédictif des modèles et de transférer ces innovations à la sphère socio-économique.

L’objectif scientifique d’ENIGMA est de développer de nouveaux moyens d’observation in situ pour mesurer et modéliser la dynamique temporelle des processus d’écoulement, de transport et de réactions chimiques dans les environnements de subsurface. ENIGMA se concentre principalement sur l’observation de cette zone critique que constitue le sol et le sous-sol proche, mais les progrès technologiques envisagés et les résultats scientifiques espérés contribueront également au suivi et la modélisation de l’empreinte environnementale d’un nombre croissant d’activités du sous-sol: la gestion (et donc l’exploitation) des ressources en eau à grande échelle, la problématique des biseaux salés (i.e. l’intrusion d’eau saline dans les aquifères d’eau douce en zone littorale), l’amélioration des systèmes géothermiques, le stockage souterrain des déchets de longue durée,  les échanges entre la nappe et les cours d’eau etc.. Pour étudier ces problématiques de circulation et d’imagerie des flux, ENIGMA s’appuie sur un réseau international d’infrastructures expérimentales de terrain établies dans des contextes géologiques variés, des milieux fracturés aux systèmes sédimentaires.

Bien que de nombreuses méthodes d’imagerie des structures de subsurface soient d’ores et déjà matures et largement utilisées en recherche fondamentale et dans le domaine appliqué, notre capacité à comprendre et à observer les flux et les processus dynamiques du sous-sol, y compris le transport de soluté, le transfert de chaleur et les réactions biochimiques, est quant à elle beaucoup plus limitée. Le passage de la caractérisation classique des structures géologiques à l’imagerie des processus dynamiques, constitue le défi scientifique d’ENIGMA : elle implique le développement de nouveaux concepts en modélisation inverse ainsi que le développement de méthodes hydrogéophysique multi-échelles ayant une sensibilité adéquate en termes de résolution spatiale et temporelle. L’idée est en quelque sorte de faire de la géophysique en 4D : i.e. de l’imagerie 3D « classique » en y ajoutant la dimension temporelle.

Pour atteindre ses objectifs, ENIGMA rassemble :

• des équipes académiques de niveau international et des entreprises « émergentes » pour développer des capteurs innovants et des méthodes inverses en hydrogéophysique ;
• des experts en modélisation et des questions d’échelle dans les processus de sous-sol ;
• les infrastructures de terrain hautement instrumentées pour l’expérimentation in situ et la validation des concepts de modélisation (le service national d’observation français H+, le réseau allemand TERENO, l’observation HOBE au Danemark et le National Geosphere Laboratory en Suède)

Par ce réseau de partenaires académiques, sociétaux et industriels, ENIGMA souhaite créer un environnement créatif et entrepreneurial afin de former des doctorants capable de développer des approches intégrées de gestion de l’eau, avec des méthodes de détection interdisciplinaires et de nouvelles techniques de modélisation. Les attendus en termes d’innovation et de transfert technologique concernent :

Le développement de nouveaux capteurs et de techniques pour détecter des changements dans les processus et les flux de susbsurface : gravimètre absolu portable, fibre optique active, imagerie hydrophysique 4D ;la mise au point de stratégies de suivi interdisciplinaire adaptées aux processus dynamiques pour le monitoring in situ des échanges surface-subsurface, le transport de contaminants, la remédiation (dépollution) ; le développement d’approches de modélisation inverse adaptée à l’imagerie des processus  dynamiques des environnements souterrains ; la validation des modèles prédictifs par des mesures de terrain par la collaboration étroite entre des experts en modélisation et en hydrogéophysique.
Plus d’informations: https://enigma-itn.eu/

* Service National d’Observation H+: réseau national des sites de recherche en hydrogéologie
* France : CNRS et partenaires associés au réseau H+ (BRGM, Université de Montpellier, Université de Poitiers, Université d’Avignon, LSBB), Entreprises µQuans et ITASCA ; Allemagne: Helmholtz research center Jülich, Helmholtz research center Leipzig, Tubingen University, entreprise Geotechnik Heiligenstadt ; Espagne : CSIC Barcelona, Agencia Catalana de l’Aigua ; Belgique : Liege University, entreprise AQUALE, Danemark : Copenhagen University, Suisse : Lausanne University, Neuchatel University ; UK : entreprise SILIXA ; Suède : entreprise SKB, Italie : entreprise Smart Hydrogeological Solutions, USA : Stanford University, Oregon State University