• Fonctionnement hydrodynamique des aquifères et mécanismes de transfert des contaminants dans le sous-sol grâce aux équipements novateurs en géophysique pour simuler en 3D le fonctionnement hydrogéologique des zones humides de l’estuaire de la Seine. Mise à disposition aux communautés des hydrogéologues et aux gestionnaires (Agence de l’eau AESN, Maison de l’Estuaire et Grand Port Maritime du Havre) des logiciels à accès libre : SP2DINV, HYDRO2DINV et HYDRO3DINV (7 publications )

  • Dynamique hydro-morpho-sédimentaire d’un estuaire macrotidal et de sa zone littorale : évaluation des apports des affluents intra-estuariens dans le bilan sédimentaire de l’estuaire de la Seine et impact du batillage ((ii) modélisation des processus pilotant le tri et le transport sédimentaire et l’évolution morphodynamique des fonds sablo-graveleux et interactions végétation et stabilisation des substrats). Partenariat : IFREMER/M2C/LOMC/GIPSA /ECODIV. Réseaux d'observation : SNO DYNALIT de l'INSU-CNRS, Réseau Synapse du GIP SA 6 publications multidisciplinaire Valorisation opérationnelle : GIS SIEGMA, CIRCLE, ROLNP (DGA, CEREMA/SHOM

  • Devenir des antibiotiques, des bactéries antibiorésistantes et des flux de gènes correspondants sur deux continuum hospitaliers et agricoles et dans un hydrosystème karstique (SO karst) (UMR M2C, INSERM U722, CNR Entérocoques CHU Caen et UCBN, UMR EPOC, UMR Sisyphe, sociologues du CETAPS, économistes). Recommandations au ministère de la santé en 2015 (8 publications interdisciplinaires, 1 chapitre de livres et 4 communications invitées.

  • Réponse du biote à l’exposition chronique aux contaminants chimiques associés aux particules fines dans la colonne d’eau, ou dans les zones de dépôts (vasières) : nouveaux marqueurs de la réponse immunitaire chez la moule bleue, Mytilus edulis, ou chez le copépode Eurytemora affinis (approche transcriptomique) proposés comme outils d’évaluation pour la biosurveillance des milieux aquatiques (UMR SEBIO, UMR M2C, LOMC, GIPSA, IFREMER). (10 publications dont 2 intrascale, et 3 avec partenaires bas-normands (UMR BOREA) et 2 chapitres d’ouvrages)

  • Restauration Ecologique : recréation de zones humides à partir d’une ballastière par remplissage avec des sédiments de dragage de la Seine Partenariat : le grand port maritime de Rouen (Carrières et ballastières de Normandie).1 publication  interdisciplinaire.    Partenariat : grand port maritime de Rouen, GIPSA, Carrières et ballastières de Normandie, et organisation du colloque national « REVER et concilier » (2014, 150 participants). Mise au point d’un procédé électrocinétique de décontamination des sédiments de dragages expérimentation suivi de recolonisation par la flore l’UMR SEBIO partenariat grand port maritime.

  • Caractérisation et modélisation de variabilité hydrologique dans les domaines d’interface continent-mer (mission spatiale SWOT): Projet national TOSCA du CNES dont les objectifs ont été de caractériser et de modéliser la variabilité hydrologique dans le continuum fleuve-estuaire-littoral (Seine-Manche et Garonne-Gironde-littoral Atlantique) et d’étudier la capacité de SWOT à reproduire la variabilité hydrologique dans ces différents environnements. Les analyses descriptives et spectrales ont montré une variabilité commune pour les trois environnements (fluvial, estuarien et marin) avec la présence de deux années charnières vers 1970 et 1990 et des modes de variabilité infra-annuels et pluri-annuels similaires . 64 à 72 % de cohérence ont alors été trouvés entre cette variabilité pluri-annuelle et la NAO. La variabilité infra-annuelle est, quant à elle, liée avec les phénomènes de crues dans la zone fluviale, les surcôtes dans la zone marine et littorale et la conjonction de ces deux phénomènes dans l’estuaire. Concernant la capacité de SWOT à reproduire la variabilité hydrologique, il a été montré que les principaux modes de variabilité hydrologique des fleuves peuvent être reproduits par SWOT, avec une cohérence en ondelettes de 91 à 99 % entre le signal in situ et le signal SWOT simulé. En revanche, pour le littoral et les estuaires, les cohérences sont plus faibles, avec respectivement 50 à 70 % et 60 à 90 % (selon la position dans l’estuaire). Parallèlement, le modèle T-UGOm appliqué dans l’estuaire de Seine a abouti à des résultats convaincants, reproduisant de manière précise les hauteurs d’eau et leur variabilité. Son application est en cours sur la Gironde. Des premiers tests ont alors pu être effectué avec le simulateur SWOT High Resolution dans des conditions hydrodynamiques moyennes de marée et de débit. Les résultats aboutissent à un semis de points dont la majorité se situe dans le chenal avec de faibles erreurs de hauteurs d’eau (centimétriques), avec cependant des erreurs métriques pour les points positionnées en bordure et en dehors du chenal. (GIPSA, M2C).

 

  •  Dynamique hydro-morpho-sédimentaire d’un estuaire macrotidal et de sa zone littorale : Les études menées dans le cadre des projets FESEL, DYNAT, ELIT ont permis (i) d’évaluer les apports des affluents intra-estuariens dans le bilan sédimentaire de l’estuaire de la Seine en fonction des conditions hydrologiques et a montré la relation entre la localisation du bouchon vaseux et les zones latérales de dépôt de sédiments fins (vasières intertidales) ; (ii) d’étudier l’impact du batillage (vagues générées par les bateaux) et les processus de floculation/défloculation ; (iii) de modéliser les processus pilotant le tri et le transport sédimentaire sous l’action de la houle et des courants de marée dans un contexte de sédiment hétérogène (mélange de tailles, de formes, de nature des particules) ; (IV) de comprendre l'évolution morphodynamique des fonds sablo-graveleux côtiers en contexte mixte marée-houle sur les pas de temps événementiel à pluriannuel, via l’étude des transferts sédimentaires large-littoral, des stocks sédimentaires disponibles dans l’avant-côte et des corps sédimentaires mobiles (e.g. dunes aquatiques) ; (V) interactions végétation et sédimentation et effets sur la stabilisation et le colmatage des substrats ; (VI) usages récréatifs et paysages vécus. Ces travaux, qui intègrent une composante SHS, s’appuient sur des observations in situ (campagnes en mer et sur le terrain, combinaisons de suivis hautes fréquences, haute résolution et large emprise spatiale : turbidité, courantométrie, altimétrie laser par scanner et LIDAR, granulométrie laser) et de l'expérimentation en laboratoire (microcosmes sédiments, réacteurs FLOC –SIM, canal à Houle ;Partenariat : IFREMER/M2C/LOMC/ECODIV/GIPSA/DGA/UMRIDEES /CETAPS/ CEREMA/SHOM. Réseaux d'observation : SNO DYNALIT de l'INSU-CNRS, Réseau Synapse du GIPSA, Valorisation opérationnelle : GIS SIEGMA, CIRCLE, ROLNP

  • Risques liés aux variations du niveau marin : Les études menées dans le cadre des projets ELIT et DYNAT visent (i) à étudier des conditions de débordement des bassins portuaires de la ville du Havre sous l’effet des conditions naturelles actuelles, couplé à un estimatif à 50 ans et 100 ans sous l’effet d’une variation du niveau marin à la hausse ; (ii) et à estimer l’évolution du trait de côte rocheux constitué de falaises littorales à glissement lent et progressif vers la mer. Les comparatifs pluri-annuels basés sur des relevés Lidar et les photographies aériennes ont permis d’obtenir des taux d’érosion à moyen et court terme et de mieux estimer les désorganisations engendrées sur le profil de falaise dans le cas d’une montée du niveau marin.Interaction SO Dynalit/ réseau trans-Manche Valorisation opérationnelle ROLNP .  

  • Re-création de zones humides: A partir d’une ballastière dans la basse vallée de l'estuaire de la Seine par remplissage avec des sédiments de dragage de la Seine et recouvrement avec de la tourbe alcaline de prairies humides adjacentes. 3 ans après comblement, les résultats ont montré que les fonction de stockage de C et de dénitrification de l’N dans les sols étaient restaurées et que le suivi du fonctionnement du sol était plus à même de rendre compte du succès de restauration qu’une approche descriptive classique i.e. suivi faune-flore / description des sols. D’un point de vue opérationnel, les travaux ont été menés par conventionnement avec le grand port maritime de Rouen et ont également débouché sur un partenariat avec un industriel (Carrières et ballastières de Normandie) conclu sous la forme d’une convention CIFRE. Une collaboration avec T. Dutoit (DR CNRS, Conseiller Scientifique de l’INEE-CNRS sur l’ingénierie Ecologique) sur la restauration écologique par reconstitution pédologique de milieux steppiques des plaines de la Crau après pollution aux hydrocarbures.

  • Fonctionnement et dynamique des zones humides de la basse vallée de Seine : rôles écologiques et socio-économiques : En déclin depuis plusieurs décennies, les zones humides sont reconnues comme des systèmes à fort intérêt écologique et économique de par leur action d’épuration de l’eau, de stockage du C, de transformation de l’N, du fait de leur forte biodiversité, de leur rôle-clé en terme de connectivité écologique au sein de la trame verte et bleue mais également pour l’accueil d’activités récréatives comme la pêche ou la chasse. Dans un contexte de changements globaux (i.e. changement climatique et modification de l’occupation des sols), ces milieux peuvent jouer un rôle essentiel de régulateur (stockage des eaux, refuge pour les espèces, ressources économiques,). Comprendre leur fonctionnement, identifier leurs usages et appréhender leur restauration sont des enjeux primordiaux dans le contexte actuel. Les travaux engagés dans ce contexte depuis plusieurs années en vallée de Seine permettent 1) d’identifier les processus et mécanismes de dispersion au sein et entre zones humides sur la base de modèles faunistique (odonates) et floristique (plantes herbacées) (projet ROAD) ; 2) d’identifier les procédés de restauration les plus adaptés pour retrouver des zones humides écologiquement fonctionnelles (projet GPMR, projet ANRT-CIFRE) ; 3) d’étudier les processus de dégradation de la matière organique particulaire et les flux de nutriments associés à l’interface eau/sol/sédiments et 4) d’estimer quantitativement les pratiques de prélèvements des ressources biologiques dans ces milieux estuariens (chasse, pêche, cueillette) afin de faire le point sur l’identification et les connaissances des ressources par la société civile (Projet AO Seine Aval 4 et 5). Ces travaux s’appuient sur des suivis in situ (équipement de sites ateliers en sondes), des expériences en conditions contrôlées (serres, jardin expérimentales), des techniques de capture-marquage-recapture et de biologie moléculaire, et enfin d’enquêtes auprès des usagers de ces zones humides.Partenariat M2C/ECODIV /GIPSA

 


  • Approches multiscalaires spatio-temporelles des transferts dans l’aquifère karstifié de la craie et ses bassins versants et approche socio économique du coût de l’eau :Dans le domaine de l'hydrologie karstique, les activités de recherche ont été largement basées sur l'observatoire du karst de la craie du Service National d'Observation du karst (SNO KARST) de l'INSU. Les principaux résultats ont apporté une meilleure compréhension de l'influence du contexte karstique sur le fonctionnement hydrogéologique régional de l'aquifère de la Craie. Nous démontrons ainsi comment les contextes lithologique, morpho-structural et karstique modulent le signal climatique pour conduire à la diversité des réponses hydrologiques observées à l'échelle régionale. A une échelle plus restreinte, sur la base de données acquises à haute-fréquence au site de Norville du SNO Karst, nous avons proposé une approche statistique multidimensionnelle permettant de modéliser et de prévoir les caractéristiques statistiques des courbes de restitution de traceurs dissous à partir de la connaissance des conditions aux limites du système étudié et des conditions hydrologiques mesurées sur le site pendant chaque expérience de traçage. Les modalités du transport de matières en suspension ont également fait l'objet d'études couplant le suivi de la sédimentation à haute fréquence (altimètre Altus et vélocimètre) et la mesure de la turbidité au sein d'un conduit karstique. Les résultats ont montré un transfert continu et conséquent de sédiments lors des fortes crues, ainsi qu'un impact durable (> à 5 mois) sur la source à la suite d’une crue exceptionnelle correspondant à la purge du système karstique. Un modèle prédictif pluie => débit, turbidité, hauteur sédimentée (= temps d’impact de la crue) est en cours de réalisation, dans le but de créer un modèle prévisionnel sur le transfert sédimentaire pour aider à la gestion de l’eau potable. Les approches en laboratoire de transferts de matières dissoutes et particulaires et leur conséquences sur les risques de pollution des ressources hydriques, le colmatage de filtres, l’érosion interne des ouvrages hydrauliques sont conduites aussi bien sur le plan expérimental que théorique. Les méthodes de polarisation spontanée et acoustique ultrasonore sont adaptées à l’échelle de colonnes de laboratoire pour la mesure des caractéristiques du milieu poreux et pour l’identification des modifications structurelles subies par le milieu au cours de son colmatage. Nous nous intéressons, par le biais d’investigations expérimentales et théoriques, aux mécanismes de transfert par filtration et au développement de lois phénoménologiques qui régissent le transport, le dépôt et le relargage des matières en suspension dans les milieux poreux. Des travaux sur le risque sanitaire perçu et la consommation d’eau potable ont été menés pour identifier le rôle de l’état de santé dans les arbitrages consommation d’eau du robinet ou d’eau en bouteille.

  • Enregistrements des forçages climatiques et anthropiques dans les archives holocènes : Ce projet combine la sédimentologie et la géoarchéologie des vallées affluentes de la Seine, qui répondent rapidement aux bouleversements climato-anthropiques holocènes. Afin d’évaluer les facteurs climatiques et/ou anthropiques responsables de la sédimentation holocène, des petits hydrosystèmes ont été sélectionnés pour leur capacité à enregistrer les forçages dans leurs archives pédo-sédimentaires. Cette étude repose sur des prospections géophysiques, basée sur la prospection d’une cinquantaine de sondages traversant l’ensemble des archives pédo-sédimentaires holocènes jusqu’aux alluvions pléistocènes (graves), ainsi que des études en laboratoire (sédimentologie, micromorphologie, palynologique, datations 14C).Les sondages ont permis de repérer des niveaux organiques plus ou moins tourbeux (argile organique, tourbe brune et noire) au sein desquels du mobilier archéologique (céramique, lithique) et des pieux en bois ont été repérés et attribués à l’époque Néolithique. Par ailleurs, des traces d’occupations relevant de la Protohistoire ont également été observées même si aucune trace réelle d’un site structuré n'est ressortie du diagnostic. En accord avec le Service Régional d’Archéologie de la Haute-Normandie et dans le cadre de la thèse, l'étude des archives pédo-sédimentaires permettra de répondre à une problématique transversale confrontant données archéologiques (occupations humaines) et données paléoenvironnementales (remplissage du fond de vallée).