CV-Revil 2008

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1. Curriculum Vitae
Nom, prénom : Revil, André
Date de naissance : 6 Juin 1970
Localisation : Ecole des Mines du Colorado (Colorado School of Mines)
Dept of Geophysics, Green Center
1500 Illinois street, Golden, CO, 80401, Etats-Unis.
Tél. : 01- 303-817-3287 Fax : 01-303-273-3478
Adresse électronique : [email protected]
Adresse en France : 1350 Route d’Avignon, 84 320 Entraigues-sur-la-Sorgues.
Adresse aux Etats-Unis : 5333 E. Euclid Avenue, Boulder, 84303, CO.
Date d'entrée en fonction CNRS : 01/10/1998 (N° d'agent CNRS : 194990)
Actuellement : Détaché du CNRS pour 4 ans à l’Ecole des Mines du Colorado.
UMR de rattachement : CNRS-LGIT (UMR 5559), University of Savoie, Equipe Volcan, Chambéry, France
Cursus :
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2008:
2004-2008:
Membre du comité editorial de Vadose Zone Journal (IF 1.6).
Editeur associé à la revue "Journal of Geophysical Research-Solid Earth" (IF 2.8) de l'American
Geophysical Union (AGU).
Août 2007: Professeur à la Colorado School of Mines, Dépt. Géophysique, Golden, Colorado, Etats-Unis.
Juin 2007: Passage au grade de Directeur de Recherche DR2 au CNRS (Section 20).
2003-2007: Créateur et responsable de l'équipe "Hydrogéophysique et Milieux Poreux" (HMP) au CEREGE
(UMR 6635) (équipe créé au CEREGE dans le cadre du plan quadriennal 2003-2007).
Membre du comité scientifique du Laboratoire Souterrain à Bas-Bruit de Rustrel-pays d'Apt
(LSBB) soutenu par le Ministère de la Recherche et de la Technologie.
3 Juin 2004. Passage de l'Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) - Université Paul Cézanne
(Aix-Marseille 3).
Oct. 2001: Nommé Chargé de Recherche 1ère Classe au CEREGE.
Sept. 1998: Nommé chargé de Recherche (CR2) au Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des
Géosciences de l'Environnement (CEREGE, UMR 6635) à Aix-en-Provence.
1998:
Ingénieur / chercheur travaillant sur l'interprétation des mesures en forage au Laboratoire de
Mesures en Forage (LMF à Aix-en-Provence) dans le cadre du Programme International de Forage
Océanique ODP (Ocean Drilling Program).
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1996-1997 : Coopérant aux USA, inscrit en qualité de postdoc à l’Université Cornell, sous la responsabilité
du Pr. L. M. Cathles (Cornell University, Ithaca), et du Dr. O. Brévart (Elf Aquitaine, CSTJF,
Pau). Thèmes de recherche : Modélisation numérique des mécanismes de formation des réservoirs
pétroliers dans les bassins sédimentaires. Développement d’un code numérique en éléments finis
pour la modélisation de phénomènes couplés dans les bassins sédimentaires, analyse des mesures
de 153 forages dans le Bloc 330, Bassin d’Eugène Island, Golfe du Mexique - Travail effectué au
sein du GBRN (Global Basins Research Network), et financé par la société Elf Aquitaine.
.
1994-1995 : Thèse de Doctorat à l’Ecole de Physique du Globe de Strasbourg intitulée: « Conductivité
Electrique et Potentiel Spontané dans les Milieux Poreux : De la Théorie à l’Analyse des Mesures
en Forage ». Superviseurs : Dr. M. Darot, Président du jury : Pr. Y. Bernabé, Rapporteurs : Pr. Y.
Gueguen, Pr. J.M. Cases, et Dr. J.-J. Schott. Thèse obtenue avec mention "Très honorable avec
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félicitations du jury".
1988-1993 :
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Diplôme d’Ingénieur en Géophysique de l'IPG Strabourg, (1990-1993) (Mention B).
Diplôme d’Etude Approfondie (DEA) en Géosciences (1992-1993) (Mention B).
Maîtrise de Géosciences (1991-1992).
Licence de Géosciences (1990-1991).
Deug A (Mathématiques-Physique, 1988-1990).
Baccalauréat C, 1988 (Mathématiques-Physique).
Distinctions Scientifiques.
(1) 2004. Obtention du prix d'excellence annuel de l'ARMA (American Rock Mechanics Association) pour
l'article "Pervasive Pressure Solution Transfer in a Quartz Sand", Journal of Geophysical Research, vol. 106
(B5), 8665-8686, May 10, 2001.
(2) 2003. Obtention de la médaille de bronze du CNRS.
Enseignement
• 2002-2003 : (1) D.E.A. de Géosciences de l’Environnement au CEREGE : - Responsable du
module d'hydrogéologie ("Bilans et transferts dans les systèmes géologiques"). 30 H au total assuré en
collaboration avec Christine Vallet-Coulomb (MC) (50% chacun) (Module T5) (2) DEA GéoRessources EGID
de Bordeaux - 8 H de cours sur deux jours (Février 2002).
• 2003-2004 : (1) D.E.A. de Géosciences de l’Environnement au CEREGE :- Responsable du
module d'hydrogéologie ("Bilans et transferts dans les systèmes géologiques"). 30 H au total assuré en
collaboration avec Christine Vallet-Coulomb (MC) (50% chacun) (Module T5). (2) .DEA GéoRessources
EGID de Bordeaux - 8 H de cours sur deux jours (Février 2003). (3) EOST Strasbourg (Ecole et Observatoire
des Sciences de la Terre de Strasbourg) - 8 H de cours sur deux jours (Seconde année d'école d'ingénieur
(EOST Strabourg) (Janvier 2003).
• 2004-2005 : (1) D.E.A. de Géosciences de l’Environnement au CEREGE :- Responsable du
module d'hydrogéologie ("Bilans et transferts dans les systèmes géologiques"). 30 H au total assuré en
collaboration avec Christine Vallet-Coulomb (MC) (50% chacun) (Module T5). (2) DEA GéoRessources EGID
de Bordeaux - 8 H de cours sur deux jours (Avril 2005).
• 2006 : DEA GéoRessources EGID de Bordeaux - 8 H de cours sur deux jours (Avril 2006).
• 2007 : DEA GéoRessources EGID de Bordeaux - 8 H de cours sur deux jours (Mars 2007).
• 2008 : Ecole des Mines du Colorado, Cours GPGN 321. Electrodynamics 1 (40 H).
2. Axes de Recherche
Pétrophysique : Développement d’une aproche unifiée des phénomènes de transport (hydrauliques, électriques,
diffusion des ions, thermiques) et des aspects mécaniques (compaction mécanique, compaction par pression
dissolution aux joints de grains, détermination des propriétés mécaniques de milieux saturés par des fluides
visco-élastiques, étude des ondes de choc). Utilisation de la méthode de prise de moyenne volumique pour le
changement d’échelle dans les milieux poreux. Développment et utlisation de la thermodynamique horséquilibre de Prigogine pour obtenir une théorie unifiée des phénomènes de transport dans les milieux poreux
chargés et déformables. Etude des mécanismes de conduction électrique dite de surface dans la résistivité
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électriques effective des roches. Développement des propriétés électrocinétiques (électrofiltration, électroosmose) et des couplages électrosismiques et sismoélectrique dans le domaine fréquentiel. Extension des
théories pétrophysiques dans le cas non-saturé avec plusieurs échelles de porosité. Influence du nombre de
Reynolds sur les phénomènes électrocinétiques. Développement des modèles de propriétés de transport dans les
matériaux argileux (phénomènes osmotiques, double couche électrique avec complexation, étude de la diffusion
des ions).
Géophysique théorique. Développement des méthodes de tomographie de résistivité électrique et inversion des
sources de potentiel spontané. Utilisation des méthodes de descende de gradient, simplex, intercoorrélation,
inversion avec régularization de type Tokhonov-Arsenin, utilisation des méthodes de krigeage, co-krigeage,
krigeage à dérive externe, et méthodes bayésiennes. Inversion jointe de données géophysiques (radar, résistivité
électrique entre forages). Développement de la methode de polarisation provoquée dans le domaine spectral
(approche mécanistique), développement des méthodes sismoélectriques et électrosismiques (localisation de
réservoirs pétroliers).
Géophysiques appliquées. Applications des méthodes géophysiques à la caractérisation de la géométrie et de la
dynamique des circulations hydriques dans le sous-sol, visualisation de l’extension des panaches de
contamination dans les aquifères et inversion du potentiel rédox (rôle des bactéries dans les processus de
biogéobatterie), travaux sur sites archéologiques (port romain de Fréjus en France, ville grecque de Cûmes en
Italie, ville gréco-roamine d’Ampurias en Espagne), détermination non-intrusive de l’endommagement sur les
parois de galleries dans des formations argileuses (site de Bure avec l’ANDRA). Applications des méthodes
géophysiques actives et passives à la détection des cavités (karsts, cavités d’origine anthropique comme les
marnières). Localisation des zones de fuites dans les barrages et les digues (avec Sobesol et EDF). Etude des
glissements de terrain. Inversion géophysique des propriétés hydrauliques (emmagasinement et transmissivité) à
partir de l’analyse de données géophysiques lors de tests de pompage et d’infiltration.
Systèmes hydrothermaux et volcaniques. Etude des
volcans Stromboli (Italie), Vulcano (Italie), du Piton
de la fournaise (Ile de la Réunion), du Ruapehu
(Nouvelle Zélande) et du Mont Saint Helen
(Washington State, Etats-Unis). Etude des systèmes
hydrothermaux de Waymangu (Nouvelle Zélande) et
des sources thermales de l’Hymalaya (Népal).
Imagerie, monitoring par l’utilisation de méthodes
électriques actives et passives, étude des couplages
thermohydromécaniques. Pétrophysique des roches
volcaniques. Développement de l’électrosismologie
(inversion de la position et de la polarisation de
sources thermohydromécaniques à partir de
l’information
électromagnétique
d’origine
électrocinétique) et étude, en cours, de l’inversion
jointe
entre
données
sismologiques
et
électromagnétiques pour les séismes (utilisation de
l’interférométrie pour l’équation de diffusion,
développement d’antenne directionnelle pour les
signaux
EM).
Etude
de
la
signature
électromagnétique d’onde de choc dans les failles.
Etude du degasage (CO2, radon) dans les totopani du
Népal en relation avec le cycle sismique.
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3. Publications
: ISI WEB OF KNOWLEDGE (au 19 janvier 2008)
Nombre total de citation : 839
Nombre moyen de citation : 11,82
Nombre d’articles cités : 71
Indice H : 16
SOURCE
• Publications à Comité de Lecture (“Rang A”)
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Association" 15-17 Novembre 2006.
• Ouvrages
[C1] "Applied Hydrogeophysics", Livre (ISBN 1402049102), édité par Vereecken, H., A. Binley, G. Cassiani,
A. Revil, et K. Titov, 380 pp., Springer Verlag, 383 pp., Août 2006.
[C2] Ouvrage en cours de réalisation sur les propriétés de transport dans les milieux argileux, Editeur: A. Revil,
Elsevier.
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[P9] Revil, A., Pezard, P.A., and Becker, K., Spontaneous potential measurements in the upper oceanic crust.
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[P10] Revil, A., Surpressions de fluides induites par les barrières capillaires dans les bassins sédimentaires,
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Confere,nce GA (People/ Evironment relationship from the Mesolithic to the Middle Ages, Recent geoarcheological findings in Southern Italy), September 4-7, 2007, Salerno, Italy.
[P134] Revil A., The self-potential method: A non-intrusive sensor for ground water flow tomography and
localization of fracturing, Fall 2007 Heiland Lecture Series (Colorado School of Mines, Dept. of Geophysics),
August, 23rd, 2007, Golden, Colorado, USA.
[P135] Ghorbani A., N. Florsch, C. Camerlynck, A. Revil, C. Doussan, S. Ruy, and P. Andrieux, Recent
developments in Complex Resistivity and SP Applications to environemental studies, SPECIAL SYMPOSIUM
Advances in IP/CR & Related Techniques In honor of Dr. Kenneth L. Zonge , September 27 & 28, 2007, Henry
Gonzalez Convention Center, 200 E. Market Street, San Antonio, TX 78205, Room 103A , 23-28 Septembre
2007, San Antonio, Texas, USA.
[P136] Altmann S., A. Bauer, J. Brendle, Y. Chapron, L. Charlet, S. Dewonck, A. Dierckx, A.M. Fernandez, M.
Garcia Gutierrez, E. Gaucher, H. Geckeis, G. Geipel, T. Gimmi, F. Goutelard, B. Grambow, JM. Greneche, M.
Koroleva, K. Lazar, J. Marivoet, N. Maes, T. Missana, JP. Parneix, A. Revil, JC. Robinet, A. Rubel, S.
Sammartino, J. Samper, P. Sardini, O. Sobolev, P. Soler, Ch. Tournassat, MJ. Turrero, L. Van Loon, and P.
Wersin, FUNMIG PROJECT RTDC 3 Radionuclide (Rn) migration in clay-rich host formations: process
understanding, integration and up-scaling for safety case use, Meeting « Clays in natural and engineered barriers
for radioactive waste confinement - Lille 2007 », 3rd International Meeting – ANDRA, September 17th- 20th,
2007, Lille, France.
[P137] Jougnot D and A. Revil, Diffusion of ions in unsaturated clay-rocks : Theory and application to the
Callovo-Oxfordian argillite, Meeting « Clays in natural and engineered barriers for radioactive waste
confinement - Lille 2007 », 3rd International Meeting – ANDRA, September 17th- 20th, 2007, Lille, France.
[P138] Crespy, A. A. Revil AGU meeting, 2007, Detection and Localization of Hydromechanical Disturbances
in a Sandbox using the Self-potential Method, Paper Number: H23C-1510 (Abstract Reference Number: 3918),
Presentation Type – Poster, Tuesday, 11 December, MS, Exhibit Hall B Starting Time: 1340, AGU Fall meeting,
9-14th December 2007, San Francisco, Etats-Unis.
[P139] Barrash W., A. Revil, M. Cardiff, T. Johnson, B. Malama, E. Rizzo, C. Miller, and S. Straface,
Combined Hydraulic Tomography – Self Potential – Electrical Resistivity Tomography for Parameter Estimation
in the Unconfined Aquifer at the Boise Hydrogeophysical Research Site, AGU Fall meeting, 2007, AGU session
H38 – Characterization and Modeling of Aquifers Through the Joint Use of Multiple Data Types, 9-14th
December 2007, San Francisco, Etats-Unis.
[P140] A. Finizola and A. Revil, The inner trsucture of La Fossa di Vulcano (Vulcano Island, Southern
Tyrrhenian Sea, Italy) revealed by high resolution electric resistivity tomography coupled with self-potential,
temperature, and soild CO2 gas measurements, Paper Number: GP32A-06, Presentation Type – Talk, Wenesday,
12 December, MW3004, Starting Time: 10:20, AGU Fall meeting, 9-14th December 2007, San Francisco, EtatsUnis.
[P141] A. Revil and A. Jardani. Tomography of ground water flow from self-potential data, Paper Number:
NS13A-05, Presentation Type – Talk, Monday, 10 December, MW3005, Starting Time: 13:40, AGU Fall
meeting, 9-14th December 2007, San Francisco, Etats-Unis.
[P142] A. Ghorbani, Ph. Cosenza, M. Zamora, et A. Revil, Effet de la désaturation et du chauffage sur les
propriétés électriques basses fréquences de différentes roches argileuses, Workshop FORPRO-PARIS 8-11
Novembre 2007, Paris, France.
21
[P143] Piscitelli S., Revil A., Finizola A., Rizzo E., Ricci T., Angeletti B., Balasco M., Barde Cabusson S.,
Bennati L., Byrdina S., Carzaniga N., Crespy A., Di Gangi F., Morin J., Perrone A., Rossi M., Roulleau E., Suski
B. and A. Bolève, Electrical resistivity tomography coupled with self-potential, soil gas emission and
temperature measurements for the study of Stromboli and Vulcano Island (Aeolian Islands, Italy): first results,
26 Convegno Nazionale, Gruppo Nazionale di Geofisica della Terra Solida (GNGTS), 13-15 November 2007,
Roma, Italy.
[P144] Cushing M., Revil A., Lemeille F., Cabrera J., De Hoyos A., Rocher, M. Test of an alternative
geophysical survey method to identify hydrogeologically conductive zones in calcareous and argillaceous
layered series. Application to the Tournemire site (Aveyron, France) 3rd AMIGO Workshop on“Approaches and
Challenges for the Use of Geological Information in the Safety Case”15-18 April 2008, Nancy, France.
[P145] Jougnot D., J. Lewandowska, and A. Revil, Unsaturated hydraulic conductivity of double porosity
geomaterials, Présentation orale, Geotechnics in Maritime Engineering, 15-18 Septembre, 2008, Gdansk, Poland.
[P146] Perrier F., S. Rajaure, P. Richon, S. Pant, C. France-Lanord, A. Revil, S. Byrdina, S. Contraires, U.
Gautam, B. Koirala, P. Shrestha, D. R. Tiwari, L. Bollinger, L. Paudel, S. Nath SapkotaHigh carbon dioxide flux
associated with radon-222 gas exhalation and dipolar self-potential anomaly at the Syabru-Bensi hot springs in
Central Nepal, conférence de la Nepal Geological Society, November 30th, 2007, Kathmandu, Népal.
[P147] A. Revil, Electrodynamics of charged porous media and applications to a variety of geophysical
problems at differents scales, Invited seminar, colloquium University of Colorado (invited by Pr. Shemin Ge),
November 28th, 2007, Boulder, Colorado, Etats-Unis.
[P148] Piscitelli S., Revil A., Finizola A., Rizzo E., Ricci T., Angeletti B., Balasco M., Barde Cabusson S.,
Bennati L., Byrdina S., Carzaniga N., Crespy A., Di Gangi F., Morin J., Perrone A., Rossi M., Roulleau E., and
Suski B., Electrical Resistivity Tomography, Electrical Resistivity Tomography, Self-potential and CO2 soil
degassing investigations in some Italian active volcanic areas. Bilateral Seminar Italy-Japan on Electromagnetics
in Seismic and Volcanic Areas, July 25th-27th, 2007, Chiba-Minato,Chiba, Japan.
[P149] Piscitelli S., Revil A., Finizola A., Rizzo E., Ricci T., Angeletti B., Balasco M., Barde Cabusson S.,
Bennati L., Byrdina S., Carzaniga N., Crespy A., Di Gangi F., Morin J., Perrone A., Rossi M., Roulleau E., and
Suski B., Electrical resistivity tomography coupled with self-potential, soil gas emission and temperature
measurements for the study of Stromboli and Vulcano Island (Aeolian Islands, Italy): first results. Riassunti del
26° Convegno Nazionale del GNGTS, November 13th-15th, 2007, Roma, Italy.
[P150] A. Revil, C. Camerlynck, A. Cerepi, M. Schmutz, N. Florsch ; Y. Geraud, A. Ghorbani, JC Parisot , F.
Rejiba, A. Tabbagh, Projet « POLARIS II » Développment et applications des Méthodes électriques basses
fréquences en hydrogéophysique, Colloque de Restitution du Programme Coordonnées ANR - ECCO, Centre
International de Conférences Météo-France/Toulouse, 3-5 Décembre 2007, Toulouse, France.
[P151] A. Revil, Measurements to Image Ground Water Flow and the Transport of Contaminants in Soils,
Kirkham conference (http://ag.arizona.edu/kirkham/davis_attendance.htm), Soil Physics – Research on the
Frontiers of Earth’s Life Support System, 24-26 Février 2008, Davies University, California, Etats-Unis.
5. Organisation et co-organisation de Meetings Scientifiques
[1] [2] Co-responsable de la présentation du GBRN (Global Basins Research Network) au meeting de l’AAPG
(American Association of Petroleum Geologists) - 19-22 Mai 1996 à San Diego, USA. et le 6-9 Avril 1997 à
Dallas, USA. Ce travail fut effectué durant mon séjour postdoc aux Etats-Unis en 1996-1997 à l'Université
Cornell avec un financement de la compagnie Elf Aquitaine.
[3] Co-organisateur d’une session du meeting de l’EGS (European Geophysical Union) intitulée “Electromagnetic and electro-kinetic properties of rocks: integration of laboratory, borehole and field measurements” 20-24 Avril 1998 à Nice (France). Organisateurs: P.W.J. Glover (Aberdeen, Ecosse), A. Revil (LMF, France), et
J.B. Stoll (Université de Göttingen, Allemagne).
[4] Co-organisateur d’une session du meeting "16th IMACS World Congress 2000 on Scientific Computation,
Applied Mathematics and Simulation", Intitulé de la session : "Mathematical Modelling of Granular Materials
22
and Reactive Porous Media" organisée par X-S. Yang et A. Revil, 21-25 Août, 2000, Lausanne, Ecole
Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Suisse.
[5] Co-organisateur d’une session du meeting de l'EUG ("European Union of Geosciences", Intitulé de la session
: "Self-potential measurements: applications and interpretations" organisée par L. Jouniaux, V. Lapenna et A.
Revil, 8-12 Avril, 2001, Strasbourg, France.
[6] Organisateur d'un atelier au CEREGE (30 participants) intitulé "Phénomènes électromagnétiques d'origine
électrocinétique et applications en hydrogéologie et au volcanisme" organisée par A. Revil et G. Saracco
(financement : Université Aix-Marseille III), 16-17 Décembre 2002, Aix-en-Provence, France.
[7] Co-organisateur d'un atelier au CEREGE (50 participants) intitulé "Modélisation en environnement :
calibration, optimisation, et inversion" organisé par J. Guiot, A. Revil et F. Torre (financement : IFRE 112), 31
mars - 3 avril 2003, Aix-en-Provence, France.
[8] Co-responsable d'un stand d'animation scientifique à la fêtes de la Sciences pour le CEREGE (UMR 6635) en
compagnie de B. Suski et V. Naudet (deux doctorantes), 15-18 Octobre 2003, ENSAM d'Aix-en-Provence,
France.
[9] Co-organisateur d'un atelier à Saint-Petersbourg (Confédération de Russie), Hôtel "Baltiets" (30 participants)
intitulé "Soil and Groundwater Contamination: Improved Risk Assessment" organisé par K. Titov, A. Vereecken
(co-directeurs), comité scientifique : A. Binley, G. Cassiani, I. Kharkhordin et A. Revil (financement : OTAN,
"NATO Programme Security through Science Advanced Research Workshop"), 27 juillet - 1 août 2004, SaintPetersbourg, Confédération de Russie.
[10] Organisation d'une session scientifique au congrès de l'AGU (American Geophysical Union)
"Hydrogeophysics: characterization and monitoring of soil.rock properties and processes in the laboratory",
organisé par A. Revil, Ty Ferre, et David Lesmes, 13-17 Décembre 2005, San Francisco, USA.
[11] Organisation d'une session scientifique au congrès de l'AGU (American Geophysical Union), NS07 "Near
surface geophysics and estimation of soil properties and processes", organisé par Claude Doussan et A. Revil,
2006 AGU Spring Meeting, 23-26 Mai, 2006, Baltimore, USA.
[12] Organisation d'une session scientifique au congrès de l'AGU (American Geophysical Union), H18
"Advances in characterizationof subsurface transport processes and integration with numerical models" organisé
par A. Englert, J. Zhu, T. Scheibe et A. Revil, 2006, 11-15 Décembre, 2006, San Francisco, USA.
[13] Organisation d'une session scientifique au congrès de l'AGU (American Geophysical Union), "Selfpotential, induced plarization, and electroseismic in hydrogeophysics" organisé par L. Slater, B. Kulessa, et A.
Revil, 2006, 11-15 Décembre, 2006, San Francisco, USA.
[14] Organisation d'une session scientifique au congrès de l'AGU (American Geophysical Union), Session H38:
Characterization and Modeling of Aquifers through the Joint Use of Multiple Data Types. » organized by Xavier
Sanchez-Vila, W. Doug, M. Cardiff, and A. Revil, 10-14 Décembre, 2007, San Francisco, USA.
6. Directions de Thèses
1. Thèse de Véronique Naudet. 2001-2004 (durée 3 ans). Financement 100% ADEME. Direction : 100%
André Revil. Note : Ce travail de thèse a été récompensé avec un prix YSOPP de l'EUG-2004. (1) Bref résumé
de la thèse. Le potentiel rédox et la conductivité du fluide d’un panache de contamination sont deux paramètres
clefs pour la surveillance d’un site contaminé. L’objectif de ce travail de thèse est de montrer que les méthodes
de résistivité électrique et de potentiel spontané peuvent fournir des informations spatialisées sur la conductivité
du fluide et le potentiel rédox d’un panache de contamination. Ces méthodes permettent ainsi de minimiser et
d’optimiser l’inplantation de piézomètres de contrôle. L’application de la méthode de résistivité électrique sur le
site d’Entressen en Provence (CET de classe 2) a permis d’obtenir une carte de la conductivité du fluide de
l’aquifère, définissant ainsi l’extension du panache de contamination. Les signaux de potentiel spontané mesurés
sur les sites contaminés sont associés à l’écoulement de l’eau dans le sous-sol (phénomène d’électrfiltration) et à
la présence de contaminants organiques (phénomène électro-rédox). Les études antérieures avaient mis en
évidence l’existence d’anomalies de potentiel spontané aux abords de sites contaminés, sans pour autant parvenir
23
à expliquer physiquement ce phénomène. Nous avons donc développé un modèle de bio-géobatterie naturelle,
dans lequel les bactéries permettent le transfert des électrons entre la zone réduite du panache et la zone oxydée.
Le courant électrique qui en résulte est à l’origine des anomalies de potentiel électrique mesurées sur le terrain.
Pour valider ce modèle, nous avons également réalisé des expériences en cuve en présence de bactéries sulfatoréductrices. Les résultats de terrain et de laboratoire sont en accord avec un modèle dipolaire montrant un
couplage linéaire à la source entre différence de potentiel électrique et différence de potentiel rédox. (2)
Publications (5) (a) Naudet, V., A. Revil, J.-Y. Bottero, and P. Bégassat, Relationship between self-potential
(SP) signals and redox conditions in contaminated groundwater, Geophys. Res. Lett., 30(21), 2091, doi:
10.1029/2003GL018096, 2003. (b) Naudet, V., A. Revil, E. Rizzo, J.-Y. Bottero, et P. Bégassat, Groundwater
redox conditions and conductivity in a contaminant plume from geoelectrical investigations, Hydrology and
Earth System Sciences, 8(1), 8-22, 2004. (c) Revil, A., V. Naudet, et J. D. Meunier, The hydroelectric problem
of porous rocks: Inversion of the water table from self-potential data, Geophysical Journal International, 159,
435-444, 2004. (d) Revil, A., V. Naudet, J. Nouzaret, et M. Pessel, Principles of electrography applied to selfpotential electrokinetic sources and hydrogeological applications, Water Resources Research, 39(5), 1114, doi:
10.1029/2001WR000916, 2003. (e) Naudet, V. et A. Revil, A sandbox experiment of the relationship between
redox and self-potential and its application to the interpretation of self-potential data over contaminant plumes,
Geophysical Research Letters, 32, L11405, doi: 10.1029/2005GL022735, 2005. (3) Soutenance le 16 novembre
2004. Situation actuelle de l'étudiante : Maître de Conférence à l'Université de Bordeaux I (depuis sept. 2006).
2. Thèse de Barbara Suski. 2002-2005 (3 ans). Financement Ministère, bourse fléchée ACI. Direction
100% André Revil. (1) Bref résumé de la thèse. Les méthodes classiques pour déterminer le niveau
piézométrique d’une nappe phréatique et ses propriétés hydrauliques reposent sur des mesures effectuées dans
des piézomètres. Ces méthodes sont intrusives, coûteuses et fortement dépendantes de la densité de ceux-ci. Une
méthode non-intrusive, facile d’utilisation et de faible coût capable de déterminer le niveau piézométrique d’une
nappe et ses variations au cours du temps serait la bienvenue. La méthode du potentiel spontané basée sur la
mesure du champ électrique naturellement présent dans le sol offre de telles possibilités. En effet, la circulation
de l’eau dans le sous-sol génère un courant électrique. Ce courant source est responsable d’un champ électrique
dont la signature est mesurable à la surface du sol. Ce phénomène, appelé phénomène d’électrofiltration, est
l’une des principales sources du potentiel spontané. L’objectif de ce travail de thèse est de montrer que la
méthode du potentiel spontané peut fournir des informations spatialisées sur la géométrie des circulations
hydriques et sur les propriétés hydrauliques du sous-sol. Des expériences de terrain ont donc été menées pour
mesurer la signature électrique d’un écoulement hydrique lors d’une expérience de pompage sur le site de
l’Université de Cosenza (Italie) et lors d’expériences d’infiltration sur les sites tests de Roujan (Hérault) et de
l’INRA d’Avignon. Pour une meilleure compréhension du problème physique sous-jacent, des simulations de
pompage et d’infiltration ont été réalisées dans une cuve en plexiglas. Les résultats obtenus sur le terrain et en
laboratoire démontrent la capacité de la méthode du potentiel spontané pour suivre la progression d’un
écoulement. Les résultats de terrain et de laboratoire sont en accord et montrent qu’il existe une relation linéaire,
au premier ordre, entre les variations du potentiel spontané et les variations du niveau piézométrique. Ces
expériences démontrent l’utilité de la méthode du potentiel spontané comme outil adapté à la détermination du
niveau piézométrique et des propriétés hydrauliques du sous-sol. (2) Publications (5) (a) Rizzo, E., B. Suski, A.
Revil, S. Straface, et S. Troisi, Self-potential signals associated with pumping-tests experiments, Journal of
Geophysical Research, 109, B10203, doi: 10.1029/2004JB003049, 2004. (b) Suski, B., E. Rizzo, et A. Revil, A
sandbox experiment of self-potential signals associated with a pumping-test, Vadose Zone Journal, 3, 11931199, 2004. (c) Suski, B., A. Revil, K. Titov., P. Konosavsky, M. Voltz, and O. Huttel, Monitoring of an
infiltration experiment using the self-potential method, Water Ressources Research, 42, W08418,
doi:10.1029/2005WR004840, 2006. (d) Linde, N., A. Revil, A. Bolève, C. Dagès, J. Castermant, B. Suski, et M.
Voltz, Estimation of the water table throughout a catchment using self-potential and piezometric data in a
Bayesian framework, publication acceptée à Journal of Hydrology. (3) Soutenance le 24 Novembre 2005.
Situation actuelle de l'étudiante : Postdoc à l'Université de Lausanne (Suisse).
3. Thèse de Philippe Leroy. 2002-2005 (3 ans). Financement 100% ANDRA. Direction : 100% André
Revil. (1) Bref résumé de la thèse. L’excès de charges négatif à la surface des minéraux argileux ainsi que leur
très grande surface spécifique confèrent aux milieux argileux des propriétés de transport très favorables pour le
stockage des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue. Le principal mécanisme de migration des
radionucléides correspond à leur diffusion au sein de la formation argileuse en raison de la très faible
conductivité hydraulique du milieu. L’objectif de cette thèse a été de réaliser et de valider par des expériences en
laboratoire un modèle de transport mécanistique incluant explicitement les propriétés électrochimiques de
l’interface minéral/solution. Nous avons donc réalisé un modèle de transport en s’affranchissant de l’hypothèse
d’une couche diffuse fine à l’interface minéral/solution. Nous avons aussi développé et validé un modèle de
24
triple couche électrique basé sur des considérations cristallographiques et distinguant les sites de surface silanols,
aluminols et >Si−O−Al<. Nous avons comparé avec succès les prédictions du modèle de transport aux valeurs
des diffusivités ioniques et hydrauliques déterminées grâce aux mesures des champs électriques liés à la
diffusion de fronts salins (potentiel de membrane) et hydriques (potentiel d’électrofiltration). La diffusivité du
sel augmente en fonction de la force ionique du milieu car elle dépend des variations du potentiel de membrane.
Nous avons également réussi à prédire les valeurs des coefficients de diffusion effectifs des traceurs ioniques
monovalents en fonction du degré de compaction de la bentonite MX-80 et de la force ionique du milieu. (2)
Publications (6) (a) Revil, A., et P. Leroy, Hydroelectric coupling in a clayey material, Geophysical Research
Letters, 28(8), 1643-1646, 2001. (b) Leroy, P. et A. Revil, A triple layer model of the surface electrochemical
properties of clay minerals, Journal of Colloids and Interface Science, 270(2), 371-380, 2004. (c) Revil, A. et P.
Leroy, Governing equations for ionic transport in porous shales, Journal of Geophysical Research, 109, B03208,
doi : 10.1029/2003JB002755, 2004. (d) Revil, A., P. Leroy, et K. Titov, Characterization of transport properties
of argillaceous sediments. Application to the Callovo-Oxfordian Argillite, Journal of Geophysical Research,
110, B06202, doi: 10.1029/2004JB003442, 2005. (e) Leroy P., A. Revil, et D. Coelho, Diffusivity of ions in a
porous bentonite, Journal of Colloids and Interface Science, 296, 248-255, 2006. (f) Revil, A., P. Leroy, A.
Ghorbani, N. Florsch, et A.R Niemeijer, Compactional response of quartz sands by pressure solution using a
Cole-Cole distribution of relaxation times, Journal of Geophysical Research, 111, B09205,
doi:10.1029/2005JB004151. (3) Soutenance le 14 décembre 2005. Situation actuelle de l'étudiant : Depuis Juin
2007, chercheur au BRGM d’Orléans.
4. Thèse d'Abderrahim Jardani. 2003-2006 (durée 3 ans). Financement Région Normandie. Direction :
J.P. Dupont (50%) et A. Revil (50%). (1) Bref résumé de la thèse. Ce travail de thèse vise à utiliser plusieurs
méthodes géophysiques (résistivité électrique, méthodes électromagnétiques, potentiel spontané) pour localiser
les dollines sur le plateau Normand. Nous avons en particulier montré comment les signaux de potentiel
spontané peuvent être inversés pour localiser la profondeur de l’interface entre le loess et l’argile à silex. A ce
signal se superpose un signal lié aux écoulements préférentiels dans les dollines dont la signature électrique
correspond à des anomalies négative du potentiel spontané avec des amplitudes de l'ordre de qualques dizaines
de millivolts. Dans les deux cas, le couplage est électrocinétique et a pu être simulé sous FEMLAB (Comsol
Multiphysics 3.2). Des méthodes d’interprétation des signaux de potentiel spontané ont également été
développées pour étudier les marnières (cavité réalisé dans la crai pour l'extraction de celle-ci dans le but
d'amender les sols acides). (2) Publications (1) (a) Jardani A., J.P. Dupont, et A. Revil, Self-potential signals
associated with preferential ground water flow pathways in sinkholes, Journal of Geophysical Research, 111,
B09204, doi: 10.1029/2005JB004231, 2006.. (b) Jardani, A., A. Revil, et J.P. Dupont, 3D self-potential
tomography applied to the determination of cavities, Geophysical Research Letters, 33, L13401,
doi:10.1029/2006GL026028, 2006. (c) Jardani, A., A. Revil, F. Akoa, M. Schmutz, N. Florsch, et J.P. Dupont,
Least-squares inversion of self-potential (SP) data and application to the shallow flow of the ground water in
sinkholes, Geophysical Research Letters, 33(19), L19306, doi: 10.1029/2006GL027458, 2006. (d) Jardani, A.,
A. Revil, F. Santos, C. Fauchard, et J.P., Dupont, Detection of preferential infiltration pathways in sinkholes
using joint inversion of self-potential and EM-34 conductivity data, Geophysical Prospecting. (3) Thèse
soutenue, Janvier 2007. Situation actuelle de l'étudiant : Postdoc aux Etats-Unis à la Colorado School of Mines.
5. Thèse de Julien Castermant. 2004-2007 (durée 3 ans). Financement Région / INRA. Direction :
Fabienne Trolard. (50%) et A. Revil (50%). (1) Bref résumé de la thèse. Ce travail de thèse vise à comprendre la
source de anomalies de potentiel spontané lors de processus rédox dans le sous-sol à partir de mesures
analogiques en cuves. Trois expériences ont été réalisées. La première expérience concerne la mesure de la
response en potentiel spontané lors de la corrosion d’une barre de fer dans une cuve remplie de sable et saturé.
Nous avons également mesuré la distribution du potentiel rédox et du pH. L’analyse des données combine un
modèle direct du problème et l’analyse du problème inverse pour estimer le potentiel rédox à partir de potentiel
spontané. Nous avons également réalisé des mesures de potentiel spontané lors de la synthèse galvanométrique
de rouilles vertes. On observe la décroissance du potentiel spontané au cours du temps associé à la dissolution
des rouilles vertes. La troisième série d’expérience concerne les anomalies de potentiel spontané associées à la
présence de biofilm bactériens dans une cuve remplie de sable saturé en eau. (2) Publications. Linde, N., A.
Revil, A. Bolève, C. Dagès, J. Castermant, B. Suski, and M. Voltz, Estimation of the water table throughout a
catchment using self-potential and piezometric data in a Bayesian framework, Journal of Hydrology, 334, 88-98,
2007. Arora, T., A. Revil, N. Linde, and J. Castermant, Non-intrusive determination of the redox potential of
contaminant plumes using the self-potential method, Contaminant Hydrology, 92, 274-292, 2007. Castermant
J., C.A. Mendonça, A. Revil, F. Trolard, G. Bourrié, and N. Linde, Redox potential distribution inferred from
self-potential measurements during the corrosion of a burden metallic body, in press in Geophysical Prospecting.
(3) Situation actuelle de l'étudiant : Thèse en cours, soutenance prévue début 2008.
25
6. Thèse d'Agnès Crespy. 2005-2008. Financement bourse MRT. Direction : André Revil (50%), Pierre
Henry (50%) (Collège de France). (1) Bref résumé de la thèse. La fracturation d’un milieu poreux saturé en eau
est la source d’émission électro-magnétiques que l’ont peut enregistrer à distance à l’aide de magnétomètres et
d'un réseau d'électrodes très sensibles. Nous comptons utiliser ce phénomène pour localiser les sources
d’émissions électromagnétiques du volcan Stromboli lors de ses paroxysmes. Nos travaux de recherches ont
permis de comprendre la physique des émissions électromagnétiques associées à des perturbations
thermohydromécaniques. Des tests en cuve permettent de montrer que ces signaux peuvent être inversés pour
déterminer leur source et l’amplutude du phénomène hydromécanique (2) Publications (1). Crespy, A., A.
Bolève, et A. Revil, Influence of the Dukhin and Reynolds numbers on the apparent zeta potential of granular
media, Journal of Colloid and Interface Science, 305, 188-194, 2007. Bolève, A., A. Crespy, A. Revil, F. Janod,
and J. L. Mattiuzzo, Streaming potentials of granular media: Influence of the Dukhin and Reynolds numbers, J.
Geophys. Res., 112, B08204, doi:10.1029/2006JB004673, 2007. Revil A., Finizola A., Piscitelli A., Rizzo E.,
Ricci T., Crespy A., Angeletti B., Balasco M., Barde Cabusson S., Bennati L., Bolève, A., Byrdina S.,
Carzaniga N., Di Gangi F., Morin J., Perrone A., Rossi M., Roulleau E., Suski B., The inner structure of La
Fossa di Vulcano (Vulcano Island, southern Tyrrhenian Sea, Italy) revealed by high resolution electric resistivity
tomography coupled with self-potential, temperature, and soil CO2 gas measurements, in press in Journal of
Geophysical Research, 2007. Crespy A., A. Revil, N. Linde, S. Byrdina, A. Jardani, A. Bolève, and P. Henry,
Detection and localization of hydromechanical disturbances in a sandbox using the self-potential method, in
press in Journal of Geophysical Research, 2007. (3) Situation actuelle de l'étudiant : Thèse en cours (soutenance
prévue en Septembre 2008).
7. Thèse d’Alexandre Bolève. 2006-2009. Financement ANRT – SOBESOL (Convention CIFRE).
Direction : A. Revil (100%). (1) Bref résumé de la thèse. Ce travail de thèse concerne l’utilisation de méthod
géoelctrique (potentiel spontané et résistivité électrique) pour détecter des fluites hydriques dans les ouvrages de
type barrage et digues. Ce travail de thèse comprend des travaux théoriques (influence du nombre de Reynols sur
le couplage électrocinétique lors d’une fuite, tomographie des signaux de potentiel spontané), des travaux de
validation en cuve et des travaux sur le terrain en collaboration avec EDF. (2) Publications. Crespy, A., A.
Bolève, et A. Revil, Influence of the Dukhin and Reynolds numbers on the apparent zeta potential of granular
media, Journal of Colloid and Interface Science, 305, 188-194, 2007. Bolève, A., A. Crespy, A. Revil, F. Janod,
and J. L. Mattiuzzo, Streaming potentials of granular media: Influence of the Dukhin and Reynolds numbers, J.
Geophys. Res., 112, B08204, doi:10.1029/2006JB004673, 2007. Revil A., Finizola A., Piscitelli A., Rizzo E.,
Ricci T., Crespy A., Angeletti B., Balasco M., Barde Cabusson S., Bennati L., Bolève, A., Byrdina S., Carzaniga
N., Di Gangi F., Morin J., Perrone A., Rossi M., Roulleau E., Suski B., The inner structure of La Fossa di
Vulcano (Vulcano Island, southern Tyrrhenian Sea, Italy) revealed by high resolution electric resistivity
tomography coupled with self-potential, temperature, and soil CO2 gas measurements, in press in Journal of
Geophysical Research, 2007. Crespy A., A. Revil, N. Linde, S. Byrdina, A. Jardani, A. Bolève, and P. Henry,
Detection and localization of hydromechanical disturbances in a sandbox using the self-potential method, in
press in Journal of Geophysical Research, 2007. Bolève A., A. Revil, F. Janod, J. L. Mattiuzzo, and A. Jardani,
Forward modeling and validation of a new formulation to compute self-potential signals associated with ground
water flow, Hydrology and Earth System Sciences, 11(5), 1661-1671, 2007. (3) Situation actuelle de l'étudiant :
Thèse en cours (soutenance prévue en 2009).
8. Thèse de Damien Jougniot. 2006-2009. Financement ANDRA. Direction : A. Revil (100%). (1) Bref
résumé de la thèse. Cette thèse concerne l’utilisation de la polarisation provoquée dans le domaine sprectral pour
la caractérisation de la zone emdommagée du laboratoire souterraind de Bure, dans la formation du callovoOxfordien du bassin de Paris. En même temps, ce projet vise à étendre au cas non-saturé les modèles de transport
pour les argillites initialement développés pour la cas saturé dans la thèse de Philippe Leroy. (2) Publications.
Linde, N., D. Jougnot, A. Revil, S.K. Matthaï, T. Arora, D. Renard, and C. Doussan, Streaming current
generation in two-phase flow conditions, Geophysical Research Letters, 34(3), L03306, doi:
10.1029/2006GL028878, 2007. Revil, A. and D. Jougnot, Diffusion of ions in unsaturated porous materials,
Journal of Colloid and Interface Science, 319(1), 226-235, doi: 10.1016/j.jcis.2007.10.041, 2008. Cosenza, P.,
A. Ghorbani, A. Revil, M. Zamora, M. Schmutz, D. Jougnot, and N. Florsch, Physical origin of the observed
low-frequency electrical polarization in clayey rocks, submitted to JGR (3) Situation actuelle de l'étudiant :
Thèse en cours.
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9. Thèse de Gonca Okay. 2007-2010. Financement IRSN. Direction : P. Cosenza (50%), N. Florsch
(25%), A. Revil (25%). (1) Bref résumé de la thèse. Développement de la méthode de polarisation provoquée
appliquée aux matériaux argileux. (2) Publications. (3) Situation actuelle de l'étudiant : Cette thèse vient de
débuter.
10. Thèse de Pierre Vaudelet. 2008-2011. Financement ADEME. Direction : M. Schmutz (50%), A.
Cerepi (25%), A. Revil (25%). (1) Bref résumé de la thèse. Développement de la méthode de polarisation
provoquée appliquée aux panaches de contamination. (2) Publications. Schmutz M., A. Ghorbani, P. Vaudelet,
et A. Revil Geoelectrical methods applied to the detection of fractured quarries. Application to Saint-Germainla-Rivière, Gironde, France, soumis à Journal of Applied Geophysics. (3) Situation actuelle de l'étudiant : Cette
thèse vient de débuter.
7. Activité de Consultance
(1) Expertise en 2002 auprès de l'Institut Français du Pétrole (IFP) pour un travail d'interprétation des mesures
en forage dans le cas de grès à tapissage de chlorite. Note : ce travail a donné lieu à une publication dans
Journal of Geophysical Research (Rabaute et al., 2003, cf. liste de publications). Temps de travail : 5 jours.
(2) Deux expertise en Juin 2003 et Juin 2005 auprès de la Région PACA (Mme Perrin Burdet Martine,
Délégation Régionale à la Recherche et à la Technologie) pour l'évaluation de la validité de crédit impôt
recherche de deux entreprises. Temps de travail : 2x6 jours.
(3) Expertise en Août 2003 auprès de l'INEL aux Etats-Unis concernant la mise au point d'une cuve analogique
pour le développement d'un système de monitoring des circulations hydriques et basée sur la méthode du
potentiel spontané. Temps de travail : 3 jours.
(4) En 2004. Plusieurs travaux de consultance avec accord du CNRS sur des problèmes de contamination de
nappes par des hydrocarbures sur deux sites de raffinerie. Temps de travail : 14 jours.
(5) Expertise en Septembre 2007 auprès de l'INEL aux Etats-Unis concernant l’inversion des circulations
hydriques à partir des méthodes de potentiel spontané et de résistivité électrique. Temps de travail : 6 jours.