UMR CNRS 5023

Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés


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UMR CNRS 5023

Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes
Naturels et Anthropisés

ANGULO-JARAMILLO Rafaël
Chargé de Recherche - HDR, CNRS

Chercheur : IPE

ENTPE, Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat
CNRS, UMR 5023 - LEHNA,
Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés
3, Rue Maurice Audin
F-69518 Vaulx-en-Velin Cedex France

(+33) 04 72 04 77 26 (+33) 04 72 04 77 43

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  • Etude des transferts couplés en milieux poreux et dans la zone non saturée
    Mes travaux de recherche portent sur les sols et les géomatériaux considérés comme des milieux polyphasiques où les mouvements d’eau, de particules solides, de solutés, et de gaz, font intervenir plusieurs échelles caractéristiques allant du pore à l’échelle du profil pédologique ou de l’ouvrage de génie civil. L’eau est le vecteur de substances transportées, par diffusion, convection et dispersion hydrodynamique ; ces substances et le milieu poreux peuvent subir des réactions physico-chimiques ou bio-transformations. Dans ma recherche, les flux d’eau peuvent se développer sous forme liquide ou gazeuse dans des milieux rigides ou déformables.
    Abordées par voie expérimentale, théorique et numérique, mes recherches revêtent également une orientation vers le secteur aval, et plus particulièrement vers les applications intéressant l’hydrologie, le génie de l’environnement et le génie civil (Fig. 1. SUZ). Les recherches entreprises visent le développement et la validation de modèles mécanistes de transfert d’eau et de polluants par la compréhension du rôle de l’hétérogénéité structurale et texturale dans le développement d’écoulements préférentiels, ainsi que la représentation de l’objet « sol » dans les processus hydrologiques (infiltration, évaporation, érosion hydrique interne), et de certains processus physico-chimiques, comme l’utilisation de traceurs de l’écoulement ou le transport de particules, et ce en relation avec la topologie du milieu (structure de l’espace poral) et sa dynamique temporelle.
    Mon activité de recherche est orientée vers l’étude des coefficients de transfert de milieux poreux en condition de saturation partielle à partir d’une description mécaniste des phénomènes d’écoulement à l’échelle du VER (Volume Elémentaire Représentatif, Fig. 2. LUGH). En particulier, je mène mes recherches vers l’étude des propriétés hydrodynamiques mal connues et non prises en compte par des modèles qui supposent généralement l’homogénéité, l’isotropie ou la rigidité. De la même manière, mon activité est dirigée vers une meilleure compréhension des conditions d’existence des chemins préférentiels de transfert induits notamment, à petite échelle, par la présence de macropores ou de fissures d’origine structurale ou faunique, ou à plus grande échelle, par l’architecture de la zone non saturée.

    Axes de recherche développés :
    1.    Etude du rôle de l’hétérogénéité sédimentaire de la zone non saturée sur l’hydrodynamique et le transfert de particules à l’échelle d’un pilote de laboratoire. Il s’agit de développer et de valider des outils expérimentaux et de modélisation permettant d’analyser et de prédire ces processus à différentes échelles d’observation dans la zone non saturée.
    2.    Détermination des coefficients phénoménologiques des transferts dans les sols et géomatériaux par la méthode BEST (Beerkan Estimation of Soil transfer parameters) fondée sur l’analyse d’essais d’infiltration et prise en compte de la variabilité spatio-temporelle des propriétés hydrodynamiques.
    3.    Modélisation 3D des processus de transfert dans la zone non saturée à échelle d’un ouvrage d’infiltration d’eau pluviale urbaine. Etude des processus de transfert dans les couches superficielles des sols pris dans leur contexte naturel ou anthropique.
    4.    Etude du transfert par diffusion et perméation de gaz (hydrogène) dans les argilites pour le stockage de déchets radioactifs.

    • Collaborations nationales ou internationales

      ANDRA Paris, financement de thèse de doctorat : modélisation du transfert d'hydrogène dans les matériaux argileux des sites de stockage de déchets radioactifs.

      CEA Grenoble, Laboratoire de Technologies de Traceurs L2T (DRT/LITEN) : modélisation du transfert d'hydrogène dans les matériaux argileux des sites de stockage de déchets radioactifs.

      CEA Grenoble, Laboratoire de Technologies de Transferts : évaluation des temps de transfert, dans la zone non saturée des sols, de contaminants dissous ou particulaires (projet ANR PRECODD).

      ETS Montréal Canada, Ecole de technologie supérieure : étude du transfert de polluants urbains vers la nappe phréatique. Évaluation et développement de méthodes de traçage géochimique et d’outils géophysiques (Ministère des Affaires Etrangères − Programme d'actions intégrées).

      INRA Avignon, Unité Climat, Sol, Environnement : étude et modélisation du transfert de particules et des écoulements préférentiels dans les sols non saturés.

      Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols - (Eco&Sols), IRD Thaïlande : caractérisation hydrodynamique des sols à l’aide de la méthode BEST.

      LCPC Division Eau, Nantes : caractérisation hydrodynamique non saturée des matériaux alternatifs en construction routière, expérimentations et modélisations (Co−encadrement de thèse de doctorat).

      Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement, LTHE Grenoble : formation et évolution d’un anthroposol et évaluation de sa fonction filtration (programme GESSOL).

      Laboratoire Sols Solides Structures Risques (3S−R), UJF, Grenoble : analyse expérimentale et numérique du transfert d'eau en milieu à double porosité.

      OSU, Oregon State University, Bioengineering Department, Corvallis USA : Beerkan Estimation of Soil Transfer parameters through infiltration experiments.

      OTHU – ZABR, Lyon : élaboration d'un système d'évaluation intégré des transferts de polluants au sein des ouvrages d'infiltration d'eaux pluviales urbaines (financement de post-doc ZABR).

      Universidade Federal de Pernambuco, Recife Brésil, Departamento de Energia Nuclear : caractérisation hydrodynamique à l'échelle locale et de la parcelle agricole des sols, variabilité spatiale et temporelle, et milieu homogène équivalent (CAPES/COFECUB, thèse en co−tutelle).

      Universidad de Guanajuato, Guanajuato Mexique : modélisation inverse en vue de la caractérisation hydrologique des écoulements dans la zone vadose (post-doc CONACYT).





  • Sous Presse Lassabatere, L., Angulo-Jaramillo, R., Peyrard, X., Simunek, J. Analytical model for the cumulative infiltration into dual-permeability soils. Vadose Zone Journal.


    Sous Presse Soares De Souza, E., Antonino, A.C.D., Lima Montenegro, S.M.G., De Sousa Lima, J.R., Heck, R.J., Angulo-Jaramillo, R., Vauclin, M. Effect of crusting on the physical and hydraulic properties of a soil cropped with Castor beans (Ricinus communis L.) in the northeastern region of Brazil. Agricultural Water Management.

    2016 Prédelus ,D., Coutinho, A.P., Lassabatere, L., Bien, L.B., Winiarski, T., Angulo-Jaramillo, R., 2016 - Combined effect of capillary barrier and layered slope on water, solute and nanoparticle transfer in an unsaturated soil at lysimeter scale. Journal of Contaminant Hydrology 181 : 69–81.

    2016 Sidoli, P., Baran, N., Angulo-Jaramillo, R., 2016 - Glyphosate and AMPA adsorption in soils: laboratory experiments and pedotransfer rules. Environmental Science and Pollution Research, 23 : 5733–5742.

    2015 Siltecho, S., Hammecker, C., Sriboonlue, V., Clermont-Dauphin, C., Trelo-ges, V., Antonino, A.C.D., Angulo-Jaramillo, R., 2015 - Use of field and laboratory methods for estimating unsaturated hydraulic properties under different land uses. Hydrology and Earth System Sciences, 19 : 1193–1207.

    2014 Gette-Bouvarot, M., Mermillod-Blondin, F., Angulo-Jaramillo, R., Delolme, C., Lemoine, D., Lassabatere, L., Loizeau, S., Volatier, L., 2014 - Coupling hydraulic and biological measurements highlights the key influence of algal biofilm on infiltration basin performance. Ecohydrology, 7(3) : 950-964.

    2014 Prédelus, D., Lassabatère, L., Coutinho, A.P., Louis, C., Brichat, T., Ben Slimene, E., Winiarski T., Angulo-Jaramillo, R., 2014 - Tracing water flow and colloidal particles transfer in an unsaturated soil. Journal of Water Ressources and Protection, 6 : 696-709.

    2014 Siltecho, S., Hammecker, C., Sriboonlue V., Clermont-Dauphin C., Trelo-ges V., Antonino A.C.D., Angulo-Jaramillo, R., 2014 - Use of field and laboratory methods for estimating unsaturated hydraulic properties under different land-use. Hydrology and Earth System Sciences, 11 : 6099–6137.

    2014 Souza, E.S., Antonino, A.C.D., Heck, R.J., Montenegro, S.M.G.L., Lima, J.R.S., Sampaio, E.V.S.B., Angulo-Jaramillo, R., Vauclin, M., 2014 - Effect of crusting on the physical and hydraulic properties of a soil cropped with Castor beans (Ricinus communis L.) in the northeastern region of Brazil. Soil & Tillage Research 141 : 55–61.

    2013 Bien, L.B., Predelus, D., Lassabatere, L., Winiarski, T., Angulo-Jaramillo, R., 2013 - Combined Effect of Infiltration, Capillary Barrier and Sloping Layered Soil on Flow and Solute Transfer in a Heterogeneous Lysimeter. Open Journal of Modern Hydrology, 3 : 138-153.

    2013 Goutaland, D., Winiarski, T., Lassabatere, L., Dubé, J.-S., Angulo-Jaramillo, A., 2013 - Sedimentary and hydraulic characterization of a heterogeneous glaciofluvial deposit: Application to the modeling of unsaturated flow. Engineering Geology, 166, 127-139.


    2013 Netto, A. M. Lima, L. J. D. Antonino, A. C. D., de Souza, E. S., Angulo-Jaramillo, R., 2013 - Hydrodynamic and hydrodispersive parameters of an oxisol in the wetland region of Paraiba. Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 37(1) : 86-96.

    2013 Pollaco, J., Nasta, P., Soria-Ulgade, J. M., Angulo-Jaramillo, A., Lassabatere, L., Romano, N., Mohanty, B.P. 2013 - Reduction of feasible parameter space of the inverted soil hydraulic parameter sets for Kosugi model. Soil Science, 178 (6), 267-280.

    2013 Winiarski, T., Lassabatere, L., Angulo-Jaramillo, R., Goutaland, D., 2013 - Characterization of the Heterogeneous Flow and Pollutant Transfer in the Unsaturated Zone in the Fluvio-glacial Deposit. Four Decades of Progress in Monitoring and Modeling of Processes in the Soil-Plant- Atmosphere System: Applications and Challenges. Procedia Environmental Sciences, 19, 955–964.


    2013 Yilmaz, D., Lassabatere, L., Deneele, D., Angulo-Jaramillo, R., Legret M. 2013 - Influence of carbonation on the microstructure and the hydraulic properties of a Basic Oxygen Furnace slag as a potential alternative construction material. Vadose Zone Journal, 12 (2) : 1-15.

    2012 Boulin, P.F., Angulo-Jaramillo, R., Talandier, J., Berne, P., Daian, J.F., 2012 - Contribution of the Dusty Gas Model to Permeability/ Diffusion Tests on Partially Saturated Clay Rocks. Transport in Porous Media, 93 : 609-634.

    2012 Kaskassian, S., Chastanet, J., Gleize, T., Getto, D., Barthès, V. and Angulo-Jaramillo, R., 2012. L’essai d’infiltration couplé à un traçage non réactif : un outil pour évaluer le transfert des polluants dans la zone non saturée des sols, L'eau, l'industrie, les nuisances, pp. 38-45.

    2012 Nasta, P., Lassabatere, L., Kandelous, M.M., Simunek, J., Angulo-Jaramillo, R., 2012 - Analysis of the role of tortuosity and infiltration constants in the beerkan method. Soil Science Society of America Journal, 76 : 1999–2005.

    2012 Romano, N., Angulo-Jaramillo, R., Javeaux, M., Van Der Ploeg M.J., 2012 - Interweaving monitoring activities and model development: a way to progress in our knowledge of Soil-Plant-Atmosphere processes. Vadose Zone Journal, 11 : 3-8.


     2010

    Gonzalez-Sosa, E., Braud, I., Dehotin, J., Lassabatere, L., Angulo-Jaramillo, R., Lagouy, M. and Branger, F., 2010. Impact of land use on the hydraulic properties of the topsoil in a small French catchment. Hydrological processes, 24(17): 2382–2399.

    Lassabatere, L., Angulo-Jaramillo, R., Goutaland, D., Letellier, L., Gaudet, J.P., Winiarski, T. and Delolme, C., 2010. Effect of the settlement of sediments on water infiltration in two urban infiltration basins Geoderma, 156: 316–325.

    Mubarak, I., Angulo-Jaramillo, R., Mailhol, J.C., Ruelle, P., Khaldian, M. and Vauclin, M., 2010. Spatial analysis of soil surface hydraulic properties: is infiltration method-dependent? Agricultural Water Management, 97: 1517-1526.

    Yilmaz, D., Lassabatère, L., Angulo-Jaramillo, R., Deneele, D. and Legret, M., 2010. Hydrodynamic characterization of Basic Oxygen Furnace slag through an adapted BEST method. Vadose Zone Journal, 9: 107-116.

    2009

    Lassabatère, L., Angulo-Jaramillo, R., Soria Ugalde, J., Simunek, J. and Haverkamp, R., 2009. Numerical evaluation of a set of analytical infiltration eqiuations. Water Resources Research, 45: W12415   doi:10.1029/2009WR007941.

    Mubarak, I., Mailhol, J.C., Angulo-Jaramillo, R., Ruelle, P., P., B. and Khaledian, M., 2009. Temporal variability in soil hydraulic properties under drip irrigation. Geoderma, 150(1-2): 158-165 doi:10.1016/j.geoderma.2009.01.022.

    Mubarak, I., Mailhol, J.-C., Angulo-Jaramillo, R., Bouarfa, S. and Ruelle, P., 2009. Effect of temporal variability in soil hydraulic properties on simulated water transfer under high-frequency drip irrigation. Agricultural Water Management, 96(11): 1547-1559.

    Pollacco, J.A.P. and Angulo-Jaramillo, R., 2009. A linking test that investigates the feasability of inverse modelling: application to a simple rainfall interception model for Mt Gambier, southeast South Australia. Hydrological processes, 23: 2023-2032.

    2008

    Boulin, P., Angulo-Jaramillo, R., Daïan, J.F., Talandier, J. and Berne, P., 2008. Pore gas connectivity analysis in Callovo-Oxfordian argillite. Applied Clay Science, 42(7): 276-283 doi:10.1016/j.clay.2008.01.014.

    Boulin, P., Angulo-Jaramillo, R., Daïan, J.F., Talandier, J. and Berne, P., 2008. Experiments to estimate gas intrusion in Callovo oxfordian argillites. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 33(Supplement 1): S225-S230, doi:10.1016/j.pce.2008.10.004.

    Majdalani, S., Angulo-Jaramillo, R. and Di Pietro, L., 2008. Estimating preferential water flow parameters using a binary genetic algorithm inverse method. Environmental Modelling and Software, 23(7): 950-956, doi:10.1016/j.envsoft.2007.12.002.

    Netto, A.M., Soares de Souza , E., Antonino, A.C.D. and Angulo-Jaramillo, R., 2008. Caracterizaçao hidrodinamica de solos uma aplicaçao do metodo Beerkan. revista Brasileira de Engenharia Agrìcola e Ambiental, 12: 128-135.

    Pollacco, J.A.P., Braud, I., Angulo-Jaramillo, R. and Saugier, B., 2008. A Linking Test that establishes if groundwater recharge can be determined by optimising vegetation parameters against soil moisture. Annales Forestry Science, 65: 702p1-702p14, doi: 10.1051/forest:2008046.

    Pollacco, J.A.P., Soria-Ugdale, J.M., Angulo-Jaramillo, R., Braud, I. and Saugier, B., 2008. A Linking Test to reduce the number of hydraulic parameters necessary to simulate groundwater recharge in unsaturated soils. Advances in Water Resources, 31(2): 355-369, doi:10.1016/j.advwatres.2007.09.002.

    Soares de Souza, E., Antonino, A.C.D., Angulo-Jaramillo, R., Netto, A.M., Montenegro, S.M.G.L. and Borges, E., 2008. Variabilidade espacial dos parâmetros hidrodinâmicos de duas parcelas agrícolas no estado da Paraíba. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32: 1795-1804.

    Soares de Souza , E., Antonino, A.C.D., Montenegro, S.L.M.G., Lima, J.R. and Angulo-Jaramillo, R., 2008. Mapeamiento da probabilidade de ocorrência de classes da sorvidade e da condutividade hidraulica saturada de um Neossolo Fluvico. Agraria (Recife, online), 3: 164-172.

    Szymkiewicz, A., Lewandowska, J., Angulo-Jaramillo, R. and Butlanska, J., 2008. Two-scale modeling of unsaturated water flow in a double-porosity medium under axi-symmetric conditions. Canadian Geotechnical Journal, 45: 238-251, doi: 10.1139/T07-096.

    Szymkiewicz, A., Lewandowska, J., Angulo-Jaramillo, R. and Lutz, P., 2008. Inverse modelling of two dimensional water infiltration into a sand containing macropores. Studia Geotechnica et Mechanica, vol. XXX, No. 1-2: 107-114.

    2007

    Goutaland, D., Winiarski, T., Angulo-Jaramillo, R., Lassabatere, L., Bièvre, G., Buoncristiani, J.F., Dubé, J.S., Mesbah, A. and Cazalets, H., 2007. Etude hydrogéophysique de la zone non saturée hétérogène d'un bassin d'infiltration d'eaux pluviales. Bulletin de Liaison des Ponts et Chaussées, BLPC: 268-269.

    Goutaland, D., Winiarski, T., Angulo-Jaramillo, R., Lassabatère, L., Bièvre, G., Buoncristiani, J.F., Dubé, J.S., Mesbah, A. and Cazalets, H., 2007. Hydrogeophysical study of the heterogeneous unsaturated zone of a stromwater infiltration basin. Bulletin de Liaison des Ponts et Chaussées, BLPC: 268-269.

    Majdalani, S., Michel, E., Pietro, L.D. and Angulo-Jaramillo, R., 2007. Effects of wetting and drying cycles on in situ soil particle mobilization. European Journal of Soil Science, 59 (2): 147-155, doi: 10.1111/j.1365-2389.2007.00964.x.

    Majdalani, S., Michel, E., Pietro, L.D., Angulo-Jaramillo, R. and Rousseau, M., 2007. Mobilization and preferential transport of soil particles during infiltration: A core-scale modeling approach. Water Resources Research, 43(5): W05401, doi:10.1029/2006WR005057.

    2006

    Lassabatère, L., Angulo-Jaramillo, R., Soria Ugalde, J.M., Cuenca, R., Braud, I. and Haverkamp, R., 2006. Beerkan Estimation of Soil Transfer parameters through infiltration experiments - BEST. Soil Science Society of America Journal, 70: 521-532.

    Soares de Souza , E., Antonino, A.C.D., Angulo-Jaramillo, R., Roulier, S., Netto, A.M. and Cabral, J.J.S.P., 2006. Analise do regimen transitorio da infiltraçao tridimensional sob sucçao controlada. Revista Brasileira de Recursos Hidricos, 11: 5-13.

    Haverkamp, R., Debionne, S., Viallet, P., Angulo-Jaramillo, R. and De Condappa, D., 2006. Soil properties and moisture movement in the unsaturated zone (Chap. 6). In: J.W. Delleur (Editor), Groundwater Engineering Handbook, Second Edition. CRC Press (ISBN 0-8493-4316-X), Boca Raton FL, USA, pp. 6-1 - 6-59.



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