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HYDROGEOLOGIE ET KARST au travers des travaux de Michel

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1. S T Qu z L 1 cole pol echnique d l universit d Orl ans AUS TA HYDROGEOLOGIE ET KARST au travers des travaux de Michel Lepiller Journ es techniques du Comit Fran ais de l Association Internationale des hydrog ologues 16 17 mai 2008 Ecole Polytechnique Universit d Orl ans g PSY 2 nnas eDF Ts ni Orl ans i i es LOLOS kA H ue a A ur h i L or 15 ae et Karst 1S T Oun au travers des travaux de Michel Lepiller Journ es techniques du Comit Fran ais de l Association Internationale des hydrog ologues Comit d organisation ALBERIC Patrick BARAN Nicole BATTU Julie BINET St phane BOUCHERY Heidi CHERY Laurence CHIRON Claudie DEFARGE Christian GROENINCK Denis JOZJA Nevila LECLERC Bruno LELONG Fran ois MAGET Philippe MARCHET Pierre MONDAIN Paul Henri MUET Philippe ROUX Jean Claude Parrainages Lyonnaise des eaux EDF BRGM 16 17 mai 2008 Ecole Polytechnique Universit d Orl ans Secr taire du colloque Nevila JOZJA Institut des Sciences de la Terre d Orl ans ISTO BRGM secr taire adjointe CFH AIH Etudiante de Polytech Orl ans Polytech Orl ans ISTO Etudiante de Polytech Orl ans BRGM secr taire CFH AIH Etudiante de Polytech Orl ans Polytech Orl ans ISTO Orl ans Val de Loire Technopole p le DREAM Environnement Tra age et D tection Polytech Orl ans G o Hyd Tr
2. T mp rabure TAC Temp ralure TAC Spectre Cor togramems o 50 100 150 200 250 300 350 Ma Ua O Ue Ua i 2 02 fr quence k a b Temp rature TAC Cor logramme crois 300 200 100 o 100 200 300 c Figure 8 Corr logrammes a et spectre b de la temp rature de lair et du T A C alcalinit en m q l c corr logramme crois temp rature T A C V CONCLUSIONS Le syst me karstique de Bange L Eau Morte a t suivi pendant plus de 30 ans par Michel Lepiller La masse et la diversit d informations recueillies sur ce syst me permettent d en analyser finement le fonctionnement hydrodynamique et g ochimique De par sa petite taille son caract re nerveux et bien karstifi le fonctionnement du syst me est bien auscult par les diff rents signaux hydrologiques et g ochimiques Ces signaux r v lent assez bien les modalit s d infiltration et d coulements des eaux leurs temps de s jour dans les diff rentes parties du syst me karstique Enfin pour revenir un sujet qui pr occupait fortement Michel Lepiller la continuit des mesures pendant presque 30 ans a galement permis de suivre la r ponse du syst me au r chauffement de la temp rature de l air En effet l analyse des relations long terme entre la concentration de HCO et les variables climatiques ind pendantes pluie temp rature de l air montre que la temp rature de lair exerce un contr l
3. G CS e e a S ei h gJ Figure 6 Carte de vuln rabilit de la partie Ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses 168 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Impact des am nagements des b toires sur la turbidit des eaux exemple du captage des Varras Eure Matthieu Fournier Aur lien Rossi Amer Mouhri Sma l Slimani Anne Motelay Nicolas Massei Jean Paul Dupont Universit de Rouen UMR CNRS 6143 B timent IRESE A Place Emile Blondel 76821 Mont Saint Aignan cedex matthieu fournier univ rouen fr R sum Michel Lepiller connaissait bien le karst de la craie de Normandie et y a consacr ses premi res publications Sp l ologue 1l a particip la d sobstruction et au d veloppement des connaissances de nombreux r seaux karstiques Hydrog ologue 1l a notamment acquis de nombreuses donn es permettant la caract risation du fonctionnement et de la vuln rabilit des aquif res La vuln rabilit des aquif res karstiques est principalement due aux connections hydrauliques existantes entre la surface et le souterrain L infiltration concentr e des eaux de surface se fait via les b toires et les crypto b toires diss min es sur le bassin versant Pour pr server les ressources en eau potable des techniques d am nagement ont t d velopp es mais elles sont co teuses Le syndicat d eau exploitant le captage des Varras bas
4. peine quelques dizaines de centim tres Ouv a 5 6 La limite inf rieure de cette nappe se situe approximativement 40 fois le niveau pi zom trique L quilibre qui maintient la lentille d eau douce est fragile et d pend d une alimentation r guli re de la nappe et de variations limit es de son niveau et du niveau marin afin de limiter la contamination par l eau sal e 5 II 3 Cons quences pour la gestion de la ressource en eau Programmes de recherches ADAGE SAGE L acc s l eau douce et la gestion de cette ressource est un probl me de longue date aux les Loyaut Hormis les citernes la nappe d eau douce repr sente ainsi la seule source d eau potable pour les populations de Lifou et Mar Ouv a l absence d une vraie nappe d eau douce a conduit la construction r cente d une usine de dessalement IL 3 1 Vuln rabilit de la nappe d eau douce Comme nous l avons d j mentionn la pr sence d une nappe d eau douce sur ces les repose sur un quilibre pr caire L eau potable est expos e une pollution par l eau sal e et la pollution humaine Si en th orie la limite entre la nappe d eau et l eau sal e ou halocline sur laquelle elle repose est nette les tudes ont montr que cet halocline est plut t diffus Fig 4 moins profond que la valeur th orique et qu il se d place en fonction des variations du niveau pi zom trique comme celles entr
5. Fontanil Calcaires Hy Valanginien argilo siliceux 3000m Marnes mN de Narbonne sup Berriasien Calcaires argileux gris m niveau ciment naturel Bei inf 130 4000m P de France Corn Tithonique 5 scio t Eynard orniche f K tithonique a Kimm ridgien inf S quanien 140 Figure 3 Colonne stratigraphique synth tique des Bauges d apr s M Gidon http www alpes geol fr I 3 Etat des connaissances sur les circulations karstiques majeures L tat des connaissances est tout comme les caract res des syst mes karstiques largement tributaire de la dualit morphostructurale entre Bauges devant et Bauges derri re Les massifs occidentaux plus vastes et beaucoup plus accessibles notamment du point de vue sp l ologique ont fait l objet de nombreuses tudes synth tis es in 8 auxquelles s est ajout e la th se 15 En revanche les Bauges orientales ne comportent pas de points d infiltration bien d finis et n ont fait l objet que de peu de tra ages la d limitation des impluviums ainsi que les circulations hydrologiques restent th oriques et fond es sur les structures g ologiques La carte de la figure 4 repr sente sch matiquement et petite chelle les principaux syst mes karstiques parmi la centaine de syst mes identifi s ou suppos s sur l ensemble du massif Faille Karst urgonien Sens de a Fi Emergence de drainage Pehorenise l Urgonien karstique f KA z un i PA ey
6. Le premier r sultat de ce tra age est de confirmer l existence de liens de circulation souterraine directe entre la Source du Loiret au Bouillon d une part et la Fontaine de Saint Avit et les sources de la Pie d autre part situ es respectivement 5 et 8 km l ouest de la source du Bouillon La simultan it des restitutions St 123 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Avit et la Pie laisse penser que ces liens puissent tre s par s au moins sur une partie du trajet conduisant St Avit La vitesse de circulation des eaux serait dans ce cas sup rieure dans la partie du drain conduisant aux sources de la Pie Il faut noter aussi le peu de diff rences de concentration du traceur dans les eaux des deux r surgences ce qui peut indiquer que les deux voies de circulation souterraines envisag es n offrent pas des conditions de m lange avec d autres types d eaux qui soient diff rentes l une de l autre Ces observations doivent par ailleurs faire comprendre la vuln rabilit de la qualit des eaux de r surgence et de captage du Val d Orl ans pendant les pisodes de fonctionnement de la source du Loiret en perte des eaux du Dhuy ICHEL Lepiller et Patrick Alb ric sont deux scientifi ques ma tres de conf rences l universit d Orl ans L un tra vaille au laboratoire d hydrog o logie l autre au laboratoire de g ochimie organique et p
7. en engageant d s 2008 des actions de l Etat et des Agences de l Eau Pour cela des directives ont t donn es par la Direction de l Eau du minist re en charge de l Environnement Elles pr cisent le calendrier de mise en uvre de l article L211 3 II 5 du Code de l Environnement article 21 de la LEMA et son d cret d application n 2007 882 du 14 mai 2007 qui d finissent les conditions dans lesquelles l autorit administrative peut d limiter des zones o 1l est n cessaire d assurer la protection qualitative et quantitative des aires d alimentation des captages d eau potable Ce dispositif pr voit plusieurs tapes Identification des captages prioritaires D finition des aires d alimentation des captages prioritaires D limitation des zones de protection au sein des aires d alimentation de captages D finition des programmes d action valid s par arr t s pr fectoraux selon les modalit s nonc es aux articles R 114 6 et R 114 7 du code rural IV 3 Guide m thodologique strat gies de protection des ressources en eau dans les secteurs karstiques La conception la r alisation et la publication de ce guide est l objectif final de la d marche engag e par les deux Agences de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse et Adour Garonne Il est destin aux ma tres d oeuvres ma tres d ouvrages administrations hydrog ologues et autres acteurs concern s 1l a pour but
8. 106 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Fonctionnement du syst me karstique du Val d Orl ans les acquis les interrogations Fran ois Lelong Nevila Jozja D Professeur honoraire 179 rue H me 45160 Olivet fclelong wanadoo fr Environnement Tra age et D tection Polytech Orl ans 8 rue L onard de Vinci 45072 Orl ans cedex 2 nevila Jozya univ orleans fr INTRODUCTION Ce syst me tudi depuis longtemps 12 13 est d fini par l ensemble hydrog ologique interactif suivant un tron on de la Loire et le cours du Loiret la nappe d eau souterraine des alluvions de la Loire dont le lit majeur est fortement largi l amont d Orl ans l aquif re des calcaires de Beauce sous jacent aux alluvions en contact direct avec celles c1 dans la partie aval et s par des alluvions par les sables et argiles semi perm ables de la formation de Sologne Burdigalien dans la partie amont Les limites g ographiques de ce Val sont claires figure 1 le tron on de plaine alluviale concern s tend sur une longueur de 40 km et une largeur de 4 7 km de la confluence Loire Loiret l ouest jusqu Sully Loire o la plaine alluviale se r tr cit fortement l est Mais la d limitation du syst me hydrog ologique est encore sujet de discussion et peut diff rer selon les auteurs CARTE DES GIRCULA TONGS
9. 20 Bruit de fond n gligeable mEn RS a Derer 4J 0 r ne till an nm 450 500 550 600 650 Figure 3 Spectres d excitation de deux chantillons naturels bruit de fond lev et bruit de fond n gligeable II 3 Deux Exemples o la variabilit du bruit de fond peut donner l impression d une fausse restitution Exemple 1 L valuation pr cise du signal net peut tre mise en cause par la variabilit du bruit de fond Cette variation peut entra ner une forte incertitude sur la d limitation du signal net et donc sur la forme de la D T S La figure 4 illustre un exemple d un signal brut avec 3 modes qui aurait pu tre interpr t comme une restitution d Amino G acide En r alit les deux premiers modes observ s sont li s l interf rence de pics de turbidit Les spectres r alis s sur plusieurs chantillons attestent que c est uniquement le dernier mode qui constitue le signal net de restitution Restitution Amino G Acide Blagour de Chasteaux 06 interf rences 40 00 T COO Turidit 1 cogne 5e EEE 05 3500 4 i i Restitution sans l L interf rences S 3000 FE p d f ji E 2 g 25 00 T Fi z 2 Fr L injection f Da z z2 2000 fi le 29 07 se 5 S i o a k M i 1 i f P p1 0 00 i 07 1394 00 00 06 08 1254 00 00 12081884 00 00 eo 156 0000 e7i08 1984 0000 8 Restiution Ami
10. A partir du Pal oc ne une mersion g n ralis e se produit associ e des rosions des karstifications pouvant atteindre les calcaires urgoniens dans les Bauges et des d p ts p dologiques et fluviolacustres rub fi s faci s sid rolithiques conserv s en remplissage A la fin de cet pisode continental diachrone la mer alpine transgresse avec la s dimentation de la trilogie nummulitique d p ts fluvio lacustres saum tres et calcaires n ritiques de l Eoc ne moyen sup rieur marnes et schistes p lagiques de l Oligoc ne inf rieur flyschs faci s vari s de l Oligoc ne inf rieur moyen marqueurs de la tectonisation des zones internes et se terminant l est par un olistostrome wildflysch t moin de l avanc e des nappes D un autre c t dans les Bauges externes l Oligoc ne sup rieur Chattien se d pose une formation paisse marno gr seuse lacustre appel e Molasse Rouge elle est directement transgressive sur les calcaires urgoniens du Semnoz et se d veloppe dans l avant pays II 3 Aper u structural et morphologique fig 1 et 3 Un d collement g n ralis entre le socle et la couverture est l origine premi re du style tectonique 5 Ce d collement bien visible le long de la vall e de l Arly s est produit au niveau des gypses et des cargneules du Trias sup rieur le Trias inf rieur moyen formant un t gument solidaire du cristallin de Be
11. ensemble des plateaux et massifs karstiques de la r gion Rh ne Alpes et en particulier pour les massifs des Bauges des Bornes et des Aravis d un d coupage coh rent des unit s karstiques en se basant sur le contexte g ologique l inventaire des sources et les circulations souterraines reconnues par tra age Dans la mesure du possible ces unit s constituent des syst mes karstiques au sens strict unit de drainage mais ils peuvent aussi correspondre la notion plus tendue d aquif re carbonat sans exutoire individualis Le d coupage s appuie alors sur des crit res plus g ologiques avec la possibilit de regrouper plusieurs sources ind pendantes de fiches descriptives faisant la synth se des informations disponibles pour chaque unit syst me ou source Karstique La caract risation des aquif res est compl t e par une approche prenant en compte les contraintes pesant sur ces syst mes qui peuvent avoir une incidence directe sur leur potentiel r el qualit des eaux utilisation actuelle de la ressource vuln rabilit de l aquif re occupation des sols et principales nuisances potentielles l objectif tant de disposer d informations sur l int r t r el des aquif res et sur les contraintes identifi es Ces l ments figurent 79 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 sur les cartes et tableaux qui accompagnent les fiches carte des structures
12. la concentration de 0 02 kg l de traceur 213 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 e pr paration des solutions de concentrations recherch es environ 205 ml r alis es par m lange de volumes appropri s de la solution initiale du traceur avec de l eau d ionis e La mesure des volumes est r alis e par pr l vement au moyen de pipettes de pr cision PIPETMAM de 100 200 1000 et 5000 ul ou par pes e sur une balance e pr l vement de 5 ml de chaque solution pr par e pour d terminer par analyse au Spectrofluorim trie les concentrations initiales exactes pes e d chantillons de 300 mg de s diment sec environ mise en suspension des s diments dans 200 ml de chaque solution stabilisation du pH initial des suspensions l aide d une solution de NaOH agitation pendant 12 heures sur un agitateur plateau la fr quence d agitation s lectionn e de 100 cycles min mesure du pH final des suspensions e centrifugation des suspensions 4500 t min pendant 30 min dans une centrifugeuse nacelles FIRLABO mod le SV 8 e filtration sur des filtres 0 22 um Millipores type MF esters de cellulose IV 3 Pr sentation des r sultats Les r sultats sont pr sent s sous forme des courbes d adsorption La magnitude d adsorption exprim e en quantit de traceur adsorb par quantit de mat riau est trac e en fonction de la concentrati
13. prendre pour pr server la qualit des eaux pomp es par les captages AEP les plus proches des sources Le m me indice a galement permis de rechercher l existence dans le pass de p riodes propices au fonctionnement inverse des sources et est actuellement tendu jusqu au milieu des ann es 1960 dans une probl matique d tude de l impact des variations climatiques sur l hydrologie du val d Orl ans et la qualit des eaux 21 Le fonctionnement alternativement missif ou absorbant des cavit s du Bouillon de l Ab me et anciennement du Gouffre en font d un point de vue terminologique des pertes mergences ou bien encore des inversacs selon G ze 22 121 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Si la disposition actuelle du Dhuy et du Loiret peut rendre surprenant le fonctionnement absorbant des cavit s le cours ancien naturel du Dhuy l aplomb des points d mergence du Bouillon et de l Ab me Figure 1 autorise dans le pass leur fonctionnement beaucoup plus fr quent en perte comme c tait le cas de la source du Gouffre avant son colmatage Marboutin dans son rapport de 1902 conseille fortement de renforcer son isolement et m me de d tourner le foss du Dhuy afin de prot ger les eaux pomp es au puits du Gouffre des pollutions absorb es avec les eaux du ruisseau 6 En ce qui concerne le fonctionnement ancien de la cavit du Bouillon les d p ts de pr s d un
14. que l IPU tait d grad de fa on plus importante que l ATR dans la zone non satur e crayeuse 13 Ces deux tudes en compl ment aux observations faites sur les sols pourraient donc indiquer que l ATR pr sente un risque de contamination des eaux souterraines en contexte de craie plus important que l IPU En France la craie repr sente un aquif re majeur largement utilis pour l AEP Alimentation en Eau Potable dans le bassin parisien La craie repr sente aussi un enjeu fort au niveau international et notamment au Royaume Uni Les objectifs de l tude pr sent es sont donc de 1 caract riser la contamination des eaux souterraines d un aquif re crayeux pendant une p riode de plusieurs ann es afin d valuer la variabilit temporelle de la contamination vis vis de l ATR et l IPU et de leurs principaux produits de d gradation 11 d estimer les flux de pesticides l chelle d un syst me hydrog ologique et 11 d identifier les m canismes et les facteurs influen ant le transfert des pesticides Pour cela l exploitation de 17 ann es de suivi d un bassin hydrog ologique karstique crayeux de 50 km situ en contexte agricole a t r alis e en int grant des approches hydrodynamiques g ochimiques et le suivi de la qualit des eaux 139 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 II MATERIELS ET METHODES II 1 Le syst me hydrog ologiq
15. tre pas directement visibles sur la qualit des eaux Les travaux engag s permettent de minimiser fortement le risque de pollutions accidentelles et de pr voir surtout la marche suivre en cas de pollution dans la nappe La mise en place de bonnes pratiques agricoles permettra de stabiliser la qualit des eaux et d viter un accroissement de la pollution chronique Les effets attendre ne seront peut tre pas visibles tout de suite sur les volutions des teneurs en phytosanitaires et en nitrate dans l eau Il faut aussi profiter des opportunit s qui se pr sentent comme l arrachage des vergers proximit des captages pour acqu rir les parcelles voisines afin de g rer au mieux leur exploitation Les efforts engag s et engager sont importants et mais l implication de chacun des acteurs est un gage de r ussite R f rences bibliographiques 1 BRGM version actualis e du rapport N1732 2003 Dossier de demande de d claration d utilit publique pour huit ouvrages de captages d eau potable de la ville d Orl ans 2 Arr t pr fectoral autorisant l exploitation des captages de la ville d Orl ans 19 avril 2006 3 Convention pour la mise en uvre de bonnes pratiques agricoles dans les p rim tres de protection du Val 29 juin 2006 4 GEOHYD D termination du protocole de comblement de puits et forages non utilis s R GHD H 06 24 d cembre 2006 136 CFH Colloque Hydrog olog
16. 46 RE a Les couleuri coresbondent ou S 0 Eau daekan por ler Agences de Eu Pour l ancien et l occdhoron les seuls de choque ne mont bon d fie Lo TOP ex une iae bok sur ko soon de le sabar ae de aveu le ble comque cametbond Figure 8 Recensement par utilisateur des produits phytosanitaires Donn es Chambre d Agriculture 134 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 L volution des pratiques agricoles Durant sept ann es de travail les pratiques agricoles ont volu avec la r duction puis l arr t en 2003 de l usage de l atrazine La substitution a t totale sur les cultures de ma s Les usages du diuron ont t galement r glement s La collecte des d chets phytosanitaires La collecte des emballages vides boites cartons papiers bidons et f ts est gratuite et organis e deux fois par an depuis 2002 La participation des agriculteurs progresse d ann e en ann e En 2007 70 de la production d emballages vides a t collect sur le d partement Pour la collecte des produits non utilisables quatre collectes ont t organis es par la coop rative install e au centre de la zone Les quipements r alis s depuis 2000 Suite aux diagnostics des exploitations et la mise en vidence des risques de pollutions accidentelles les principaux investissements ont t r alis s dans le domaine des stockages de produits phytosanit
17. Dans le cadre de la r vision du p rim tre de protection des captages seules deux des quatre mergences principales taient capt es jusqu en 2006 douze nouveaux tra ages ont t r alis s en 2005 et 2006 149 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 II PRESENTATION DU CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DU SYSTEME DES TROIS FONTAINES Le substratum r gional est constitu par la craie s no turonienne dont l paisseur atteint 280 m 140 m pour le Turonien 80 m pour le Coniacien et 60 m pour le Santonien C est le niveau terminal du Santonien qui affleure dans la vall e de la Cl ry et qui constitue l aquif re du syst me karstique des Trois Fontaines D une mani re g n rale dans le G tinais la craie n est visible que dans les vall es Sur les plateaux elle est recouverte par un pais complexe argilo sableux silex parfois plus de 20 m r sultat de l alt ration sous climat chaud et de l rosion des assises crayeuses partir du Campanien D un point de vue tectonique la r gion est marqu e par deux traits majeurs un pendage g n ral des assises secondaires vers le Nord Ouest une tectonique cassante de direction Nord Sud se rattachant aux grands syst mes de failles subm ridiennes du foss de la Loire et de la bordure septentrionale du Morvan Du point de vue hydrog ologique l aquif re crayeux renferme une nappe libre qui s coule globale
18. Par contre l amplitude de l adsorption n est pas la m me pour les cinq traceurs Dans les deux cas le traceur le plus r sistant est l osine et celui le plus adsorb est la rhodamine WT ce qui est en coh rence avec certains travaux ant rieurs 9 11 Pour l chantillon de Bange L eau Morte on trouve par ordre croissant d adsorption la succession suivante l osine lt l uranine lt sulforhodamine B lt sulforhodamine G lt rhodamine WT Pour l chantillon du Causse de Sauveterre l ordre est l g rement diff rent osine lt l uranine lt sulforhodamine G lt sulforhodamine B lt rhodamine WT Dans des deux cas le traceur le plus adsorb reste la rhodamine WT Pour mieux illustrer l ordre d adsorption pour le s diment de Bange nous avons report sur le tableau 3 les valeurs ponctuelles de l intensit d adsorption pour une concentration initiale de 10 kg l solution de traceur d une Uranine ml Sulphorhodamine G Sulphorhodamine B Rhodamine WT concentration de 10 kg l mg de traceur adsorb 0 005 0 andi 0 0090 mg de s diment de Bange Tableau 3 Intensit d adsorption en mg de traceur adsorb mg de s diment pour une concentration initial de 10 kg L Banges l eau Morte Sur la figure 8 sont pr sent es les courbes d adsorption de l uranine pour les deux s diments 215 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 m
19. Quels que soient les r sultats analytiques d un tra age ceux ci n chappent pas en dernier ressort la signification hydrog ologique qui en d coule Le r sultat obtenu est il coh rent avec la compr hension des coulements souterrains que l on peut se faire sur le secteur tudi L 3 Sp cificit des traceurs fluorescents Un certain nombre de substances fluorescentes ais ment disponibles dans le commerce r pondent aux diff rents crit res d un bon traceur en milieu souterrain 13 savoir bonne stabilit chimique faible tendance l adsorption forte solubilit dans l eau seuil de d tection bas d tection assez ais e toxicit nulle pour l homme et les milieux aquatiques et co t d achat mod r Ainsi de faibles quantit s de traceurs quelques kg suffisent g n ralement pour obtenir des signaux de restitution apr s plusieurs kilom tres de transit souterrain Tous ces l ments font que les traceurs fluorescents ont t et sont encore les traceurs les plus commun ment utilis s en hydrog ologie karstique Les techniques de d tection des traceurs fluorescents ont volu au cours du temps D tection visuelle celle ci est sans quivoque lorsque la coloration au point de restitution est intense mais elle peut pr ter confusion lorsque la coloration est faible En effet une coloration naturelle de l eau peut alors tre interpr t e comme une restitution Ceci est particuli remen
20. SERIE ULTRA HELVETIQUE Nappe inf rieure de la klippe de Sulens distostreme ils chi Oligoc ne flysch EL nme calcaires lithographid j x iy passant aux couches de Wang l Est es schistes ocs calcaires Ecoc ne i ra Cr tac sup coul es biod tritiques faci s urgonien cos To gr s du Gault Aptien sup Albien te mana caai sap 45 go f et calcaires p lagiques E h bp calcaires urganiens Barr mo Aptien Cr tac inf moy sup rieur E ka kA LR T 2 Let Y K LUS Fa m x MOM calcaires lithographiques MOSA Oxfordien sup Tithonique s AA calcaires siliceux mamo calcaires ii schistes et mamo calcalres Oxfordien in mos OAR t mames Haut rivien i 1 i ikra M t calcaires roux we mames mamo calcaires Berriasien Valanginien calcaires ar leuw gt t calcaires Kimmeridgien sup rieur Tithonique gt aquif res majeurs S mar calcaires et calcaires dominante karstique Sety Driordien may Kimm ridgien inf D HR da aiian Terres noires schistes calcaires Bathonien Oxfordien inf des klippes SERIE SUBBRIANCONNAISE H calcaires et schistes gr seux Bajocien moy sup Klippe des Annes nappe sup rieure de la klippe de Sulens 200 lt r 100 schistes et Pa schistes argilo siliceux nodules calcaires argileux Es om Toarcien sup Aal nlen Bajocien basal PEE ET calcaires argilites dolomies cargneules gypse gr s Trias sup rieur MASSIF DES BORNES
21. Sous le glacis d Olivet la question de la contribution des pertes de deux syst mes hydrologiques superficiels issus de la formation de Sologne les ruisseaux de Lim re et de Baule l alimentation du syst me karstique du Val d Orl ans n a pu tre tranch e malgr la r alisation en 1981 et 1985 de trois tra ages 4 7 Les tra ages des ruisseaux de Lim re et de Baule seraient donc envisager en p riode de crue avec une surveillance des mergences du Clouseau de la Pie de l Ab me M zi res l s Cl ry des Eaux Bleues Cl ry Saint Andr et du forage art sien de la Petite Qualit Dry R f rences bibliographiques 1 Alb ric P 2001 L inversac perte mergence de la r surgence du Bouillon source du Loiret France Sci Tech Envir M m H S n 13 pl 4 2 Albinet M et Brossier G 1973 Exp rience de coloration dans le Val d Orl ans BRGM SGN 095 AME 3 Chatelain S et Livrozet E 1982 Impacts de apports de Loire sur la qualit des eaux du syst me karstique des calcaires de Brauce du Val d Orl ans IT Aspects bact riologiques Ann Sci Univ Besan on Mem N 1 p 65 75 4 Ch ry J L 1983 Etude hydrochimique d un aquif re karstique aliment par perte de cours d eau la Loire Th se Doct 3 cycle Univ Orl ans 5 Ch ry J L Lelong F et Lepiller M 1982 Impacts des apports de la Loire la qualit des eaux du syst me karstique des calcaires de Beauce sous le
22. acquisition des donn es s est faite pendant plus de 20 ans L int r t de ce syst me karstique r side dans sa petite taille et sa grande karstification qui permettent un coulement tr s rapide des eaux Ces deux caract ristiques rendent l tude de ce syst me particuli rement int ressante car les diff rents signaux hydrologiques et g ochimiques enregistr s l exutoire de ce syst me sont particuli rement clairs et nous renseignent sur les diff rents processus qui ont lieu au sein de ce syst me karstique Gr ce la p rennit des observations nous disposons de chroniques de donn es inestimables pour l tude de l volution du fonctionnement d un syst me karstique au cours du temps notamment en fonction de l volution d un for age climatique comme celle qui concerne la temp rature moyenne de l air Dans cet article nous pr senterons les caract ristiques g n rales de ce syst me karstique son fonctionnement hydrologique et g ochimique et les tendances r centes observ es sur l exportation carbonat e II LE SYSTEME KARSTIQUE DE BANGE L EAU MORTE Le syst me karstique de Bange L Eau Morte est par sa superficie le syst me le plus important du Semnoz figure 1 Il occupe une superficie de 12 3 km et s tend entre 640 et 1699 m d altitude avec une altitude moyenne de 1225 m Sa surface est principalement recouverte par de la for t Ce syst me doit son nom aux deux grottes qui p
23. ages Figure 1 O 2 2000 Re Fe A 30 5 5004 150 HE 2 5 ka JE ME SE LE 0 Mio 20 ln 60 2 04x 100 MR RS 60 0 T 0 S teste nn tou M AA Las z 2 z v 3 80 80 2 D 10 5 500 50 z O s 5 1000 100 S 100 i 20004 0 120 1000 0 120 01 09 95 01 08 96 01 07 97 01 06 98 01 05 99 01 12 00 01 11 01 01 10 02 01 09 03 01 08 04 pluviom trie turbidit indice de r ponse du syst me Figure l pluie turbidit et indice de r ponse du syst me de 1995 1999 et de 2001 2005 Cet indice ne prend en compte que les ph nom nes de transfert direct d eau de ruissellement introduite dans le syst me via les b toires car en absence de pluie l indice est nul Il permet d tablir un signal entre l intensit de l pisode pluvieux et l intensit de la r ponse turbide Cependant il donnera moins d importance aux forts pisodes pluvieux puisque pour une m me turbidit il sera plus faible lorsqu une forte pluie surviendra Le signal ainsi construit permet d valuer la sensibilit du syst me aux pluies III 2 Analyses en ondelettes Les m thodes d analyse du signal ont t introduites en hydrologie karstique par Mangin 12 15 Parmi ces m thodes l analyse spectrale par transform e de Fourier a t la premi re employ e dans le cadre de l analyse syst mique des aquif res karstiques Cependant elle ne s av
24. au Nord Ouest du d partement de l Eure en Haute Normandie 20 km de Rouen a r alis un certain nombre de ces am nagements durant la fin des ann es 1990 et le d but des ann es 2000 et souhaitait valuer l impact de ces am nagements sur la turbidit au captage Les chroniques de pluie et turbidit ont t enregistr es depuis 1995 A l instar des travaux de Michel Lepiller celles ci ont t tudi es au moyen des m thodes d analyse du signal analyse corr latoire et spectrale analyse en ondelette Les modifications de la composition spectrale observ es dans le signal peuvent tre attribu es de nombreux param tres comme l intensit des pluies et les conditions d occupation du sol Afin d tudier l impact des seuls am nagements sur le risque turbide au captage des Varras le rapport turbidit pluie a t calcul Ce rapport correspond un indice de sensibilit du risque turbide du captage des Varras en r ponse la pluie Des analyses en ondelettes ont t effectu es sur cet indice afin de reconstruire les r ponses aux v nements synoptiques et aux fluctuations de nappe Afin de mod liser l impact des am nagements une interpolation param trique sur l indice de r ponse du syst me a t effectu e Cette m thode a permis la reconstruction de l indice de r ponse sans l impact suppos des am nagements Celui c1 a ensuite t compar l indice calcul initialement afin d
25. bouchant vers les mergences de La Chapelle St Mesmin et sans doute d un drain entre les pertes du ru de Lim re et l aval du syst me uvioms Rolocmes dd mo dume y Pede AA IP Pa FD N M l LEA aLe de Are Valle TOVA QUA Aao Source E T sr j T pe r L hSTine Drum karsitq ue Calcare de Beoua karsi i _ principal Figure 5 Sch ma des circulations karstiques dans le Val d Orl ans Cette figure esquisse le sens des changes entre les coulements de surface et les coulement souterrains on voit que la nappe souterraine alimente la Loire hors crue de celle ci 111 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 l amont du syst me que la Loire alimente ensuite l aquif re entre Jargeau et la boucle de Bou secteur de Ch cy laval de laquelle les relations entre la Loire et la pi zom trie du syst me aquif re sont complexes certains regards pouvant tour tour fonctionner en perte ou en mergences comme du reste le long du cours du Loiret 1 9 La relation entre la cote pi zom trique du syst me aquif re et celle de la ligne d eau de la Loire varie dans le temps et dans l espace au droit d Orl ans ces cotes fluctuent de fa on synchrone avec la Loire en charge vis vis de la cote de la source du Bouillon en p riode de hautes eaux et inversement en p riode de l tiage figure 4 Dans la zone des pe
26. ce qui fait un d ficit d coulement d environ 570 mm an Le SKBLM poss de un trop plein L Eau Morte situ e juste au dessus de l exutoire principal du Nant de la Combe qui rentre en fonctionnement au cours des principales crues 15 du temps Sur la surface du SKBLM le ruissellement des eaux de pluie arrive tr s rarement et les pluies s infiltrent majoritairement de mani re diffuse dans le karst Les pr cipitations stock es sous forme de neige pendant l hiver repr sente 20 50 de l alimentation en eau du SKBLM qui s coule dans le syst me au printemps Site de mesure Variable Moyenne inter annuelle Nant de la Combe All ves 647 m D bit 830 mm an 320 1 s Lescheraines 650 m Pluie 1400 mm an Lescheraines 650 m Temp rature de l air 8 7 C Tableau 1l Bilan hydrologique du syst me karstique de Bange L Eau Morte HI FONCTIONNEMENT HYDRODYNAMIQUE DU SYSTEME KARSTIQUE DE BANGE L EAU MORTE Le fonctionnement hydrodynamique du SKBLM a t tudi par l analyse des d bits class s et des r cessions et par l analyse des s ries chronologiques Mathevet 2002 IIL 1 Analyse des d bits class s et des r cessions L analyse des d bits class s 11 permet d identifier des v nements particuliers fuite trop plein partir des modifications qu ils induisent sur l hydrogramme L information obtenue sur le fonctionnement du syst me est diff rente selon la position des ruptures et le
27. des capteurs performants et des cha nes d acquisition fiables conomes en nergie et grande capacit de stockage Ce mat riel est particuli rement bien adapt aux tudes hydrog ologiques en milieu karstique soumis une forte variabilit qui exige des mesures fr quentes dans le temps et l espace Nous sommes ainsi pass s de mesures ponctuelles ou pas de temps relativement large des chroniques quasi continues non seulement de d bit et de pi zom trie en forage et en cavit s naturelles mais aussi de conductivit de temp rature de pH O2 dissous turbidit L abondance des donn es ainsi acquises d une part avec le grand nombre de traceurs chimiques et isotopiques disponibles d autre part avec les chroniques pas de temps court a pouss rechercher des m thodes d aide l interpr tation des donn es permettant des traitements vari es de plus en plus complexes capables de prendre en compte des jeux complexes de donn es temporelles et ou spatiales 67 83 82 3 126 81 123 103 148 64 Les aquif res karstiques peuvent maintenant tre mis sur 18 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 coute presque en permanence ce qui conduit mettre en vidence des ph nom nes jusque l suppos s ou m me ignor s 25 73 11 Parmi les m thodes d di es au karst 1l faut insister sur les tra ages artificiels qui offrent les plu
28. entrain es simultan ment type polyphasique 11 L ensemble de ces propri t s d termine un comportement fortement non lin aire de l hydrodynamisme avec toutes ses cons quences sensibilit aux conditions initiales tr s forte impr dictibilit impossibilit de faire appel une mod lisation d terministe simple 3 4 5 Encore faut il bien pr ciser ce que sous tend cette notion pas toujours bien comprise Souvent 1l est fait mention de la non validit de la loi de Darcy s rieux handicap mais qui n est pas vraiment le facteur le plus p nalisant Plus contraignante en milieu non satur est la variabilit de la perm abilit qui cause des perm abilit s relatives dues l coulement diphasique est une fonction des apports donc des pluies et n est plus une constante C est cette constatation qui interdit par exemple d utiliser la notion d infiltration efficace puisque l vapotranspiration fait partie int grante de l infiltration Mais c est surtout en zone noy e que le probl me devient insurmontable car en raison des contrastes de perm abilit entre drains et syst mes annexes suivant la dur e des v nements les crues certaines parties seulement de l aquif re sont concern es l aquif re poss de dans le temps une g om trie variable On doit donc faire appel pour rendre compte du fonctionnement de tels aquif res des m thodes appropri es qui puissent int grer ces tr s forte
29. intensit s lumineuses parfois importantes la longueur d onde d excitation du traceur C est en particulier le cas en p riode de crue fig n 3 et pour certains traceurs fluorescents Dans ces conditions si le signal n est pas tr s fort il y a obligation de r aliser des analyses en laboratoire avec v rification de la nature du traceur l aide spectres d excitation et d mission pour obtenir une note maximale L observation visuelle reste une m thode fiable pour les r sultats positifs condition de r aliser plusieurs observations et de pouvoir d crire une variation de couleur 9 Toutefois cette m thode n est pas fiable pour les r sultats n gatifs puisque le traceur peut passer des concentrations inf rieures au seuil de d tection visuel Comme pour les fluocapteurs si l on doit observer r guli rement des exutoires le mieux est de faire des pr l vements et de les analyser en laboratoire avec v rification de la pr sence du traceur par r alisation de spectres Dans ces grilles nous n avons pas tenu compte de tous les cas o 1l peut y avoir cumul des m thodes de d tection Toutefois 1l nous semble que la seule m thode fiable dans tous les cas pour les tra ages positifs et n gatifs est de r aliser des analyses avec r alisation de spectres sur un nombre suffisant d chantillons Nous avons choisi volontairement de ne pas retenir comme crit re de fiabilit le bilan de restitution du traceur
30. me bilan annuel donn es 2002 Collection Etudes et travaux n 42 Ifen Orl ans 32 p ISBN 2 911089 70 7 Detailed results on CD Rom 3 Baran N Mouvet C N grel P 2007 Hydrodynamic and geochemical constraints on pesticide concentrations in the groundwater of an agricultural catchment Br villes France Environ Poll 148 729 738 4 Morvan X Mouvet C Baran N Gutierrez A 2006 Pesticides in the groundwater of a spring draining a sandy aquifer temporal variability of concentrations and fluxes J Contam Hydrol 87 176 190 5 Rowden R D Liu H Libra R D 2001 Results from the Big Spring basin water quality monitoring and demonstration projects Iowa USA Hydrogeol J 9 487 497 6 Lapworth D J Gooddy D C Stuart M E Chilton P J Cachandt G Knapp M Bishop S 2006 Pesticides in groundwater some observations on temporal and spatial trends Water Environ J 20 55 64 7 Lapworth D J Gooddy D C 2006 Source and persistence of pesticides in a semi confined chalk aquifer of southeast England Environ Pollut 144 1031 1044 8 Carabias Martinez R Rodriguez Gonzalo E Fernandez Laespada E Calvo Seronero L Sanchez San Roman F J 2003 Evolution over time of the agricultural pollution of waters in an area of Salamanca and Zamora Spain Water Res 37 928 938 9 Gooddy D C Bloomfield J P Chilton P J Johnson A C Williams R J 2001 Assessing herb
31. ran au d boucher de la faille de Montagny il est aliment par la Montagne de Bange et pour partie par le versant nord du Revard la faille de Pr poulain jouant un r le essentiel dans la distribution des eaux souterraines entre les aquif res valanginiens et urgoniens cf p 5 le syst me de la Doria donnant la r surgence bien connue perch e au dessus de la cluse de Chamb ry qui draine tout le plateau de la F claz Nivolet compris le syst me de Fontaine Noire qui englobe l caille du Mont Peney et alimente par sa r surgence Saint Jean d Arvey En d finitive comme pour les aquii res valanginiens une zone de diffluence marqu e existe au droit du Mont Revard avec des coulements divergents axiaux facilit s par les cassures transversales Le massif du Marg riaz pour sa part tr s karstifi est drain axialement au Nord vers l importante r surgence du Pissieux au contact du synclinal des Aillons et son extr mit septentrionale par la r surgence du Lot du Bois Enfin dans les synclinaux perch s plus orientaux des Bauges moyennes les syst mes Karstiques sont bien contraints avec des coulements souterrains se concentrant dans les fonds de bateau et circulant principalement vers des mergences localis es dans les points bas plongements axiaux entailles transversales du r seau hydrographique Les exemples sont nombreux et parmi ceux ci le syst me de la Dent d Arclusaz et du P cloz avec l
32. s bonne corr lation crois e pluie d bit pendant la p riode pluviale temps de r ponse de 1 JOUTS max 0 74 L effet de la neige est mis en vidence par la baisse du coefficient de corr lation Tmax 0 56 obtenu sur l ensemble de la chronique et un effet capacitif traduit par la forme du corr logramme Les caract ristiques de ce syst me mises en vidence par la tr s bonne relation pluie d bit sont galement r v l es par l analyse de la relation temp rature d bit pendant la p riode de fonte figure 4 En effet cette p riode la fonte nivale repr sente une alimentation presque continue en eau du syst me rythm e par l volution journali re de la temp rature de l air Le caract re nerveux de ce syst me est mis en vidence par la tr s bonne corr lation temp rature d bit temps de r ponse de 16 heures rmax 0 7 et la cyclicit 24 heures tr s marqu e des d bits indique sa bonne Kkarstification et de faibles r serves par sa faible capacit d att nuation d un signal d entr e figure 5 Corr logramme crois des chroniques Pluie D bit 1 a Rouge de 1981 1998 b Bleu du 2 5 1993 au 24 11 1993 Pas des donn es 1 jour 0 8 Rouge b 0 74 Troncature 125 Pas 1 Bleu Troncature 125 7 Figure 3 Corr logramme crois pluie d bit de l ensemble du cycle hydrologique a et de la p riode pluviale b 87 CFH Colloque Hydrog ol
33. tr s volu r duit au niveau de l coulement aux seuls drains La r partition de l nergie du signal d bit en fonction de l chelle dont on sait quelle est bien repr sent e par la variance th or me de Parseval en comparaison avec la pluie fig 6 la pluie en noir le d bit en bleu indique la pr dominance du court terme au d triment du long terme et un comportement voisin des apports Ce graphique est obtenu en isolant chacune des composantes du signal partir de l analyse en ondelettes orthogonales multir solution et en calculant la variance de chacune d entre elles corr logramme crois log de R S 0 0 5 1 1 5 2 5 3 3 5 4 2 log de n Fig 7 Image de la r ponse impulsionnelle Fig 8 Analyse R S L analyse crois e pluie d bit toujours au pas de temps journalier fournit une bonne image de l hydrogramme unitaire et corrobore ce r sultat avec une r ponse tr s pointue sans soutien des d bits long terme fig 7 L analyse R S Rescaled Range Analysis 34 35 36 rend compte de la stationnarit de comportement du syst me long terme A partir des d bits on construit une statistique appel e R S dont on regarde la distribution par rapport l chelle de temps S1 cette distribution est fractale les points s alignent suivant une droite en coordonn es 51 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 logarithmiques 1l dev
34. 127 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 J Figure l Coupe g ologique et technique du puits Theuriet 1 3 Alimentation L alimentation se fait pour 80 environ par les pertes de la Loire chelonn es sur 41 km vers l Est la majorit ayant t reconnue par tra ages Jargeau distant de moins de 15 km La circulation de l eau dans ce karst est tr s rapide des tra ages entre les pertes de Jargeau et le puits du gouffre indiquent un temps de 48 heures seulement L alimentation se fait en partie par l infiltration des eaux de pluie sur le Val ainsi que par le ruissellement issu du coteau de Sologne L alimentation est encore plus complexe les travaux de Michel Lepiller ont mis en vidence par tra age une alimentation d un captage du Val depuis des gouffres situ s dans la for t d Orl ans donc de l autre c t de la Loire gouffre de la vall e de l Anche Ch teauneuf sur Loire et fosses de la Noue Saint Denis de l H tel qui ont fait l objet de l excursion du colloque de 2005 A cette alimentation naturelle se greffent les divers rejets des activit s humaines agriculture urbanisation partir de foss s puits bassins d infiltration et m me forages atteignant le calcaire ce dont il faudra se prot ger I 4 Qualit des eaux Les eaux capt es par les ouvrages du Val sont r guli rement suivies mais aussi celles de la
35. 160000 louis do C ANNEXE 2 Localisation des points d injection et de surveillance 156 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 tude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses Apport des tra ages Laurent Danneville Bernard Blavoux St phane Brusset Laurent Bruxelles et Alain Mangin W Parc Naturel R gional des Grands Causses 71 Bd de l Ayrolle BP 126 12101 Millau cedex laurent danneville parc grands causses fr Universit d Avignon Laboratoire d hydrog ologie Facult des Sciences 33 rue Louis Pasteur 84000 Avignon bernard blavoux univ avignon fr Laboratoire des M canismes et Transferts en G ologie UMR 5563 UR 154 CNRS Universit Paul Sabatier IRD 14 avenue Edouard Belin 31400 Toulouse stephane brusset imtg obs mip fr INRAP et UMR 8555 Centre d Anthropologie ZA des Champs Pinsons 13 rue du n goce 31650 Saint Orens de Gameville laurent bruxelles inrap fr Station d Ecologie Exp rimentale du CNRS 09200 Moulis mangin lsm cnrs fr L INTRODUCTION Cette tude qui se veut pluridisciplinaire a permis d obtenir une vision hydrog ologique g n rale du Causse de Sauveterre Elle s int gre dans une politique de protection des milieux karstiques initi e par le Parc naturel r gional des Grands Causses depuis 1995 cf figure 1 Apr s une rapide description du
36. 478 87 Lepiller M 1993 R flexions sur l hydrog ologie karstique de la Craie du bassin de Paris partir d exemples r gionaux Normandie G tinais Hydrog ologie 2 p 151 161 88 Lepiller M and P Mondain 1986 Les tra ages artificiels en hydrog ologie karstique mise en oeuvre et interpr tation Hydrog ologie 1 p 33 52 89 Maloszewski P W Stichler A Zuber and D Rank 2002 Identifying the flow systems in a karstic fissured porous aquifer the Schneealpe Austria by modelling of environmental 180 and 3H isotopes Journal of Hydrology 256 p 48 59 90 Malozewski P and Z A 1998 A general lumped parameter model for the interpretation of tracer data and transit time calculation in hydrologic systems Discussion Journal of Hydrology Vol 179 1996 1 21 Journal of Hydrology 204 p 297 300 91 Mangin A 1974 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstiques 1 re partie G n ralit s sur le karst et les lois d coulement utilis es Annales de Sp l ologie 29 3 p 283 332 92 Mangin A 1974 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstiques 2 me partie Concepts m thodologiques adopt s Syst mes karstiques tudi s Annales de Sp l ologie 29 4 p 495 601 24 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 93 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karsti
37. 5 1 EX 40 565 nm 565 nm 450 00 li pr 550 m T T T r T T 455 DOD 550 B00 gag Figure l Spectre d excitation pour l eau D min ralis e Figure 2 Spectre d excitation bruit de fond faible Sur la figure 2 est rapport le spectre d excitation d un chantillon d une eau naturelle o la pr sence de bruit de fond est n gligeable Malgr l intensit tr s faible du signal la longueur d onde d excitation de la sulforhodamine B la r solution du spectroflurim tre Hitach1 2500 nous autorise conclure la pr sence du traceur Tandis que sur la figure 3 ce spectre d excitation pr sent sur la figure 2 nous avons superpos le spectre d excitation d un autre chantillon d une eau naturelle qui poss de un bruit de fond tr s lev Celui ci se traduit par la mesure d une intensit non n gligeable la longueur d onde d excitation de la sulforhodamine B signal brut laquelle pourrait laisser croire une restitution Mais l analyse spectrale nous montre qu il est impossible de conclure en la pr sence ou en l absence du traceur faute de pouvoir discerner clairement un pic la longueur d excitation Dans ce cas l intensit du bruit de fond masque la pr sence d un ventuel faible signal net du traceur figure 3 208 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 LD FUIT 40 30 Bruit de fond lev
38. Anticlinal de d Arcalod dela Dent de Cons de Savoie km Ch rel Sambuy r2 1 _4km aa 4 E As EN Ou A EE o Figure 3 Coupes synth tiques des massifs des Bornes et des Bauges d apr s B Doudoux et al 1982 1997 1999 l gende ci dessus droite 63 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 plus t t d s le Berriasien moyen au Sud du Revard et qu ils s amenuisent puis disparaissent vers l Est Seuls persistent dans les Bornes et les Bauges moyennes le niveau sup rieur des calcaires roux En d finitive on a faire hormis dans les Bauges externes une paisse s rie n ocomienne marneuse A l Hauterivien sup rieur Barr mien inf rieur et ce jusqu l Aptien inf rieur un nouvel pisode de la progradation de la plateforme se d veloppe envahissant une grande partie du domaine delphino helv tique avec le d p t des calcaires urgoniens r cifaux p rir cifaux Seule la partie orientale du bassin chappe cette progradation Dent de Cons Sulens Au Cr tac moyen et au Cr tac sup rieur s individualise un nouveau cycle s dimentaire Il d bute par une s rie r duite gr so glauconieuse faci s Gault la s dimentation devient ensuite p lagique avec le d p t de calcaires fins C nomanien S nonien se terminant par les Couches de Wang du Maastrichtien marquant la r gression finale du M sozo que
39. Aravis avec sur le versant de l Arve et de l Arly au sein de l pais talus marneux du N ocomien et du Malm la corniche calcaire du Tithonique qui plonge axialement vers le Nord Nord Est 64 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 L ensemble du massif est affect par un r seau de failles soit directionnelles failles de l Arcalod et du secteur du Col de la Colombi re soit transversales ces derni res nombreuses d coupent les cha nons externes et les Aravis et jouent parfois un r le important dans le compartimentage des aquif res karstiques Dans les Bauges fig 3 coupes C et D 2 3 se dessine une succession de plis d axes subm ridiens d vers s et chevauchant vers l Ouest Du fait de la pr sence dominante des faci s calcaires les Bauges externes ont un relief conforme avec des anticlinaux en relief Semnoz Revard et des synclinaux en creux c ur de molasse rouge Leschaux Les D serts Les A llons le monoclinal du Marg riaz constituant un pli chevauchant le synclinal des D serts Plus l Est la puissance des faci s marneux est l origine d une inversion de relief avec l individualisation des synclinaux plus ou moins perch s c ur tertiaire d Entrevernes Ch telard du Grand Colombier du Charbon Tr lod et l Est de la faille dextre d Arcalod de la Dent d Arclusaz et de la Sambuy Enfin en bordure de la Com
40. Bakalowicz M 2006 Importance of regional study site conditions in elaborating concepts and approaches in karst science in Perspectives on karst geomorphology hydrology and geochemistry A tribute volume to Derek C Ford and William B White Special Paper 404 R S Harmon and C M Wicks Editors Geological Society of America p 15 22 20 Bakalowicz M and N D riliger 2005 Les ressources en eau du karst un enjeu pour le bassin m diterran en G osciences la Revue du BRGM 2 p 26 31 21 Bakalowicz M A El Hajj M EI Hakim A R Al Charideh W Al Fares B Kattaa P Fleury P Brunet N D riliger J L Seidel and W Najem 2007 Hydrogeological settings of karst submarine springs and aquifers of the Levantine coast Syria Lebanon Towards their sustainable exploitation TIAC 07 Coastal aquifers challenges and solutions Almeria Spain IGME p 721 732 22 Bakalowicz M M El Hakim and A El Hajj 2007 Karst groundwater resources in the countries of eastern Mediterranean Environmental Geology DOI 10 1007 s00254 007 0854 z 23 Bakalowicz M M Fleyfel and A Hachache 2002 Une histoire ancienne le captage de la source de Ras el A n et l alimentation en eau de la ville de Tyr Liban La Houille Blanche 4 5 p 157 160 24 Bakalowicz M and A Mangin 1980 L aquif re karstique Sa d finition ses caract ristiques et son identification M moires hors s rie de la Societ g ologique de F
41. Figeh un d bit additionnel de 2m s peut tre extrait de ce syst me En conclusion le pompage jusqu 4 m s au niveau de la station pilote permet d augmenter le d bit en p riode d tiage de quelques 600 s Le rabattement maximum observ dans la cavit sous la source lat rale avec un pompage de 1m s au niveau de la source Ain Harouch et de 3m s au niveau de la station est de 1 17m au niveau de la cavit et de 0 27m la source Ain Harouch L exploitation actuelle en plus d une station d embouteillage de la source de Figeh avec un d bit de 4m s assure l alimentation en eau potable de Damas IL PERSPECTIVES Les deux exemples pr sent s mettent en vidence que la gestion active d un syst me karstique permet d exploiter le syst me un d bit sup rieur au d bit d tiage et d assurer les besoins en eau sans pour autant surexploiter le syst me l chelle d un ou plusieurs cycles hydrologiques Ce type d exploitation s il ne permet pas d augmenter les conditions de stockage au niveau de l aquif re peut augmenter la fonction transmissive du syst me Un mod le de type fonctions de transfert bas sur le mod le conceptuel de l aquif re permettant de reconstituer les hydrogrammes ainsi que les niveaux pi zom triques du conduit peut tre utilis pour simuler diff rents sc narios de gestion ou des sc narios li s au changement climatique Dans le cadre du syst me karstique du Lez sou
42. Loire hauteur des pertes Jargeau o se trouve une station de contr le et d alerte AEF ORLEANS Nitrates en NDJ en mgl Figure 2 variations des teneurs en nitrate sur le champ captant du Val d Orl ans source DDASS 45 128 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 grapheBOS rep AEP ORLEANS Atrazine d s thyl en pgi Limite de qualit pour Le consommation LA Figure 3 variations des teneurs en d s thyl atrazine sur le champ captant du Val d Orl ans source DDASS 45 L eau des ouvrages de captage pr sente une teneur moyenne en nitrate de l ordre de 15 mg l seulement la limite de potabilit tant de 50 mg l Pour les pesticides la teneur d croit depuis 1995 pour la d s thyl atrazine et l atrazine qui est interdite mais aussi pour les autres phytosanitaires suivis diuron et simazine Ces graphiques font ressortir 2 caract ristiques 1 Les teneurs aux captages suivent en variations celles de la Loire Jargeau mais elles sont plus lev es La pollution ne vient pas uniquement de la Loire 2 Les teneurs montrent une tr s grande variabilit Par exemple en 1 mois les teneurs en nitrate passent de 0 20 mg l gt Ces pouss es sont bien marqu es en fin d automne et d hiver correspondant au lessivage Par contre pour les autres mois on peut supposer que la pollution n est pas diffuse Ses sources sont p
43. NW Anticlinal j Pointe Anticlinalde gr Synclinal de d Andey Leschaux u Bargy ni Th nes Aravis s Annes km Synclinal de Synclinal i tire F Anticlinal de Sotaign depenie Ayl Dessy e i 0 W NW Psa km Anticlinal du 3 Mont ere Anticlinal de km la Montagne 2 de Bange Anticlinal du Anuria du Marg riaz amalan Anticlinal de Ri Synelinal PREA ir Wa ra L km Synclinal des Synclinal des CH Ben d Arclusaz de Savoie km Deserts Aillons Seal 2 qu de EE aux Synclinal des Synclinal du es de Dents de Lanfon Lindion nes Sulens pi La Toumette Faille FSN er MASSIF DES BAUGES Synclinal Anticlinal de Anticlinal _ du la Motte jus Charbon en Bauge a Les Doucy are chatelard se z Faille Figure 2 s ries stratigraphiques sim plifi es des Bornes et des Bauges L gende de la figure 3 ci dessous l klippes pr alpines 2 molasses Oligoc ne sup rieur I lacustres et mioc nes m marines 3 Eoc ne Oligoc ne moyen flysch faci s gr s de Taveyannaz 4 Eoc ne Oligoc ne moyen flysch indiff rents 5 Urgonien Cr tac su p rieur 6 Cr tac inf rieur a Valanginien moyen r cifal calcaires roux du Valanginien sup rieur 7 Jurassique sup rieur Ti calcaires tithoni ques amp Jurassique moyen 9 Lias sup rieur 10 socle cristallin et t gument Fam Hg Synclinal Combe
44. O0 35 1 1 1997 1 1 1999 31 12 2000 31 12 2002 30 12 2004 1 1 1974 1 1 1976 31 12 1977 31 12 1979 30 12 1981 Figure 4 Example of validation of simulated groundwater level and forecasting at the Lez spring between 1997 and 2005 and between 1974 and 1981 15 Les r sultats des analyses des courbes de r cession effectu es pour les deux p riodes savoir 1949 1968 et 1974 2005 sont pr sent s de mani re synth tique dans le tableau suivant Param tres Minimum Mean Maximum Ecart P riode 1949 1968 Coefficient de tarissement J 0 007 0 0086 0 012 0 005 Volume dynamique 10 m 10 5 13 88 Volume total d eau lors de la 10 2 r cession 10 m 0 892 0 081 0 158 0 042 P riode 1974 2005 Coefficient de tarissement j 0 026 0 011 Volume dynamique 10 m 5 8 l Pouvoir de r gulation K O0 1 l L analyse des d bits classes sur les chroniques depuis 1949 jusqu 2006 nous renseigne sur une am lioration des coulements au sein de l aquif re pour des d bits sup rieurs 2 m s Les analyses corr latoires spectrales simples et crois es sur les chroniques de pr cipitations et de d bits montrent que les pr cipitations sont caract ris es par une structure al atoire que l effet m moire du syst me est de l ordre de 40 jours Pour les diff rentes p riodes d analyses l effet m moire du syst me est de mani re g n rale plu
45. Ourtau avec les plus fortes variations annuelles de la min ralisation et de la temp rature Le second de type carbonate fissur Mourt s et Gourgouch montre l inverse des valeurs tr s stables quelle que soit la p riode hydrologique Cette conclusion est corrobor e par l tude des variations des teneurs en 8 C mesur es au cours de p riodes hydrologiques distinctes et par celle des quilibres calcocarboniques 3 En effet l tiage les eaux des quatre sources pr sentent un C identique avoisinant 13 o 0 2 par contre suite de forts cumuls de pr cipitation les teneurs en 5 C baissent de 1 o aux sources karstiques et augmentent de 1 o aux sources issues d aquif res fissur s dans le m me temps De plus la relation lin aire LogpCO2 ISc montre des coefficients de r gression distincts selon l origine de la source 0 8 pour une origine karstique et 1 pour les sources issues d un aquif re fissur L ensemble de ces r sultats converge et conduit la proposition selon laquelle 1l existe deux types de fonctionnement hydrodynamique dans les cha nons b arnais l un de type fissur et l autre karstique Les syst mes de la Fontaine d Orbe et de l Ourtau bien qu tant tous deux karstiques et particuli rement vuln rables ne r agissent cependant pas de la m me mani re un v nement pluvieux ceci est d crit dans le paragraphe suivant 102 CFH Colloque Hydrog ologi
46. P 2006 Bornes Aquif res et eaux souterraines en France BRGM ditions t 2 pp 611 621 9 Rampnoux J P Lepiller M 2006 Bauges Aquif res et eaux souterraines en France BRGM ditions t 2 pp 622 631 10 Bocquet F 1983 Approche de la g omorphologie de la partie nord de la cha ne des Aravis M m Ma trise Inst G ogr Alpine Univ Grenoble 167 p 11 Mondain P H 1991 Hydrog ologie des syst mes karstiques de l Unit dephino helv tique inf rieure entre les vall es du Fier et du Borne Massif des Bornes Haute Savoie France Th se Univ d Orl ans Orl ans G osciences m moire n 05 70 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Hydrog ologie karstique du massif des Bauges tat des connaissances et contributions de Michel Lepiller aux recherches fondamentales et appliqu es Fabien Hobl a Laurent Cadilhac G rard Nicoud Christian Dodelin Dominique Lasserre Laboratoire Edytem CISM Universit de Savoie Technolac 73 376 Le Bourget du Lac cedex fabien hoblea univ savoie fr N Agence de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse DPP Unit M thodes et prospective eaux souterraines 2 4 all e de Lodz 69363 Lyon cedex 07 laurent cadilhac eaurmc fr Comit D partemental de Sp l ologie de la Savoie CDS 73 Maison des Sports rue Henri Oreiller 73 000 Chamb ry R sum Le massif subalpin des
47. Qc PI Ex QI RI Ch ry 1983 a ann e humide 74 281 40 315 Livrozet 1984 b ann e humide 106 317 45 378 Gonzal s 1991 c ann e moyenne 60 515 40 315 220 G ohyd 2004 d ann e moyenne 18 449 10 315 142 Lepiller 2006 e ann e moyenne 27 453 35 170 275 Cette tude f ann e moyenne 60 5 4855 50 200 300 a syst me de 400 km pluies efficaces Pe de180 mm au lieu de 150 mm an en moyenne b syst me de 400 km pluies tr s ex dentaires Pe 265 mm an c syst me de 400 km chiffres entre parenth ses tir s des pr c dents recalcul s en ann e moyenne en tenant compte des r surgences en Loire valu es par cet auteur d syst me de 140 km tude pr alable l tablissement du SAGE pluies efficaces de 130 mm dont 30 mm ruissellent et 100 mm alimentent le syst me e syst me de 460 km pluies efficaces de 100 mm dont 40 ruissellent et 60 mm s infiltrent f syst me de 400 km ann e de pluviosit moyenne 150 mm an le d bit souterrain venant du coteau de Sologne est estim par la loi de Darcy avec les donn es suivantes transmissivit 0 01 m2 s gradient hydraulique 0 05 largeur du front de nappe 40 km Les chiffres de pertes annuelles de la Loire apparaissant en italiques sont d duits de la somme arithm tique des autres termes Il s agit de valeurs valu es la louche tant donn la tr s forte incertitude sur ces termes De plus le
48. R Mangin A 2002 analyse multir solution crois e de pluies et d bits de sources karstiques C R Geoscience 334 pp 176 195 11 Lepiller M Blavoux B Brusset S Bruxelles L Danneville L Mangin A Marchet P 2006 Approche pluridisciplinaire d une r gion karstique pour l exploitation et la protection de la ressource en eau Application au Causse de Sauveterre Sud de la France in Aquifer Systems management Darcy s Legacy in a World of Impending Water Shortage Edited by L Chery amp G De Marsily Taylor amp Francis Group IAH Selected Papers in Hydrogeology N 10 13 Lepiller M Mondain PH 1986 Les tra ages artificiels en hydrog ologie karstique Hydrogeologie BRGM 1 1986 14 Mangin A 1970 Contribution l tude d aquif res karstiques partir de l analyse des courbes de d crue et de tarissement Contribution to karstic aquifers study from the decrue and recession curve analysis Annales de Sp l ologie t 25 3 pp 581 609 15 Mangin A 1971 Etude des d bits class s d exutoires karstiques portant sur un cycle hydrologique Sorted discharge studies of Kkarstic springs during a hydrological cycle Annales de Sp l ologie t 26 2 pp 283 329 16 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstiques Contribution to hydrodynamic study of karstic aquifers Th se de Docteur en Sciences Universit de Dijon Annales de Spel ologie 1974 29 3 pp283 332
49. Val d Orl ans Ann Sci Univ Besan on M m N 1 p 47 63 6 Crouzet P 1981 L azote facteur de pollution et d eutrophisation C R XXVI Congr Nat Assoc fr de Limnologie juin 1981 7 Gonzal s R 1991 Etude de l organisation et valuation des changes entre le Loire moyenne et l aquif re des calcaires de Beauce Th se Doc Sci Terre Univ Orl ans D prez N 1976 Etude hydrog ologique Val d Orl ans BRGM DGRST 67 A21 8 Lelong F et Lepiller M 1981 Le syst me karstique du Val d Orl ans Esquisse de fonctionnement hydrodynamique Comm 26 Coll Nat De Limnologie Orl ans juin 1981 9 Lepiller M 1996 Guide de l excursion AIH 1996 Orl ans 10 Lepiller M 2006 Aquif res et eaux souterraines de France Tome 1 II 6 Val d Orl ans Edition BRGM p 200 214 11 Livrozet E 1984 Influence des apports de la Loire sur la qualit bact riologique et chimique de l aquif re karstique du Val d Orl ans Th se Doc 3 cycle Univ Orl ans 115 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 12 Marboutin F 1901 et 1902 Etudes hydrologiques Mission Val d Orl ans Commission scientifique de l Observatoire municipal de Monsouris 13 Sainjon H 1888 La Loire le Loiret et les courants souterrains du Val d Orl ans 14 Zunino C 1979 Contribution l tude hydrog ologique du Val d Orl ans Etablissement d un mod
50. alt rites et autres formations vestigiales peu perm ables ainsi que le contact avec les formations du socle permo triasique conf rent un caract re binaire plusieurs des syst mes tudi s C est un territoire dot d une multitude de sources 150 recens es au total Les sources les plus importantes sont situ es sur les Grands Causses cf photographie 1 et les avants Causses pr sentent des sources plus nombreuses avec des d bits plus faibles La hi rarchisation des coulements est donc plus vidente dans l aquif re sup rieur Sur ces 150 sources recens es 19 ont fait l objet d un quipement quantitatif station hydrom trique et 120 ont fait l objet d un suivi hydrochimique Un suivi mensuel complet a t effectu pour une dizaine de ces sources cf figure 4 Photographie 1 source de Fon bp tm de sort dans les gorges du Tarn trop plein de aure qu la source de Beldoire 159 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV QUELQUES RESULTATS Il n est pas possible ici de pr senter l ensemble des bilans scientifiques mais quelques particularit s seront voqu es IV 1 D termination des bassins d alimentation L ensemble des m thodes utilis es a permis de d finir une premi re carte des bassins hydrog ologiques de ce territoire On peut rappeler qu aucune carte de synth se d taill e n existait avan
51. amp Paul Henri MONDAIN Callig e Importance de la composante analytique dans la fiabilit de l interpr tation d un tra age Nevila JOZJA ETD 107 117 127 139 149 157 169 179 191 207 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Conf rences introductives CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 10 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Le milieu karstique tudes et perspectives identification et caract risation de la ressource Michel Bakalowicz OCNRS amp IRD CREEN ESIB Riad el Sohl BP 11 0514 Beyrouth 1107 2050 Liban HydroSciences Universit Montpellier 2 c c MSE 34095 Montpellier cedex 5 Michel Bakalowicz gmail com R sum Un point est fait sur l tat des connaissances concernant l aquif re karstique quant sa structure et son fonctionnement Les mod les conceptuels r sultant de ces connaissances sont pr sent s ainsi que les mod les globaux semi globaux et distribu s mis en uvre pour repr senter l aquif re karstique et tester certaines hypoth ses relatives son fonctionnement ou son volution Les m thodes d exploration et d tude sont tr s rapidement pass es en revues pour rappeler les progr s obtenus En conclusion un certain nombre de pistes d investigation sont su
52. ann e 2008 le guide m thodologique soit quasiment achev V GUIDES METHOLOGIQUES SPECIALISES V 1 Guide m thodologique D limitation des bassins d alimentation des captages et cartographie de leur vuln rabilit vis vis des pollutions diffuses La volont conjointe de l Agence de l Eau Seine Normandie pour mieux encadrer techniquement les actions d j engag es lors de son pr c dent programme sur les bassins d alimentation de captages dits BAC et du minist re en charge de l Environnement pour mettre en oeuvre l article 21 de la LEMA a conduit la r alisation par le BRGM d un guide m thodologique traitant de tous les milieux aquif re continu discontinu fissur et discontinu Karstique 8 Il d crit tr s synth tiquement les m thodes de d limitation de l aire d alimentation et de cartographie de la vuln rabilit pour chaque type de milieu 1l pr conise la m thode RISKE 2 pour la cartographie de la vuln rabilit en milieu karstique D s 2005 on faisait le constat cf II 2 confirm par les r actions recueillies ensuite de la n cessit de mettre largement disposition par des guides les m thodes sp cifiques d tude du karst en adaptant le discours un public technique mais pas obligatoirement sp cialiste du karst La sortie du guide ci dessus 8 a confort les 2 Agences de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse et Adour Garonne dans la n cessit de mettre
53. ann es avec la modification des pratiques agricoles mais aussi le traitement des espaces publics routes rues voies ferr es et priv s Jardins cours pour les nitrates et les 39 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 produits phytosanitaires en particulier mais on peut aussi citer notamment les solvants chlor s Dans le m me temps on est pass en un si cle au moins pour les scientifiques et praticiens de l hydrog ologie et des g osciences d une conception du karst exclusivement tourn e vers les vides souterrains p n trables par l homme en 1895 E A Martel cr e la Soci t de Sp l ologie dont le but est l exploration des cavernes au concept d un aquif re particulier dont les sp cificit s sont de mieux en mieux appr hend es L une d entre elles est le fait que l impact d une pollution ponctuelle ou non n est pas forc ment fonction de la distance par rapport au captage Cela avait d j t pressenti par Martel dans son texte des Ab mes cf supra Pourtant 1l faudra attendre les ann es 1990 pour voir appara tre dans notre droit la notion de p rim tre de protection imm diat satellite disjoint de celui situ autour du captage Plus globalement alors que les textes l gislatifs et les plans d actions instaurant l obligation de mise en place des p rim tres de protection se succ dent en fixant des ch ance
54. bit est mise en vidence par l existence de structures entre 16h et 24h 88 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV FONCTIONNEMENT GEOCHIMIQUE DU SYSTEME KARSTIQUE DE BANGE L EAU MORTE L analyse du fonctionnement g ochimique du SKBLM est la partie la plus int ressante des analyses possibles partir des donn es r colt es sur ce syst me Ce travail tait d ailleurs le travail pr f r de Michel Lepiller tant les donn es disponibles et les caract ristiques hydrodynamiques du syst me permettaient aux signaux g ochimiques de d livrer une grande quantit d information Sur ce syst me nous disposons entre autres d une chronique journali re de plus de 20 ans de conductivit lectrique de l eau sans lacunes de 1981 1996 et avec des lacunes jusqu en 2002 et d une chronique de 4 ans 1981 1985 d ions majeurs Mg Kt Ca Na CT Il existe galement d autres chroniques plus ponctuelles turbidit pH temp rature de l eau etc IV 1 Analyse de la chronique d ions majeurs L tude hydrodynamique apporte des informations sur la mani re dont les transferts d nergie se font l int rieur d un syst me karstique Par contre l tude g ochimique des eaux en s int ressant aux contraintes thermodynamiques et cin tiques de l acquisition de la charge dissoute et son transit dans le karst apporte d autres informations su
55. bon pour cela d avoir une id e du coefficient de Lyapounov Lorsque ce dernier est n gatif le syst me est pr dictible Pour des valeurs positives il ne l est plus et d autant moins que ces valeurs sont lev es 54 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Entropie de Kolmogorov Sinai 0 08 0 075 0 07 Entropie 0 055 0 05 0 045 0 04 UE 5 6 CE TE Dimension de plongement Fig 17 Il est possible d avoir une valuation du coefficient de Lyapounov Ce dernier est obtenu en calculant l entropie de Komolgorov Sina d duit de l int grale de corr lation fig 17 En effet avec la dimension de plongement cette entropie tend vers le coefficient de Lyapounov 43 La valeur obtenue 0 037 est positive mais pas trop lev e de l ordre de celle de la pluie Par rapport l al a li la distribution de la pluie le syst me n apporte pas de complexit suppl mentaire e Enseignements apport s Le suivi des d bits dans le temps analys conjointement avec les apports rend compte tr s exactement du fonctionnement de ce syst me karstique et de ses propri t s Les m thodes utilis es pour extraire l information de ces donn es sont l heure actuelle extr mement performantes et les quelques applications fournies 1c1 en donnent un bon exemple Le syst me karstique de Bange l Eau Morte constitue une unit bien identifi Il corre
56. bouchent via le Dhuy dans le Loiret pr s de la source apportent ce cours d eau fragile des masses 114 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 importantes de mati res en suspension de fertilisants et de produits phytosanitaire qui provoquent son envasement et entra ne son d classement cologique Les interrogations Malgr des travaux avanc s sur le syst me karstique du Val d Orl ans la d limitation pr cise du syst me reste mal connue l est vers l amont du Val et au sud la situation de la cr te piezom trique de l aquif re des calcaires de Beauce Un tra age r alis par Lepiller et Jozja en novembre 2003 partir d un forage agricole Ouvrouer les Champs a confirm que le drainage karstique s tendait vers l est au moins jusqu au pied du talus pi zom trique r sultant du soutien de la nappe des alluvions par le Burdigalien argilo sableux Il serait particuli rement indiqu de rechercher l existence d une ventuelle karstification sous le Burdigalien entre ce talus pi zom trique et la Loire par la r alisation de tra ages partir de forages au calcaire de Beauce Aussi l hydrom trie des affluents de rive droite de la Loire est mal connue L hydrog ologie des syst mes de l Oussance et de la Bionne qui comportent plusieurs pertes sur leur bassin versant ou celui de leurs affluents est pr ciser l aide de tra ages
57. d apr s F Hobl a 1999 Ainsi la station Aillon le Jeune re oit 1 9 m tre de pr cipitations par an ce qui en fait le second poste le plus arros de Savoie Le gradient pluviom trique moyen est valu dans les I2 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Bauges 70 mm 100 m 8 Quant aux temp ratures tabl 1 elles pr sentent un gradient vertical de 0 5 100 m tres La nivosit est importante malgr une altitude moyenne relativement faible pour un massif subalpin lt 1000 m Sur les impluviums Kkarstiques le d ficit d coulement repr sente environ 25 des pr cipitations vers 1000 m d altitude et moins de 20 au del de 1500 m tabl 2 I 2 Un net contraste morpho structural est ouest Le massif des Bauges poss de une structure pliss e selon un axe NE SW N 20 On distingue d ouest en est fig 2 un relief pliss plut t conforme avec des structures anticlinales d vers es et chevauchantes vers l ouest dont il ne subsiste que les longs flancs normaux sont plus ou moins tabulaires et inclin s vers l est d limit s l ouest par de puissants cr ts calcaires D o l aspect dissym trique de ces reliefs caract ritique du Semnoz du Grand Plateau Nordique de la montagne de Bange au plateau Revard F claz Peney et du Mont Marg riaz point culminant du secteur avec 1845 m d altitude Un relief pliss inverse de type subal
58. d bit moyen instantan des sorties par le Loiret qui repr sente selon ces chiffres environ 10 m seconde peut varier selon les ann es du simple au double l incertitude sur les d bits de r surgence en Loire pour lesquels on ne dispose pas de mesure est encore plus grande On voit que la mise en vidence d importants d bits de r surgence l aval d Orl ans sources de Bellevue La Chapelle St Mesmin notamment et provenant en partie 7 du syst me du Val d Orl ans conduit beaucoup majorer l importance des pertes de Loire Celles ci varieraient donc en valeurs moyennes entre 8 m seconde et 16 m seconde Le volume des entr es lat rales dans le syst me venant de la Loire repr senterait ainsi 5 10 fois celui des entr es verticales par les pr cipitations L abondance de la ressource renouvelable est donc exceptionnelle Ces fortes valeurs de pertes de Loire sont elles plausibles Le Service Hydrologique Centralisateur du bassin de la Loire a cherch valuer ces pertes en comparant les d bits coul s par d cades Ch teauneuf Loire et Jargeau dans la p riode 1975 1977 La diff rence positive entre l amont et l aval indicatrice de ces pertes serait plus ou moins proportionnelle au d bit de Loire pour un d bit de 200 m s un peu inf rieur au module d coulement les pertes seraient dans le fourchette 5 9 m s pour un d bit trois fois sup rieur au module elles seraient dan
59. d partement du Jura R gion de Saint Claude in Site internet de la DIREN Franche Comt http www I franchecomte ecologie gouv fr infos geo fiches cartes EauxSou TRA39478 P DF 17 Gombert P 2007 Proposition of tracing test protocol in karstic chalk European Journal of Water Quality Tome 38 Fasc 1 2007 page 61 78 203 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Annexes Mode de suivi visuel Nb on N un plusieurs faible Oui une faible plusieurs plusieurs faible Restitution non gt oui gt Loo ae non plusieurs l aucune i oui is lusieurs oui Positif N gatif 204 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Mode de suivi Echantillons puis analyses au labo spectrofluorim trie Intensit la longueur Nombre spectres Restitution Positif N gatif d onde R s pu aucune pas structur e structur e DR eais plusieurs structur e on pas structur e structur e plusieurs aucune oui pas structur e structur e 205 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 206 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Importance de la composante analytique dans la fiabilit de l interpr
60. d orientation transverse sud est nord ouest De nombreuses petites vall es secondaires se raccordent celle du Ch ran Ces vall es constituent les niveaux de base locaux et conditionnent le gradient hydraulique des divers syst mes karstiques Ces derniers se d veloppent principalement dans trois couches karstifiables fig 3 G les calcaires r cifaux faci s Urgonien du Barr mo aptien affleurant le plus largement et armant la plupart des cr ts sommitaux 11 les calcaires valanginiens dont le faci s jurassien fortement carbonat n est pr sent que dans la partie occidentale des Bauges et 11 ceux du Malm notamment faci s tithonique Les calcaires silex s noniens peuvent tre ponctuellement le si ge de circulations karstiques bien hi rarchis es comme au Pic de la 73 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Sauge mergence de Combe Noire au sud du massif ou aux grottes de Seythenex au nord est Epaisseur Variations moyenne de faci s FORMATIONS 25 Por ouest est 8 tages M A Om Gr s et conglom rats Mioc de la Molasse marine due Flyschs _ myFI Oligoc ne 3 1000m Sables Calc et marnes Numm EN Eoc ne Oligoc inf 65 S nonien Craie marneuse _ sS lacune 90 Lumachelle et gr s verts Aptien Albien 107 U C Orbitolines 112 rgonien 114 2000m Ma miches 37 men P de Calcaires du RU
61. de Sulens constitu e de deux unit s une unit inf rieure faci s ultrahelv tiques et une unit sup rieure faci s subbrian onnais Au Nord de l Arve les klippes composites pr alpines du Chablais mat riels internes d bordent tr s largement le domaine subalpin Av tit Paye Figure 1 contexte g olo 1 E gique g n ral des Bornes et des Bauges Cha nes subalpines et socles l cha nons jurassiens faci s carbonat s m so zoiques 2 molasses Oligoc ne sup rieur et Mioc ne 3 unit s delphino helv tiques 4 racines des unit s del phino helv tiques nappes du Mont Joly et collines bordi res 5 socle et t gument 6 nappes des Annes et de Sulens 7 d p ts glaciaires et Quaternaire des alluviaux Klippes vall es principales ne pr alpines et des cluses failles 9 chevauchements et charriages 10 trac s des profils tec toniques de la figure 3 II 2 Stratigraphie et lithologie fig 2 Le domaine delphino helv tique 2 3 4 appartient la partie externe de la marge europ enne de l oc an t thysien qui s est ouvert partir du Trias par la distension de la cro te du super continent de la Pang e pal ozo que ici repr sent e par les massifs cristallins de Belledonne du Mont Blanc A partir du Lias cette distension active a cr un bassin marin Ce bassin est bord l Ouest et au Nord Ouest par la plate forme pico
62. de concentration Temps modale 11 avril 18h05 soit 13 jours 0 346 ug l le 5 avril 19h00 7 06 jours Temps moyen de s jour Vitesse apparente maximale de circulation 66 m h Vitesse apparente moyenne de 49 m h circulation Quantit de traceur r cup r 2 76 g sur la base d un d bit moyen l exutoire de 40 1 s Pourcentage de traceur r cup r 0 3 III 4 4 INJECTION D AMINO G ACIDE AUX GONGUETS CHUELLES 10 0 9 0 Restitution d amino G sur F3 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 Concentration corrig e en uranine en ug l 0 0 0 5 10 15 20 Temps en jours depuis l injection le 29 mars 12h00 25 30 Restitution d amino G sur F3 100 90 80 70 60 50 r cup r 40 30 20 Quantit de traceur r cup r en du total 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Temps en jours depuis l injection le 29 mars 12h00 Figure 5 Courbe de restitution la source F3 Courbe cumulative la source F3 153 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Restitution Sources F3 des Trois Fontaines 24 01 05 13h00 Distance apparente 7 865 m D but de restitution 15 f vrier 06h00 soit 21 7 jours Vitesse apparente maximale de 15 m h circulation circulation La restitution n tait pas to
63. de transfert est le d bit naturel de la source du Lez Le deuxi me sous mod le de transfert comprend plusieurs entr es telles qu une fonction de sollicitations associ e au pompage le d bit simul de la source La sortie de ce deuxi me mod le est le niveau pi zom trique au niveau du conduit karstique situ sous le captage Ce deuxi me mod le est utilis pour valider la vraisemblance des d bits simul s de la source du Lez Des analyses des r cessions ainsi que des d bits classes ont t effectu es tout comme des analyses corr latoires spectrales sur les donn es mesur es et issues des mod les 32 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 II 1 5 R sultats et discussion Les analyses de 18 cycles hydrologiques du d bit naturel de la source du Lez 1946 1968 sans reconstitution montrent que l tat naturel du syst me est caract ris par un d bit journalier moyen de 2m s Cinquante pourcents des d bits de la p riode d observation no sont compris entre 0 6 and 2 7 m s Le volume interannuel moyen est de 62 24 10 m Trois types de r solution du premier sous mod le ont t utilis s pour simuler le d bit naturel de la source du Lez deux mod les param triques deux r servoirs en parall le avec deux coefficients de r cession et un param tre de r partition ou un r servoir avec deux coefficients de r cession et un mod le bas sur l quat
64. derni re intervient effectivement sur les d bits cela suppose un r gime en partie nival de ce syst me Une v rification peut tre faite en recherchant la pr sence d une fluctuation diurne des d bits que seule la temp rature peut justifier e V rification du r gime nival Pour r pondre cette question 1l est n cessaire de changer d chelle et de travailler sur des donn es au pas de 30 minutes sur une p riode hivernale A court terme on a vu avec le spectre en coordonn es logarithmiques que le comportement du syst me est plus complexe et doit donc tre interpr t avec pr cautions Aussi on ne retiendra que la recherche du lien avec la temp rature de lair La d marche a consist regarder si la signature de la temp rature tait pr sente et notamment la variation journali re Pour cela 1l a fallu enlever la tendance puis d bruiter le signal ce qui a t fait partir de filtres moyennes mobiles quipond r es 37 Le r sidu a ensuite t trait en analyse spectrale Le r sultat fig 13 montre effectivement une composante diurne bien marqu e spectre intercorr lation 0 e 0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 fr quences Fig 13 Spectre de donn es de d bit filtr es Fig 14 Relation temp rature d bit Le corr logramme crois temp rature d bit fig 14 confirme la liaison entre ces deux grandeurs et montre en outre qu elle est tr s att nu e avec un d ph
65. disponible IV 2 Un cadre l gislatif et r glementaire en volution Au moment o le cahier des charges de cette 2 phase a t r dig 2006 on tait en attente de plusieurs volutions notables annonc es dans le paysage l gislatif et r glementaire fran ais en ce qui concerne la protection des captages et des ressources en eau En effet apr s un long travail d audit le Commissariat G n ral du Plan avait publi en 2001 un rapport sur la politique de pr servation de la ressource en eau destin e la consommation humaine 7 apr s le constat des difficult s il synth tisait les id es qui se faisaient jour un peu partout en affirmant notamment la n cessit de mettre en uvre d autres outils que les p rim tres de protection pour ma triser les pollutions diffuses en particulier d origine agricole et pr conisait galement des am liorations pour accro tre l efficacit de ces p rim tres Les traductions l gislatives puis r glementaires de ces pr conisations se sont chelonn es dans le temps et dans plusieurs textes modifiant le code de la Sant Publique et celui de l Environnement le dernier tant la loi sur l eau et les milieux aquatiques du 30 d cembre 2006 LEMA notamment son article 21 certains d crets ou circulaires sont encore venir Les cons quences de ces diff rentes mesures sur les captages en milieu karstique sont 42 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers de
66. du Semnoz et de la r gion d Annecy Savoie Haute Savoie France Th se Univ Grenoble 488p 7 Lepiller M 1982 La capacit de stockage dans la zone non satur e des aquif res karstiques Estimation et cons quences pour la localisation de la dissolution dans les syst mes 3e Colloque d hydrologie en Pays Calcaires Besan on 8 Lepiller M Mondain P H Cardin P 1988 Les recherches en hydrog ologie karstique men es depuis dix ans dans les massifs sub alpins septentrionaux par le laboratoire d hydrog ologie de l universit d Orl ans France Bulletin du CHYN pp 27 48 9 Lepiller M Mondain P H Cardin P 1990 Contribution la connaissance du karst Urgonien des massifs subalpins des Bauges et des Bornes Savoie Haute Savoie France 13 me R union des Sciences de la Terre Grenoble 2 4 avril 1990 p 79 Soc G ol Fr dit 10 Mangin A 1970 Contribution l tude d aquif res karstiques partir de l analyse de courbes de d crues et de tarissement Annales de Sp l ologie 25 3 p 581 609 11 Mangin A 1971 tude des d bits class s d exutoires karstiques portant sur un cycle hydrologique Ann Sp l ol t 26 fasc 2 pp 283 329 94 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 12 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstique Th se de Doctorat en Sciences Naturelles Dijon
67. du d bit de base Ensuite les teneurs ont tendance d croitre malgr la forte recharge et les forts d bits de 2001 2003 Les teneurs en DEA sont corr l es aux d bits pendant tout le suivi r 0 282 n 385 alors que l atrazine ne l est pas Comme pour l IPU certains pics d ATR 19 mai 1994 30 avril 1996 22 mai 1997 semblent en relation avec les p riodes d application avril mai et pourraient tre expliqu s par des pisodes d infiltration imm diate D autres pics 2 octobre 1996 27 janvier 1994 4 d cembre 1996 ne sont pas en lien avec d ventuelles applications et semblent indiquer que apr s une p riode de stockage l atrazine peut tre remobilis e par un pisode d infiltration imm diate survenant plusieurs mois apr s l application Le bruit de fond en ATR caract ris par un signal de long dur e et de faible amplitude augmente entre d cembre 1994 et le printemps t 1995 lorsque la recharge augmente Pendant cette p riode l infiltration lente est probablement dominante Ensuite le bruit de fond diminue fortement jusqu l t 1998 puis progressivement et lentement La concentration en ATR d croit alors que la recharge augmente jusqu en 2002 03 sugg rant que l eau atteignant l aquif re par un transfert plut t lent n est pas aussi contamin e que l eau de recharge de 1994 95 La DEA est d tect e plus syst matiquement depuis la fin 1994 avec une augmentation du bruit d
68. du milieu naturel Comment se traduit concr tement l chelle de laboratoire l effet de ces param tres Nous avons t confront s un tel probl me propos du pH dans le cadre d une expertise analytique d un tra age effectu Souillac dans le Lot un cart important a t constat entre les concentrations mesur es au spectrofluorim tre et les concentrations compatibles avec un taux de restitution inf rieur ou gal 100 Plus exactement les concentrations mesur es donnaient un taux de restitution de 180 bien que les d bits de l exutoire tudi s fussent connus avec une bonne pr cision Nous avons recherch des causes pouvant expliquer cette anomalie Tout d abord l hypoth se d une erreur d talonnage ou d un caprice instrumental a t totalement exclue apr s plusieurs r p titions analytiques r p titions de gammes talons r alis es par deux manipulateurs diff rents et mettant en uvre deux proc dures diff rentes de passages d chantillons dans l appareil un passeur automatique et une cuve manuelle de solution dans l appareil Ceci est un ph nom ne qui nous n avions pas constat auparavant Jusque l les talons r alis s l aide de l eau d min ralis e ont toujours donn des r sultats en coh rence avec un taux de restitution raisonnable Toutefois certains travaux 2 10 etc ont montr que la fluoresc ine subit une diminution de fl
69. en M diterran e Pour le moment il semble que les d charges en mer de certains de ces aquif res ne soient pas directement exploitables 21 Mais en m me temps il appara t difficile d exploiter ces ressources terre par forages C est pourquoi des d veloppements sont n cessaires en g ophysique et en diagraphies en forage pour aboutir une repr sentation en 3D des vides karstiques ainsi reconnus Ces d veloppements ne concernent pas seulement les ressources en eau souterraine mais aussi les grands am nagements dont les barrages pour lesquels il est clair que l tude du karst fonctionnel ou non doit tre men e l amont de tous ces projets 109 111 112 Nombre de probl mes de qualit d coulent tr s clairement non pas tant de la surexploitation des aquif res karstiques mais de leur fonctionnement sp cifique caract ris par des cheminements pr f rentiels et des effets de seuil Les connaissances hydrog ologiques r gionales et locales limit es sont souvent l origine de plans d exploitation inadapt s provoquant parfois des bouleversements irr m diables 36 Alors que la gestion active de certains aquif res dont celui de la source du Lez Montpellier 9 20 est propos e en exemple la situation devient dans certaines r gions suffisamment critique pour devoir envisager une gestion proactive 80 c est dire une gestion int gr e d un syst me karstique prenant en compte un terme d
70. essais doivent permettre d aboutir une application standardis e de la m thode mais aussi d optimiser les modes op ratoires pour en rendre le co t le plus abordable possible Enfin dans le but de permettre une mise en uvre ais e de la m thode un guide m thodologique d taill et illustr doit tre r dig l tiendra compte des avanc es et probl mes soulev s par les diff rents sites de tests et utilisera leurs r sultats pour illustrer par des exemples les diff rents points abord s Il doit tre clair et compr hensible par ceux qui mettent la m thode en uvre en r pondant aux questions pratiques qu ils rencontreront sur le terrain et au bureau des tests sont en cours sur 6 sites ou groupes de sites dans le bassin Adour Garonne et 3 sites dans le bassin Seine Normandie gr ce la contribution de l Agence de l Eau de ce bassin Ils seront tous achev s l automne 2008 le guide va tre r alis d ici fin 2008 par le BRGM N D riliger avec la contribution de V Plagnes Universit Pierre et Marie Curie Paris 6 Il prendra galement en compte le retour d exp rience de 10 ans d application en Suisse de la m thode EPIK dont la m thode RISKE est d riv e V 3 Guide m thodologique Outils de caract risation de la structure du fonctionnement et de l valuation des ressources des syst mes karstiques La r daction de ce guide devrait tre engag e en 2008 par le BRGM II trai
71. et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 En r sum tenant compte d une part de la structure du nuage de points dans l espace dix dimensions d crit ci dessus et d autre part des valeurs absolues des param tres physico chimiques et de leur distribution que l on peut trouver dans Rey 3 on tablit que les distances entre points moyens sont suffisamment importantes pour qu il n y ait pas de recouvrement dans l espace vectoriel chaque source a son caract re propre les angles entre vecteurs reliant l origine du syst me chacun des centres de gravit sont proches de 90 montrant ainsi une certaine ind pendance des caract ristiques moyennes des sources la variabilit intrasource et les coefficients de variation des sources des Mourt s et de Gourgouch sont nettement inf rieurs celle de Orbe et Ourtau montrant de ce fait une plus grande stabilit des valeurs des param tres physico chimiques il suffit de deux facteurs pour distinguer les sources faci s bicarbonat calcique magn sien Ourtau et Gourgouch 1 cha non des sources faci s simplement bicarbonat Mourt s 2 cha non et Orbe 3 cha non le caract re s l niteux composante saisonni re des sources est traduit par l axe F5 la variabilit des conductivit s et leurs distributions unimodales ou plurimodales non rappel es 1c1 conduisent identifier les aquif res dont le fonctionn
72. fluorescent Philippe MUET Ginger Environnement amp Paul Henri MONDAIN Callig e 17h50 18h10 Importance de la composante analytique dans la fiabilit de l interpr tation d un tra age Nevila JOZJA ETD Interventions de coll gues collaborateurs tudiants et amis de M Lepiller sur sa personnalit et sa carri re 18h15 18h25 Fran ois LELONG Professeur honoraire Universit d Orl ans 18h25 18h35 Jo l RODET Universit de Rouen 18h35 18h45 Philippe MUET Ginger Environnement amp Paul Henri MONDAIN Callig e 18h45 18h55 Vincent BAILLY Universit de Montpellier Pr sentation du documentaire Loiret souterrain r alis par Philippe BOISMOREAU Association Sp l o Subaquatique Loiret avec le support scientifique de Michel LEPILLER Fin de la journ e technique a am kS A L I Er Ecole que S T l Bu ans re een re NE a eons rl ans es et Karst au travers des travaux de Michel Lepiller 16 17 mai 2008 Ecole Polytechnique Universit d Orl ans Table des Mati res Conf rences introductives Le milieu karstique tudes et perspectives identification et caract risation de la ressource Michel BAKALOWICZ Hydrosciences CNRS Montpellier Une gestion active des syst mes karstiques pourquoi Exemples et perspectives Nathalie DORFLIGER BRGM Strat gies de protection des ressources en eau dans le karst o en est on Pierre MARCHET Agence de l eau Adour Garon
73. glementaires tape d application des mesures de protection de gestion et de suivi des p rim tres de protection Dans ces 3 phases partir des retours d exp riences disponibles dans la bibliographie et des t moignages d une douzaine d experts rencontr s d une quinzaine d tudes de cas essentiellement sur la base d entretiens avec les acteurs impliqu s dans la conduite des proc dures dans le sud de la France les Alpes le Jura et la Normandie on fait le constat que les probl mes ne sont pour la plupart pas sp cifiques aux proc dures de protection en milieu karstique Toutefois certains facteurs tendent exacerber les difficult s 40 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 en domaine karstique ressources souvent mal connues analyse de la vuln rabilit et des risques plus d licate du fait de la complexit de la structure et du fonctionnement des aquif res de la taille des bassins d alimentation et donc du nombre de collectivit s concern es II 2 Les pr conisations En r ponse aux difficult s identifi es la seconde partie propose des pistes d am lioration dans tous les domaines organisationnels administratifs m thodologiques r glementaires et techniques Ces pr conisations concernent tant les proc dures r glementaires de protection des captages que les d marches g n rales de pr servation des ressources Les gran
74. hydrologiques d ficitaires cons cutifs alors que 1999 2000 et 2001 ont t des ann es humides En plus de ces cycles inter annuels des cycles intra annuels plus ou moins visibles selon les ann es se distinguent avec des p riodes de basses eaux en septembre novembre et des p riodes de hautes eaux en mars mai Ces variations du niveau pi zom trique sont corr l es avec les fluctuations du d bit des sources pour lequel des cycles intra et inter annuels sont aussi visibles figure 2 D une mani re globale le d bit diminue fortement jusque environ 30 L s en automne 1993 en r ponse au d ficit pluviom trique des ann es 1988 1993 Ensuite le d bit augmente pour devenir sup rieur 100 L s jusque 2001 2003 En plus de cette tendance g n rale des variations de d bit l chelle du cycle hydrologique sont observ es hautes eaux basses eaux Enfin un troisi me type de variation plus court pas de temps est observ Il 142 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 correspond des variations associ es des p riodes tr s pluvieuses juin 1993 par exemple qui peuvent intervenir n importe quel moment du cycle hydrologique et pas uniquement lorsque le sol est satur Il correspond de l infiltration imm diate qui est caract ris e par une eau s infiltrant rapidement au sein d une porosit large fissures et ou conduits L infiltration imm diat
75. i Boubi Gun Karsts urgonien Difluence F sur Valanginen Emergence du Valanginien Karsts du Tithonique Emergence du Tithonique Figure 4 Carte sch matique des principaux karsts des Bauges 74 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 C est dans la partie ouest des Bauges o se trouvent les grands karsts tabulaires que l on rencontre les mergences karstiques aux d bits les plus importants tabl 2 la Doria Le Bout du Monde le Pissieu Pr rouge Fontaine Noire du Peney Bourbouillon Nant de la Combe et Bourneau toutes issues d aquif res urgoniens ou valanginiens Cependant ces syst mes ne pr sentent pas d importantes r serves noy es Ils sont tr s transmissifs forte perm abilit de chenaux et faible pouvoir r gulateur d o des variations tr s importantes des d bits Dans les Bauges orientales seules les exsurgences des Chaudannes et du Jeu de Boule drainant respectivement les karsts de l Arclusaz et de la Sambuy se hissent apparemment au gabarit des mergences occidentales mais les tudes et les suivis hydrologiques manquent cruellement pour assurer une comparaison fiable Certaines sources situ es sur les pourtours du massif o affleurent des bandes plus ou moins chahut es de calcaires valanginiens et jurassiques sont issues d aquif res aux limites encore impr cises voire inconnues mais pr sentent des d bits suffisamment impor
76. jeune ge Michel Lepiller s est attach de longue date l exploration des r seaux souterrains baujus 10 Depuis Orl ans et lors de ces nombreuses visites sur ses terrains des Bauges il est rest en contact quasi permanent avec les sp l ologues et karstologues qui tudiaient les grands karsts occidentaux Ses travaux id es visions hypoth ses et repr sentations des rapports entre la structure g ologique et l organisation des conduits Kkarstiques ont t d une grande utilit pour comprendre et d couvrir ce qui constitue aujourd hui des r seaux parmi les plus d velopp s en France tabl 4 Nom Unit karstique D veloppement D nivellation Etage g ologique Squelettes Lot du Bois Marg riaz 12 400 m 72 112 m Urgonien Pissieu Grotte de la Bange 4 500 m 80 m Valanginien Scierie Tableau 4 Sp l om trie des grands r seaux du massif des Bauges sources Durand et Nant 1998 et R Durand B D Prospect d cembre 2007 78 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 La collaboration avec les sp l ologues trouvait son point d orgue lors des op rations de multitra age lorsqu il fallait injecter ou surveiller en cavit notamment ou encore pour la p riode de pr l vements aux mergences o un r seau de correspondants locaux de confiance parmi lesquels plusieurs sp l ologues assurait le n cessaire appui logistique Les momen
77. karstiques principales carte et tableau occupation des sols et pression anthropique Les l ments recueillis ont t rassembl s dans une base de donn es renseign e pour chaque ensemble sous ensemble syst me karstique et source et sous forme de fichiers correspondant aux informations rassembl es sur les volets bibliographie inventaire des sources principaux tra ages et cavit s recoupant une circulation Ces donn es sont aujourd hui exploit es pour la r vision du r f rentiel hydrog ologique Rh ne Alpes op ration conjointe BRGM Agence de l eau s appuyant sur l expertise locale 2 et seront valoris es par la publication d un atlas hydrog ologique r gional en cours de mise en forme avril 2008 HI CONCLUSION S1 la connaissance de l hydrog ologie karstique du massif des Bauges a fortement progress depuis une trentaine d ann es notamment gr ce aux contributions d hydrog ologues comme Michel Lepiller 1l subsiste encore surtout l est du massif des zones d ombre pr judiciables la gestion d une ressource difficilement contournable malgr ses inconv nients manifestes L importance relative des enjeux l chelle du territoire consid r jeune Parc Naturel R gional se devant d tre exemplaire en la mati re incite r fl chir la mani re d instituer une articulation durable entre recherches scientifiques et sp l ologiques et proc dures de gestion de protection
78. l aquif re Pendant longtemps consid r exclusivement comme un paysage le karst est maintenant reconnu par tous d abord comme un aquif re dont la mise en valeur des ressources est indispensable bien des r gions travers le monde Au cours du demi si cle coul les hydrog ologues fran ais ont jou un r le essentiel dans l volution des connaissances sur ces aquii res complexes dans la proposition de concepts nouveaux et dans le d veloppement de m thodes d tude adapt es ce milieu complexe et vari 91 92 132 13 24 86 88 117 87 99 127 4 71 17 57 5 18 60 Nous allons faire un tour d horizon afin de pr senter les progr s r alis s c est dire les acquis et les progr s n cessaires faire dans les ann es qui viennent c est dire des pistes pour les jeunes chercheurs qui s int ressent au sujet Seront successivement abord es les connaissances sur le milieu et les m thodes d exploration et d tude y compris l acquisition des donn es et les m thodes de leur traitement en vue de leur interpr tation IL LES PROGRES REALISES II 1 La connaissance du milieu karstique IL 1 1 Les mod les conceptuels de repr sentation de l aquif re karstique l origine deux mod les conceptuels simples se sont oppos s pour repr senter les coulements souterrains dans le karst L un tait h rit des connaissances sp l ologiques et consid rait uniquement le r seau de grottes
79. l en Loire Les m mes tendances se retrouvent dans l eau des diverses sources du Loiret avec une augmentation plus nette des teneurs nitrate alcalinit calcium pour les sources plus lointaines 112 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 La courbe de distribution de fr quence des valeurs des principaux param tres Ca HCO n est pas beaucoup modifi e pendant le transit cela peut s expliquer par la surface et le temps de contact assez r duits entre l eau issue de la Loire et l aquif re calcaire Les faibles teneurs en nitrate semblent dues au fait que les circulations dans le karst sont g n ralement en charge par rapport la nappe d eau alluviale qui est bien plus pollu e que la Loire L valuation du flux d ions Ca et HCO entrants eaux de la Loire et sortants source du Bouillon a permis de chiffrer la masse de carbonate dissoute annuellement dans le syst me D apr s Ch ry 4 pour un volume d eau de 336 millions de m en transit le tonnage dissous dans le syst me karstique serait de 35 450 tonnes chiffre par d faut car aux flux pris en compte par cet auteur 1l faut ajouter les flux de pertes r surgeant en Loire Le taux de dissolution sp cifique exprim en m par an et par unit de volume d aquif re est extr mement lev par rapport ceux des syst mes karstiques connus m me ceux soumis des pr cipitations beaucoup plus inte
80. le math matique de simulation de nappe Th se Doc Sp c Univ Orl ans 116 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Les trois pertes mergences ou inversacs du domaine de la Source Loiret Patrick Alb ric Universit d Orl ans ISTO CNRS ISTE 1A rue de la F rollerie 45071 Orl ans cedex 2 France patrick alberic univ orleans fr L INTRODUCTION Le val d Orl ans combine des caract ristiques fluviales videntes un fonctionnement karstique Les cours d eau de surface contribuent de mani re importante la recharge de l aquif re D abord en amont d Orl ans au contact du lit de la Loire dont les pertes de d bit enregistr es partir de Sully sur Loire http www2 centre ecologie gouv fr SIEL t moignent de l importance du ph nom ne En second au niveau des petits cours d eau drainant le val la for t d Orl ans ou la Sologne leur passage des terrains imperm ables aux calcaires Les principaux points d mergence d eau souterraine du syst me sont eux m mes directement influenc s par le r gime des eaux de surface soit qu ils se situent dans le lit m me du fleuve en aval d Orl ans ou d autres cours d eau comme le Dhuy ou le Loiret soit qu ils se trouvent temporairement submerg s par les coulements de surface Ces caract ristiques peuvent entrainer une variabilit importante du syst me diff rentes chelles court terme ainsi que de
81. massif des Bauges d apr s M Lepiller 1980 68 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 bassin versant se raccorde celui du Borne coloration des chalets de Tinnaz r alis e sur une faille transversale affectant le Cr tac sup rieur Il y a donc l une claire dissociation des bassins versants topographiques et hydrog ologiques du fait du plongement axial du synclinal vers le Sud Ouest et de la pr sence d une cassure facilitant le transit en profondeur vers l Urgonien Dautre part en rive gauche de la Fili re les mergences de la Diau et du Bunant situ es au d boucher de longs r seaux karstiques reconnus collectent les eaux de la vo te urgonienne du massif du Parmelan Mont Teret la faveur de l g res ondulations synclinales plongeant au Nord Est Enfin en rive droite du Fier la r surgence de Morette 11 appara t la terminaison aval du synclinal urgonien troit fort plongement axial vers la vall e Les tra ages montrent que la faille amont Est Ouest des Collets a un r le drainant majeur concentrant vers l mergence la fois les eaux des r seaux Kkarstiques nord Montagnes des Fr tes des Auges Plateau des Gli res et sud Mont Teret et goutti re d Ablon En cons quence par le jeu de cette faille transversale et des plongements axiaux convergents vers cette derni re les bassins versants topographiques et hydrog ologiques sont loin de co
82. me karstique de Bange L Eau Morte dans le diagramme de A Mangin 19751 Fontaine l Ev que l ments d interpr tation du diagramme a de A Mangin 1975 1 Syst mes complexes 2 Syst mes plus karstifi s l amont qu l aval avec des retards l alimentation 3 Syst mes karstiques poss dant un r seau de drainage tr s d velopp avec une zone noy e peu importante 4 R seaux sp l ologiques bien d velopp s d bouchant en aval sur un important karst noy Le Baget Fontestorbe 86 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 I 2 Analyse des s ries chronologiques L analyse des s ries chronologiques assez classique dans l tude des syst mes karstiques Mangin Labat nous permet d explorer les propri t s des diff rentes variables caract risant le fonctionnement du SKBLM tel que la pluie la temp rature ou le d bit ainsi que les relations entre la pluie ou la temp rature et le d bit L ensemble des traitements classiques analyses corr latoires et spectrales simples et crois es analyses en ondelettes ont t faites pour diff rentes chroniques du SKBLM 15 Ces analyses Figure 3 sont tr s coh rentes est confirment le caract re tr s nerveux de ce syst me avec une tr s faible autocorr lation des d bits effet de m moire inf rieur 7 jours fr quence de coupure inf rieure 5 jours et une tr
83. n 1 pp 41 52 42 Fowler T and D Roach 1991 Dimensionality analysis of objects and series data In Nonlinear Dynamics Chaos and Fractals Geological Association of Canada p 59 81 43 Paredes C 1995 Aplicacion de la geometria fractal en las Ciencas de la Tierra Tesis Doctoral Universidad Politecnica de Madrid 285 pages 44 Shuster H 1988 Deterministic Chaos Ed Verlagsgesellscha t Weinheim 270 pp 58 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Session 1 Hydrog ologie et karst dans des contextes bioclimatiques et structuraux vari s Monographie sur les secteurs d tude de Mcihel Lepiller 59 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 60 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Contexte stratigraphique lithologique et structural des massifs subalpins des Bornes et des Bauges Localisation des aquif res karstiques et circulation des eaux souterraines Jean Paul Rampnoux Universit de Savoie Laboratoire EDYTEM CNRS UMR 5204 CISM 73376 La Bourget du Lac cedex jean paul rampnoux univ savoie fr I CADRE GEOGRAPHIQUE Les Bornes et les Bauges appartiennent aux cha nes subalpines septentrionales fig 1 Dominant l Ouest l avant pays savoyard elles constituent deux massifs montagneux bien individualis s d limit s
84. ncider des diffluences karstiques se faisant tr s pr s des vall es du Borne et de la Fili re e Dans les Bornes m ridionales du fait de l inversion de relief La Tournette constitue une structure pliss e et caill e soulign e par l Urgonien synclinal sud ouest du Casset anticlinal s s de la Tournette monoclinal oriental et Montagne de Cotagne Il en r sulte des circulations divergentes en toile avec la grosse r surgence de la Fontaine du Paradis Th nes e Dans les Bauges ces aquif res affleurent largement sur la retomb e orientale des anticlinaux du Semnoz et du Revard s 6 7 9 sur le monoclinal du Marg riaz et dans les synclinaux perch s des Bauges moyennes Ainsi le massif du Semnoz et sa carapace urgonienne plonge au Nord vers le lac d Annecy et au Sud vers l entaille du Ch ran la faille du Cr t de Chatillon constituant une discontinuit hydrog ologique Il en r sulte d une part au Nord plusieurs petits syst mes karstiques dont ceux des mergences de Bourneau et de l Etang en bordure du synclinal de Leschaux des Marquisats et de la Puya en bordure du lac ou du Boubioz sous le lac et d autre part au Sud en rive droite du Ch ran la r surgence de Bange l Eau morte drainant tout le versant sud est du cha non De m me le massif du Revard s l est constitu de trois syst mes karstiques savoir le syst me de Pr rouge au Nord dont l mergence se fait en rive gauche du Ch
85. o CT im D 2007 0 70 SA 0 60 G 0 40 0 30 020 Pr cipitations 0 10 i 0 00 i 800 1000 1200 1400 1600 1800 Figure 6 Distribution des fr quences cumul es des hauteurs pluviom triques annuelles par ann e civile et loi normale 10 Distribution 0 9 cumul e 2002 2000 0 8 1999 E 2004 0 7 0 6 See 0 4 03 02 0 1 0 0 10 0 12 0 14 0 16 0 Temp rature C Figure 9 Distribution cumul e des temp ratures moyennes mensuelles Oloron Sainte Marie et loi normale 400 350 300 250 200 150 100 50 RS nt CRT D L D a Figure 7 Valeurs maximales ge quartiles moyennes et m dianes 1 quartiles et minimales des hauteurs pluviom triques mensuelles barres rouges verticales moyennes un cart type 1 00 0 75 0 50 0 25 0 00 O 50 100 150 200 250 300 350 Figure amp Fuseau des pr cipitations mensuelles au cours de 44 derni res ann es distributions cumul es La courbe interm diaire est celle du mois de mars 1965 1974 1983 1992 2001 2010 Figure 10 Temp ratures moyennes annuelles depuis l ann e 1964 Oloron Sainte Marie 105 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV CONCLUSION ET PERSPECTIVES Un corpus important de donn es a
86. observer l influence des am nagements sur la sensibilit la pluie du captage des Varras L INTRODUCTION La Haute Normandie est connue pour la vuln rabilit de ses ressources en eau Les captages les plus productifs de la r gion exploitent les syst mes karstiques de nature binaire avec parfois plus d une vingtaine de m tres de formations superficielles principalement des argiles silex 1 La nature de ces formations ainsi que celle des sols engendrent un al a rosion fort tr s fort 2 De part ces caract ristiques le risque d occurrence d pisodes turbides est tr s important en Haute Normandie de sorte que de nombreux captages sont touch s La mise en 169 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 place des BAC et des DUP ont permis la multiplication des tudes de vuln rabilit et notamment la recherche et l am nagement des b toires dont le BRGM r alise actuellement la synth se et la cartographie Le syndicat d eau g rant le captage des Varras a tr s t t d velopp une politique volontaire de protection de la ressource et a lanc entre 1997 et 2001 de nombreux travaux d am nagement des b toires 2 3 identifi es par les diff rentes tudes environnementales 4 10 Dans le cadre de l valuation de sa politique de protection de la ressource le syndicat d eau a souhait tudier l efficacit de ces am nagements sur la turbidit des e
87. peut en attendre coefficient de Lyapounov Toute cette information est contenue dans l attracteur Son calcul passe par l tablissement des int grales de corr lation qui rendent compte de la fa on dont est distribu e l information par rapport l chelle Int grale de corr lation Attracteur log de C Dimension de l attracteur SO EE E 0 05 1 0 2 4 6 8 10 12 log de Dimension de plongement Fig 15 Fig 16 Les int grales de corr lation en coordonn es logarithmiques doivent suivre des droites dont les pentes permettent de calculer l attracteur La distance entre chaque droite d finit l entropie de Komolgorov Sina On constate fig 15 que l on peut diviser le graphique en deux ensembles par rapport l chelle de l amplitude des mesures correspondant aux abscisses Pour les amplitudes inf rieures 10 I s log inf rieur 2 on obtient un attracteur qui cro t ind finiment cela signifie que les faibles variations sont tr s al atoires et difficilement interpr tables Au del le calcul de l attracteur est alors possible fig 16 indiquant qu il est fractale avec comme dimension 0 91 et que le degr de libert de ce syst me est faible 2 3 variables d tat seulement On en conclut que peu de variables sont n cessaires pour mod liser ce syst me que son comportement est non lin aire avec une forte sensibilit aux conditions initiales influant sur sa pr dictibilit Il serait
88. pr cipitations 15 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Quant aux mod les distribu s les mod lisateurs s appuient sur une repr sentation du milieu karstique soit quivalente fictive soit simul e L approche par le recours des param tres quivalents a conduit l origine une repr sentation irr aliste de l aquif re Par exemple le fonctionnement du syst me de Vaucluse a t approch par l un des premiers mod les maill s destin simuler l hydrogramme de la source 31 Le calage des param tres contraignit les auteurs mod liser une zone de drainage large de plusieurs kilom tres L introduction de mod les double ou triple porosit ou perm abilit selon les cas a consid rablement rapproch les caract ristiques des mod les de la r alit 113 114 145 153 38 137 Cependant les r seaux de drainage pris en compte sont toujours bien loin de la r alit qui reste insaisissable Probabilit Oo 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 12 observ Probabilit O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Figure 3 Distribution de la probabilit d existence d un conduit karstique selon les directions de l espace La distribution simul e est d duite de la d termination des plans de drainage partir d
89. pr voir le comportement Ces m thodes s appellent analyses corr latoires et spectrales 6 10 analyses en ondelettes continues ou discontinues 11 221 Rescaled Range Analysis 23 analyses fractales ou multifractales et analyses des attracteurs 23 291 Leurs utilisations depuis quelques ann es sur de nombreux exemples aux caract res fort diff rents ont pu d montrer leur efficacit et le bien fond de cette approche qui au vu des r sultats obtenus laissent entrevoir d normes possibilit s dans la compr hension et la mod lisation des aquif res karstiques HI EXEMPLE D APPLICATION Il tait int ressant de prendre un exemple sur lequel avait travaill de longue date Michel Lepiller adepte de ces m thodes qui l avaient convaincu et qu il voulait d velopper Il s agit du syst me de Bange l Eau Morte dans le massif des Bauges objet d un m moire de DEA r alis par Thibault Mathevet en 2002 et codirig par Michel et moi m me L id e de Michel tait d ailleurs d essayer d appliquer aux param tres physico chimiques les techniques utilis es pour l hydrodynamique Ici ne sera mentionn que ce deuxi me aspect On trouvera une description de Bange l Eau Morte dans les travaux de Michel Lepiller 30 31 et dans ceux de Thibault Mathevet 32 Les donn es dont nous disposions correspondent des d bits moyens journaliers relev s de 1981 1998 fig 1 ainsi que des d bits au pas de 30 minute
90. rard P 1983 Alimentation en eau de la ville de Montpellier CAPTAGE DE LA SOURCE DU LEZ tudes des relations entre la source et son r servoir aquif re Rapport n 1 Rapport 83 SGN 167 LRO 8 Fleury P Ladouche B Conroux Y Jourde H D rfliger N 2008 Modelling the hydrologic functions of a karst aquifer under active water management the Lez spring Journal of Hydrology submitted 9 Avias J 1995 Gestion active de l exsurgence karstique de la source du Lez H rault France 1957 1994 Hydrog ologie 1 113 127 10 Paloc H 1979 Alimentation en eau de la ville de Montpellier Localisation d un emplacement de captage dans le r seau souterrain de la source du Lez D termination de ses principales caract ristiques en pr alable l ex cution des travaux Rapport BRGM 79 SGN 654 LRO 16p 11 Pinault J L H Pauwels and C Cann 2001a Inverse modelling of the hydrological and the hydrochemical behaviour of hydrosystems Application to nitrate transport and denitrification Water Resources Research 37 no 8 2179 2190 12 Pinault J L V Plagnes L Aquilina and Bakalowicz M 2001b Inverse modeling of the hydrological and the hydrochemical behavior of hydrosystems characterization of karst system functioning Water Resources Research 37 no 8 2191 2204 13 Pinault J L D rfliger N Ladouche B and Bakalowicz M 2004 Characterizing a coastal karst aquifer using an inverse
91. re g n rale ce mod le permet de reproduire les importantes variations du niveau pi zom trique environ 30m par rapport aux variations li es aux pr cipitations 3 m tres maximum Figure 4 Le coefficient de Nash a une valeur comprise entre 0 83 et 0 95 en fonction du mod le de transfert s lectionn et des chroniques de d bits naturels consid r es Le param tre de 33 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 sollicitation utilis correspondant la sollicitation des r serves lorsque le d bit pomp est sup rieur du d bit naturel de la source est variable au cours de la p riode d exploitation Entre 1974 et 1982 la valeur de sollicitation est de 44 alors que pour la p riode 1982 2005 cette valeur est sup rieure avec 55 Il y a encore quelques incertitudes lever concernant les r sultats mais ils ont t consid r s de qualit suffisante pour mener les analyses concernant le comportement hydrodynamique du syst me Simulated w ater level in the borehole Samani amp Ebrahimi model Monitored groundw ater level in the borehole Monitored water level in the borehole Simulated groundw ater level in the borehole Samani and Ebrahimi model O O0 OQ O O R O N Water level in m A s l O O Groundwater level in m A s I R2 0 941 Nash 0 860 Ql
92. se et de l volution de conduits karstiques 44 45 Ces mod les couplant coulement et r actions chimiques de dissolution de la roche carbonat e n en sont encore qu leurs balbutiements si bien qu il n est pas encore question de simuler le r seau de drainage d un ensemble karstique Mais ces simulations montrent que les ordres de grandeur de dur e pour le d veloppement d un r seau de drainage bien organis sont de l ordre de 16 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 10 000 50 000 ans c est dire comparables celui tir d observations de terrain ou de calcul de bilans de dissolution 14 II 2 Les m thodes d exploration et d tude de l aquif re karstique L approche du fonctionnement et de la structure de l aquif re Kkarstique s appuie n cessairement sur un large ventail de m thodes d exploration et d analyse Selon les cas elles s appliquent soit l chelle locale soit celle du syst me dans son ensemble Il faut distinguer entre les m thodes qui ont pour but de r v ler la structure karstique du milieu et celles analysant le fonctionnement hydrologique du syst me IL 2 1 La reconnaissance de la structure du milieu Toutes les m thodes sont appliqu es l chelle locale c est dire sur des points ou de petites parties du syst me Certaines sont des classiques de la reconnaissance g ologique ou hydrog ol
93. sensibles aux conditions environnementales et aux conditions climatique et m t orologique 120 335 80 360 Pluie cumul e l us l uS cm Pluie cumul e l l I i 320 l ll l l ll l l li l i li 280 l li l l li l l ll l l li l I ll 240 l 08 09 10 09 12 09 14 09 l l 24 09 26 09 28 09 30 09 02 10 i 400 300 fF 7 l ss I z x l I 2 340 200 a z A l e e P R 5 l Conductivit E ha 2 280 100 p l l 5 i i B l I E I I i I I F 220 s 0 06 05 09 05 12 05 03 06 06 06 09 06 400 Ourtau 40 a 7 S 350 30 L I VA F 300 20 amp 5 PR 2 go 250 10 200 nr ri 0 06 05 07 05 08 05 09 05 10 05 11 05 12 05 01 06 02 06 03 06 Figure 4 Evolution de la conductivit et de la turbidit aux sources de la Fontaine d Orbe et de l Ourtau en haut d tail de deux pisodes 103 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Contexte climatique Le contexte climatique des cha nons b arnais pluviom trie temp rature vapotranspiration a t tudi en d tail par Rey 3 les grands traits climatologiques de la r gion seront donc pr sent s ici en s appuyant sur la seule station d Oloron Sainte Marie station n 64422004 de M t o France 43 10 12 N 0 35 24 W 235 m d altitude situ e au nord de
94. syst me De plus du fait du fonctionnement hydrog ologique de ce type d aquif re les variations importantes du d bit de la source du syst me au cours d un cycle hydrologique constituent une limite d exploitation lors des p riodes d tiage p riodes o les besoins en eau peuvent tre les plus lev es p riode de tourisme par exemple Une interception du r seau karstique l amont de l exutoire et un pompage au sein du r seau constituent les bases d une gestion active des aquif res karstiques Les conditions favorables une telle gestion ainsi que des exemples d exploitation et d interpr tation d essai de pompage au sein d un conduit karstique font l objet de cet article Un exemple d taill e en contexte m diterran en du Sud de la France est pr sent et discut Le Lez Montpellier ainsi qu un exemple en Syrie avec la source de Figeh utilis pour l alimentation en eau potable de Damas 29 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 I 1 La gestion active d un syst me karstique Pomper dans un forage interceptant le conduit karstique satur en eau et situ sous le niveau de la source constitue le pr alable la gestion active d un aquif re karstique Si l on distingue des syst mes karstiques jurassiens des syst mes karstiques vauclusiens ce deuxi me type est la deuxi me condition Le conduit karstique doit tre situ en profondeur so
95. tendance lin aire d croissante observ e dans le signal de l indice de r ponse sur la p riode 2001 2005 fait partie de cette amortissement Par cons quent elle doit tre supprim e afin de mod liser le signal d pourvu de l impact des am nagements Le mod le d interpolation param trique a t effectu sur le signal 2001 2005 sans tendance Le mod le reproduit assez bien le signal observ R 0 637 malgr une sous estimation des hautes fr quences certainement due au pas d chantillonnage journalier figure 4a Le mod le partir des m mes sinuso des mais non amorties montre des amplitudes de variations nettement plus importantes figure 4b Ces mod les sont ce stade d pourvus de la tendance initialement extraite pour la mod lisation de l indice de r ponse du syst me Il est donc n cessaire de la rajouter afin de comparer le signal mod lis au signal brut et valuer l effet des am nagements sur la sensibilit la pluie du captage des Varras Figure 5 La surface grise correspond la diff rence entre le signal mod lis non amorti et le signal brut observ Elle repr sente une augmentation de 69 de l indice de r ponse du captage La valeur moyenne de l indice de r ponse du captage en 1995 1999 est gale 112 et celle de 2001 2005 vaut 23 La valeur moyenne de la diff rence entre le signal brut observ en 2001 2005 et le signal mod lis avec la tendance est de 66 Le calcul de la tend
96. transfert et soit de type semi global coupl une solution analytique de type coulement vers une tranch e 4 IL EXEMPLES II 1 Le syst me karstique du Lez H rault IL 1 1 Contexte hydrog ologique La source karstique du Lez est l exutoire principal de l aquif re karstique du m me nom se d veloppant au sein des calcaires jurassiques et cr tac s Les marnes oxfordiennes constituent la limite inf rieure de l aquif re alors que celles de l Albien la limite sup rieure L H rault l Ouest et le Vidourle au Nord et l Est constituent les limites de l aquif re 5 et 6 La source du Lez est une source de type Vauclusienne l eau merge au niveau d une vasque situ e une altitude de 65m NGF et donne naissance au fleuve du m me nom La source du Lez est situ e 15km au nord de Montpellier dont l alimentation en eau potable provient de cet aquif re Le bassin d alimentation de la source du Lez d termin partir d essais de tra age des l ments structuraux ainsi que de l analyse des variations pi zom triques est d une superficie de quelques 380 km figure 1 7 La recharge s effectue au niveau des calcaires affleurants sur une surface de quelques 100km 30 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 FCEE CELLLAT nn Fonthonne spring ELLES E Pouzets spring nue nus Restincli r
97. une ressource incontournable mais particuli rement vuln rable pour l alimentation des populations et activit s baujues Apr s avoir dress un tat des lieux g n ral de la connaissance et des usages des eaux souterraines karstiques en Bauges nous verrons en quoi les travaux de Michel Lepiller ont clair significativement certains pans de ces connaissances et aid guider la gestion de la ressource Figure l Carte de localisation du massif des Bauges d apr s G Denavit 2005 I DES KARSTS MONTAGNARDS AUX CARACTERES DIFFERENCIES ENTRE L EST ET L OUEST DES BAUGES I 1 Un contexte climatique humide et frais Les pr cipitations proviennent essentiellement des perturbations oc aniques et sont abondantes sur l ensemble du massif bien que celui ci soit en partie prot g de ces flux d ouest par la terminaison du Jura m ridional En fait c est au c ur m me du massif que les pr cipitations sont les plus importantes tabl 1 Pr cipitations P riode d observation Temperature mm an moy C 1378 mm 1955 1994 40 ans Lescheraines 1423 mm 1975 1996 22 ans 1659 mm 1965 1994 30 ans hi 1030 Les D serts 1688 mm 1975 1996 22 Dh 6 1 Aillon le 1844 mm 1955 1994 40 ans Jeune 1982 mm 1975 1996 22 ans 6 4 Ecole en 1541 mm 1965 1994 30 ans 130 Bauges 1599 mm 1975 1996 22 ans 6 7 Tableau l Pr cipitations annuelles et temp ratures moyennes dans quelques stations des Bauges
98. 0 i 90 2 80 12 70 10 L 60 8 50 40 6 30 4 20 2 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 Temps en jours depuis l injection le 25 avril 11h15 Temps en jours depuis l injection le 25 avril 11h15 Concentration corrig e en uranine en ug l Quantit de traceur r cup r en du total r cup r Figure 2 Courbe de restitution Champ Courbe cumulative Champ Pelledieu Pelledieu Post rieure au 2 mai 12h00 soit 7 jours 14 09 ug l le 28 avril 21h00 Temps modal 151 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Temps moyen de s jour Environ 3 8 jours 9 Fi circulation circulation Quantit de traceur r cup r 70 g sur la base d un d bit moyen de la source de 30 1 s Pourcentage de traceur r cup r La restitution n tait pas totalement termin e lors de l arr t de la surveillance III 4 2 INJECTION D AMINO G ACIDE AU FORAGE DE LA BISSAUGERIE Restitution d amino G acide sur F1 1 4 1 2 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 i 0 5 10 15 20 25 30 Temps en jours depuis l injection le 29 mars 12h00 Concentration corrig e en uranine en ug l Restitution d amino G acide sur F1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Temps en jours depuis l injection le
99. 0 Orange F 2003 Etude hydrog ologique des les Loyaut Rapport de stage m m technicien ESEM Universit d Orl ans 58 pp 11 Jaromin D 2007 Gestion de la ressource en eau sur l le de Lifou rapport de stage m m ing nieur Polytech Orl ans 76 pp 12 Chiang W H Kinzelbach W Rausch R 1998 Aquifer Simulation Model for WINdows Groundwater flow and transport modeling an integrated program Berlin Stuttgart Borntraeger 137 pp http wWww pmwin net asmwin6 htm 188 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Session 2 Tra ages artificiels m thodologie technique outils interpr tation 189 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 190 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Proposition d une grille d valuation des r sultats des tra ages en milieu karstique au moyen de traceurs fluorescents Paul Henri Mondain Philippe Muet D CALLIGEE BP 82118 1 rue de la No 44321 Nantes cedex 3 ph modain calligee fr 2 GINGER Environnement et Infrastructures BP 885 117 route de Nexon 87016 Limoges Cedex p muet gingergroupe com R sum Le tra age artificiel des eaux souterraines est une m thode rapide et pratique de reconnaissance des coulements souterrains Les tra ages sont de plus
100. 00 observations de terrain et 270 sondages la tari re main ont permis l INRA d tablir la carte des sols du secteur 15 et de d finir 3 unit s p dologiques majeures 1 les sols lessiv s appel s luvisols de texture limono argileuse et souvent hydromorphiques 51 de la surface du bassin et plut t dans la partie aval 2 les sols d grad s 34 du bassin et plut t dans la partie amont qui correspondant des luvisols d grad s et 3 les sols alluviaux et colluviaux pr sents dans les thalwegs 15 sols pouvant tre caillouteux Le basin se trouve dans un contexte d agriculture intensive de polyculture Environ 80 de la surface correspondent des sols cultiv s 12 de la for t 8 pour les zones habit es les routes et des secteurs d exploitation de p trole Les pratiques culturales assolement et traitements phytosanitaires sont connues de mani re disparate Pour la p riode 1992 93 1996 97 des enqu tes ont t r alis es aupr s d agriculteurs couvrant environ 50 de la surface exploit e Les c r ales et notamment le bl apparaissent comme les cultures majoritaires avec plus de 50 de la surface agricole utile Le ma s le colza le tournesol et la jach re occupent environ 10 chacun Cons quente directe de l utilisation du sol PIPU appara t comme la mol cule phytosanitaire la plus largement utilis e 24 de la masse des pesticides utilis s vient ensuite la trifluraline un autre herbic
101. 11h15 a am kS A L I Er Ecole que S T l Bu ans re een re NE a eons rl ans es et Karst au travers des travaux de Michel Lepiller 16 17 mai 2008 Ecole Polytechnique Universit d Orl ans Programme de la Journ e technique Accueil des participants Ouverture du Colloque Repr sentants officiels Universit d Orl ans Polytech Orl ans ISTO Jean Claude ROUX Pr sident du Comit fran ais de l AIH Conf rences introductives Pr sident de s ance Jean Claude ROUX 09h30 09h50 Le milieu karstique tudes et perspectives identification et caract risation de la ressource Michel BAKALOWICZ Hydrosciences CNRS Montpellier 09h50 10h10 Une gestion active des syst mes karstiques pourquoi Exemples et perspectives Nathalie DORFLIGER BRGM 10h10 10h30 Strat gies de protection des ressources en eau dans le karst o en est on Pierre MARCHET Agence de l eau Adour Garonne amp Laurent CADILHAC Agence de l eau Rh ne M diterran e Corse 10h30 10h50 Caract risation des propri t s des syst mes karstiques d apr s l tude des coulements Alain MANGIN CNRS Moulis Pause caf Session 1 Hydrog ologie et karst dans des contextes bioclimatiques et structuraux vari s Monographies sur les secteurs d tude de Michel Lepiller Pr sidents de s ance Val rie PLAGNES Universit Paris VI et Philippe CROCHET ANTEA Alpes Massifs des Bornes et des Bauges Haute Savoie 11h
102. 15 11h25 Contexte stratigraphique lithologique et structural des massifs subalpins des Bornes et des Bauges Localisation des aquif res et circulation des eaux souterraines Jean Paul RAMPNOUX EDYTEM Universit de Savoie 11h25 11h45 Hydrog ologie karstique du massif des Bauges tat des connaissances et contributions de M Lepiller aux recherches fondamentales et appliqu es Fabien HOBLEA EDYTEM Universit de Savoie 12h30 14h00 14h00 16h00 16h30 16h30 11h45 12h05 Etude des tendances moyen terme de l exportation carbonat e relation avec les variations climatiques syst me karstique de Bange l Eau Morte Valorisation des travaux de terrain suivi de chroniques Thibault MATHEVET EDF Grenoble amp Nevila JOZJA ETD B arn Pyr n es 12h05 12h25G om trie et fonctionnement de quatre aquif res carbonat s des cha nons b arnais Pyr n es Atlantiques Jo lle RISS Universit de Bordeaux D jeuner Val d Orl ans un syst me hydrog ologique original haute potentialit et tr s forte vuln rabilit 14h00 14h20 Fonctionnement du syst me karstique du Val d Orl ans Fran ois LELONG Ancien professeur de l Universit d Orl ans 14h20 14h40 Les trois pertes mergences ou inversacs du domaine de la Source Loiret Patrick ALBERIC ZISTO 14h40 15h00 Protection des captages du val d Orl ans action dans le p rim tre Dominique CHIGOT Eau et Industrie G tinais terrain d observat
103. 150 151 qui est la seule r v ler l eau souterraine alors que toutes les autres r v lent des modifications de nature physique dont les cavit s L application au karst n en est encore qu ses d buts Les r sultats bien qu int ressants ne sont pas tr s encourageants car la profondeur d investigation reste limit e moins de 50 m et le rapport signal bruit est tr s faible En fait la reconnaissance du milieu l chelle d un massif carbonat reste encore le domaine presque exclusif de l exploration sp l ologique L exploration des r seaux karstiques a fait de fa on g n rale progresser surtout les connaissances sur l organisation des vides karstiques une fois que ceux ci ont t abandonn s par les coulements souterrains par abaissement de leur niveau de base voir par exemple le site http www speleogenesis info index php Mais l hydrog ologie est plus concern e par la reconnaissance des r seaux noy s domaine dans lequel les importants progr s techniques faits en plong e souterraine ont conduit des d couvertes et des observations tr s int ressantes L un des plus remarquables r sultats est certainement celui concernant le karst littoral du Yucatan 141 http www caves org project qrss qrss htm II 3 Les m thodes d tude du fonctionnement et d analyse des donn es De mani re g n rale les principaux progr s r cents sont li s l acquisition de donn es gr ce
104. 17 mai 2008 Figure 2 Teneurs en atrazine deethylatrazine isoproturon chlorure et nitrate et d bit mesur s la source des Trois Fontaines de janvier 1989 mai 2006 HI 2 Chronique des teneurs en nitrate Les teneurs en nitrate ont fluctu d un facteur 2 5 pendant le suivi allant 25 7 mg L le 12 avril 1992 63 8 mg L le 7 f vrier 2003 figure 2 D une mani re globale les concentrations diminuent entre 1988 et l t 1992 pour croitre nouveau et atteindre leur maximum en 2001 et 2002 Cette tendance est similaire celle des d bits D ailleurs d bit et teneurs en nitrate sont significativement corr l s r 0 676 n 1184 Cela signifie donc que les augmentations de d bit s accompagnent d une d t rioration de la qualit de l eau vis vis du param tre nitrate A la source pendant les longues p riodes s ches la teneur en nitrate d croit vraisemblablement parce que le d bit est alors essentiellement constitu par de l eau plus ancienne provenant des secteurs infiltration plus lente et vraisemblablement moins contamin e comme le sugg rent 5 Dans le cas pr sent les variations de teneur en nitrate semblent plus vraisemblablement li es un changement de contexte hydrodynamique qu une volution des pratiques culturales pratiques qui au niveau r gional sont stables en terme de vente de fertilisants sur plusieurs d cennies IIL 3 Chronique des teneurs en Isoproturon L isoprot
105. 1974 29 4 pp495 601 1975 30 1 pp21 124 164 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 17 Mangin A 1984 Pour une meilleure connaissance des syst mes hydrologiques partir des analyses corr latoires et spectrales Journal of Hydrology 67 pp25 43 18 Marsaud B 1996 Structure et fonctionnement de la zone noy e des karsts partir des r sultats exp rimentaux Structure and behavior of the saturated zone of karst aquifers from experimental results PhD Thesis University Paris XI Orsay Document du BRGM n 268 1997 Editions BRGM 19 Mudry J 1987 Apport du tra age physico chimique naturel la connaissance hydrodynamique des aquif res carbonat s Contribution of the physical and chemical natural tracers to the hydrodynamic knowledge of the carbonated aquifers Th se de Docteur en Sciences Universit de Franche Comt Besan on France 20 Plagnes V 1997 Structure et fonctionnement des aquif res karstiques caract risation par la g ochimie des eaux Structure and behavior of karstic aquifers characterisation by hydrogeochemistry PhD Thesis University of Montpellier document du BRGM n 293 2000 Editions BRGM 21 Poulain D 2003 Contribution l tude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et tude des modalit s et de circulation des eaux dans la zone non satur e par comparaison des informations fournies par les traceurs c
106. 2008 effectu es 1l y a plus d une dizaine d ann es Ceci confirme le r le de l abaissement du niveau de base r gional contr l par le Tarn dans l extension vers l ouest des syst mes drain s vers ce cours d eau V 5 Existence d un karst noy au nord de la faille des vignes Le tra age de l aven de Cassagnes situ 200 m environ de la faille des Vignes a donn lieu la source de Mayrinhac une restitution dont les caract ristiques r v lent probablement l existence d un karst noy assez d velopp dans les formations carbonat es qui pr sentent une paisseur maximale en contact avec la faille L existence d un pic tr s aigu valeur maximale de la D T S apparue un peu plus de 25 h apr s l ingection indiquant une vitesse modale de 69 m h suivi d une tra ne tr s tal e sugg re que le traceur a tr s probablement transit sans difficult vers un karst noy assez d velopp expliquant l importance du volume d eau trac 830 000 m3 V 6 R flexions sur les tra ages effectu s Une trentaine de tra ages ont t r alis s mais une dizaine n ont pas fait l objet d une restitution av r e Les causes de cette non restitution sont multiples certains tra ages auraient demand une masse de traceur sans doute plus importante mais le facteur limitant tait la pr sence de sources capt es Ja quantit d eau apport e n a pas t suffisante pour remettre en fonc
107. 24 5 02 10 12 02 28 6 03 14 1 04 1 8 04 17 2 05 5 9 05 sinuso de amortie observ e dans le signal sinuso de non att nu e Figure 2 comparaison entre sinuso de amortie et non att nu e 172 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV RESULTAT ET DISCUSSION IV 1 D composition de l indice de r ponse du syst me par analyse en ondelettes L indice de r ponse du syst me repr sente la sensibilit la pluie du captage des Varras Celui ci pr sente des valeurs beaucoup plus fortes entre 1995 et 1999 que lors de la p riode 2001 2005 Cependant les valeurs de turbidit sont plus faibles lors de la 1 p riode que lors de la 2 ce qui s explique par une pluviom trie plus faible entre 1995 et 1999 figure 1 L indice de r ponse traduit donc un changement dans la sensibilit la pluie du captage des Varras entre les deux p riodes la 1 montre une sensibilit plus forte avec une tendance lin aire la hausse alors que la 2 montre une sensibilit plus faible avec une tendance lin aire la baisse figure 3 a d Des analyses spectrales par transform e en ondelettes ont t r alis es sur ces deux p riodes afin d explorer les variations du contenu fr quentiel des deux signaux Les hautes fr quences inf rieures 30 jours et basses fr quences sup rieures 40 jours ont t s par es afin de reconstruir
108. 29 mars 12h00 Figure 3 Courbe de restitution la source FI Courbe cumulative la source F1 Restitution Source Trois Fontaine F1 F2 F3 et F4 29 03 05 12h00 Distance apparente 8595 m 8 avril 18h05 soit 10 25 jours Fin de restitution 15 avril 4h30 s 1 28 ug l le 9 avril 22h05 Temps modal 11 42 jours Temps moyen de s jour 11 7 jours Vitesse apparente maximale de 35 m h circulation circulation oit 16 7 Jours 152 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IIL 4 3 INJECTION DE SULFORHODAMINE A PARTIR DE LA PERTE DES SAPINS CHUELLES Restitution de sulforhodamine sur F1 0 4 0 35 0 3 0 25 0 2 0 15 0 1 0 05 Concentration corrig e en uranine en ug l Temps en jours depuis l injection le 29 mars 17h35 0 Ko 0 5 10 15 20 25 30 Figure 4 source F1 Restitution Date d injection Distance apparente D but de restitution Restitution de sulforhodamine sur F1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 10 15 20 25 30 Tempsenjoursdepuisl injectionle 29 mars 17h35 Source Trois Fontaine F1 F2 29 mars 17h35 9 140 m Courbe de restitution la Courbe cumulative la source F1 F3 et F4 4 avril 11h00 soit 5 73 jours Fin de restitution Maximum
109. 30 soit 10 25 jours 167 jours F1 11 7 jours F1 31 m h La Bissaugerie 29 03 05 DS Tros Forage Date Temps moyen de Vitesse apparente F2 08 04 05 10h05 soit F2 12 04 05 6h05 soit eitas F2 31 m h Amino G acide Fontaines F1 F2 F3 2A Jou ts l P Jour F Chuelles 12h00 F4 Moulin de Loince F3 08 04 05 6h30 soit F3 12 04 05 10h30 soit miao F3 32 mwh 9 77 jours 13 94 jours F4 08 04 05 8h30 soit F4 11 04 05 22h05 soit 9 85 jours 13 42 jours F4 11 2 jours F4 32 m h F1 04 04 05 11h00 soit F1 11 04 05 18h05 soit PEA ois F1 49 wh 5 73 jours 13 jours Sources des Trois j Perte diffuse 9j Les Sapins Chuelles F2 04 04 05 2h00 soit F2 19 04 05 00h20 soit Fed ou F2 60 wh 5 35 jours 20 3 jours 29 03 05 Fontaines F1 F2 F3 F3 04 04 05 11h00 soit F3 19 04 05 21h20 soit 17h35 suHomodamine F4 Moulin de 5 73 jours 21 16 jours a en Loince F4 04 04 05 2h00 soit F4 20 04 05 4h20 soit Hd 8 0 jo rs F4 48 m h 5 35 jours 21 45 jours Moulin de Loince 06 04 05 Moulin de Loince 15 04 05 Moulin de Loince Moulin de Loince 11h00 soit 7 73 jours 17h00 soit 17 jours 8 5 jours 34 m h Les Fays Pouce 6 04 05 E R Source de Champ Restitution constat e la source de Champ Pelledieu Uniquement quelques chantillons manuels pr lev s le amp 12h00 Pelledieu 08 04 2005 ne permettant pas de trace
110. 6 m s 144 143 Ombla Dubrovnik Croatie 33 8 m s 109 Pivsko Oko Yougoslavie 25 5 m s 109 Buna Bosnie Herz govine 23 7 m s 109 Kirkg zler Turquie 22 m s 109 A n ez Zarqa source de l Oronte Liban 12 9 m s El Sinn Syrie 10 5 m s 34 53 Figeh Syrie 7 5 m s 75 53 qui alimente en eau la vaste agglom ration de Damas Naraidha Mac doine Gr ce 10 m s ou l Almyros d H raklion Cr te Gr ce 6 55 m s Ressource myst rieuse surtout qui a fait de ces grandes sources des lieux mythiques de culte au m me titre que le Nil Car comment expliquer qu au plus fort de la longue s cheresse estivale m diterran enne un fleuve puisse continuer sortir de terre Les sources karstiques et leurs rivi res souterraines ont ensuite t plus r cemment l objet d attentions particuli res d explorateurs aux motivations vari es Parmi eux Martel 101 a t l un des premiers conceptualiser les coulements souterrains des r gions calcaires Avec lui sont apparues les pol miques sur la nature du milieu souterrain aquif re ou simple r seau de 11 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 conduits laissant passer rapidement des eaux venues de la surface et des sorties d eau v ritable source ou simple exutoire aux d nominations vari es mergence r surgence exsurgence cherchant prendre en compte certaines particularit s de
111. 72 774 5 Blanchard R 1903 Le Val d Orl ans Annales de G ographie 12 307 323 6 Marboutin F 1902 Rapport sur les eaux de la ville d Orl ans Michau amp Cie Orl ans 13 pp 7 Alb ric P 2001 L inversac perte mergence de la r surgence du Bouillon source du Loiret France Sciences et Techniques de l Environnement H S n 13 1 4 8 Alb ric P 2004 River backflooding into a karst resurgence Loiret France Journal of Hydrology 286 194 202 9 Sainjon H 1880 La Loire le Loiret et les courants souterrains du val d Orl ans Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences 91 n 4 242 245 10 Caudron M Albinet M Cottez S Margat J 1965 Les sources du Loiret Guide hydrog ologique Bulletin du BRGM 3 183 202 11 Desprez N 1967 Inventaire et tude hydrog ologique du Val d Orl ans Loiret BRGM rapport DSGR67A21 26 pp 12 Desprez N 1976 Val d Orl ans l est d Orl ans Loiret Etude hydrog ologique BRGM rapport T6SGN109BDP 18 pp 13 Ch ry J L 1983 Etude hydrochimique d un aquif re karstique aliment par perte de cours d eau la Loire Le syst me des calcaires de Beauce sous le val d Orl ans Th se Universit d Orl ans 14 Le Borgne F Treuil M Joron J L Lepiller M 2005 M thode de sondage g ochimique des aquif res l aide des lanthanides naturels et de leurs complexes EDTA Cas des aquif res alluvial et karstique du Va
112. 8 p 102 Mass i N 2001 Transport de particules en suspension dans l aquif re crayeux karstique et l interface craie alluvions in Morphodynamique Continentale et C ti re 2001 Universit de Rouen Rouen p 199 103 Massei N J P Dupont B J Mahler B Laignel M Fournier D Valdes and S Ogier 2006 Investigating transport properties and turbidity dynamics of a karst aquifer using correlation spectral and wavelet analyses Journal of Hydrology 329 1 2 p 244 257 104 Massei N H Q Wang M Field J P Dupont M Bakalowicz and J Rodet 2006 Tracer breakthrough tailing in a conduit dominated karstic aquifer Hydrogeology Journal 14 p 849 858 105 McDonald R C L Russill and R Davis 1999 Integrated geophysical surveys applied to karstic studies Seventh Multidisciplinary conference on sinkholes and the engineering and environmental impacts of karst Hydrogeology and engineering geologyof sinkholes and karst 1999 Harrisburg Hershey Pennsylvania A A Balkema p 243 246 106 McDowell P W and V Hope 1993 The location and delineation of karst and solution collapse features by acoustic tomography Fourth Multidisciplinary conference on sinkholes and the engineering and environmental impacts of karst Hydrogeology and engineering geologyof sinkholes and karst 1993 Panama City Florida A A Balkema p 123 129 107 Meus P and C Ek 1999 Tracing technique as a contribution to karstolog
113. Ann Sp l ol 1974 29 3 p 283 332 Ann Sp l ol 1974 29 4 p 495 601 Ann Sp l ol 1975 30 1 p 21 24 13 Marsaud B 1996 Structure et fonctionnement de la zone noy e des karsts partir des r sultats exp rimentaux Th se Univ Paris XI Orsay 14 Mathevet T 2002 Analyse du fonctionnement du syst me karstique de Bange L Eau Morte Bauges Savoie amp Haute Savoie France Rapport de DEA HHGG cole Sup rieure des Mines de Paris 15 Mathevet T Lepiller M Mangin A 2004 Application of time series analyses to the study of the hydrological functioning of an Alpine karstic system the case of the Bange L Eau Morte karstic system Hydrology and Earth System Sciences 8 6 pp 1051 1064 16 Mondain P H 1991 Hydrog ologie des syst mes karstiques de l unit delphino helv tique inf rieure entre les vall es du Fier et du Borne Massif des Bornes Haute Savoie France Th se de doctorat Universit d Orl ans 561 p 17 Mudry J 1987 Les courbes flux chimique d bit et le fonctionnement des aquif res karstiques J Hydrol vol 120 1 4 pp 283 294 18 Plagnes V 1997 Structure et fonctionnement des aquif res karstiques Caract risation par la g ochimie des eaux Th se de doctorat Universit de Montpellier I 376p 95 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 96 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au trave
114. Bauges est fortement karstifi et contient un grand nombre de syst mes karstiques de modestes dimensions et de grande vuln rabilit mais que leur omnipr sence et l abondance des d bits sp cifiques rendent incontournables en termes de ressources en eau Les caract res de ces syst mes sont bien diff renci s dans les parties est et ouest du massif Michel Lepiller a essentiellement travaill sur les syst mes les plus importants situ s sur le rebord occidental des Bauges du Semnoz au Revard o 1l a apport des contributions d terminantes la connaissance des caract res hydrom triques et physico chimique des sources instrumentation mesures ainsi qu l organisation des circulations souterraines et la d limitation des bassins d alimentation tra ages Ses travaux ont largement servi non seulement la gestion des ressources en eau potable mais aussi les prospections et d couvertes sp l ologiques les recherches g omorphologiques ainsi que la r solution de conflits d usage li s l activit extractive locale Apr s y avoir choisi son terrain de th se la fin des ann es 1970 Michel Lepiller est depuis toujours rest fid le aux Bauges amenant dans le massif des g n rations d tudiants et de coll gues pour des stages et travaux de terrain associant troitement recherche et p dagogie Mots clefs Hydrog ologie karstique Bauges ressource en eau Michel Lepiller INTRODUCTION Le massif subalpin de
115. Doudoux B Barf ty J C Carfantan J C Tardy M Nicoud G 1992 Notice explicative de la feuille Annecy Ugine 1 50 000 Editions du BRGM 3 Doudoux B Barf ty J C Vivier G Carfantan J C Nicoud G Tardy M 1999 Notice explicative de la feuille Albertville 1 50 000 Editions du BRGM 4 Charollais J Busnardo R Cardin P Clavel B Decrouez D Delamette M Gorin G Lepiller M Mondain P h Rosset J Villars F 1988 Notice explicative de la feuille Annecy Bonneville 1 50 000 Editions du BRGM 5 Doudoux B Mercier de Lepinay B Tardy M 1982 Une interpr tation nouvelle de la structure des massifs subalpins savoyards Alpes occidentales nappes de charriage oligoc nes et d formations superpos es C R Acad Sc Paris t 295 II pp 63 68 6 Lepiller M 1980 Contribution l hydrochimie l tude des circulations dans les massifs calcaires Etude de quelques syst mes karstiques du massif du Semnoz et de la r gion q Annecy Savoie Haute Savoie Th se Doctorat 3 cycle Univ de Grenoble 7 Lepiller M 1976 R sultats et interpr tation de cinq op rations de tra age effectu es sur les syst mes karstiques du Semnoz et de la Montagne de Bange Bois de Pr poulain massifs subalpins des Bauges Savoie Haute Savoie France 2 colloque d Hydrologie en pays calcaire Besan on Ann Sc Univ de Besan on fasc 25 3 s rie pp 251 262 8 Rampnoux J
116. GM 294 375 p 217 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 8 Rochat J Alary J Molinari J Charri re R 1975 S paration physicochimiques de colorants xanth niques utilises comme traceurs en hydrologie Journal of hydrology 26 p 277 293 9 Sabatini D A Austin T AL 1991 Characteristics of Rhodamine WT and Fluorescein as Adsorbing Graund Water Tracer Ground Water Vol 29 N 3 p 341 349 10 Smart P L et Laidlaw I M S 1977 An Evaluation of Some Fluorescent Dyes for Water tracing Water Ressources Research Vol 13 N 1 p 15 33 11 Trudgill S T 1987 Soil Water Dye Tracing with Special References to the Use of Rhodamine WT Lissamine FF and Amino G Acid Hydrogeological Processes Vol 1 p 149 170 218
117. L LC LE PER Es rar m l nee do Tuonen i GEHTS 12h00 ar 7 r n w a rire LT sh g N Hg Fe F z CL Li E 7 i ia i T mL Sous es Troie ons er p k M a 3 7 L a ri ET pure Cr i b d i a i L TE aclion des 25 kg da Haphiionaie E r EY l Eo H i aE A rs nr AD Ey j a 2 CE p M EE E s E i E i oii pen e Injection da 1 kg d in G acide h 280 12h00 i pe situ JF Dubia dim i E pari Weinman Heh E E aea Bastinscs Ven L Daai dermidi ean iena raria H rik r z k 4 dr pers Hya r E pi ai L La Hiseaigere H rection de 1 kg damino G aside la 240106 13500 gestion JF nyere FA Dht de restitution 22 ur F 4 FE PE se FE H iani SNS Er LA Les Sapins A A Impection da 1 kg de safforbodamies le 25005 17h35 sf T mmer W Mba d n FLE joue kispe ranira H rah dE Besson baie L n nma PRET D m rh me 1 CARTE GEOLOGIQUE oyachieG H yd Formations Quaternaires Formatons Secondaires E Amons r centes E STE ce Morel CE val e ONE maene El LES du limon de valons e Dakia de bag de panig al de hend da va bons jure imarr arieuse TE SDS Lie Er ne LP JH Liman de penike Sous Haii he bi pr lever auaa Ep Uman d pente sirk pz yursa raie porctualla mert alone de penis simert es ss rdiehenent par Fi j aa mies du beman ea ani The Erio L ne Formations Tertiaires Quaternaires mn EE A e a Ee malins t rlinres remarv es are g nie ERGE g
118. LEPILLER A LA CONNAISSANCE ET LA GESTION DES KARSTS DU MASSIF DES BAUGES II 1 Une contribution majeure la connaissance des syst mes karstiques baujus Apr s sa th se centr e sur les syst mes karstiques du rebord ouest des Bauges de part et d autres du Ch ran Semnoz Bange Pr poulain qui a fait date et fait toujours r f rence pr s de 30 ans apr s sa soutenance 12 Michel Lepiller malgr la distance depuis ses bases orl anaises n a jamais cess de travailler sur l hydrog ologie Kkarstique des Bauges L mergence du syst me de Bange l Eau Morte dit aussi syst me du Nant de la Combe du nom de sa source p renne quip e d un limnigraphe d s 1974 a continu d tre suivie sur les plans hydrom triques et physico chimiques gr ce la pose de sondes reli es un data logger ce qui lui a permis d acqu rir une des plus longues chroniques de donn es actuellement disponibles en France qu il a pu valoriser r cemment par un travail d quipe avec ses tudiants avanc s et collaborateurs 14 Mais la contribution de Michel Lepiller la production de donn es et connaissances hydrog ologiques sur les karsts du massif des Bauges est loin de se limiter au syst me de Bange l Eau Morte Ses tudes suivies sur le fonctionnement et l organisation du drainage karstique du Grand Plateau Nordique de la montagne de Bange au plateau Revard F claz fond es sur de nombreux multitra ages 13 ont not
119. Pyr n es Atlantiques de la rivi re du Saison l ouest celle du gave de Pau l est Figure 1 L tude propos e participe l am lioration des connaissances de cette masse d eau en effet quatre sources r parties dans les cha nons b arnais ensemble s dimentaire de moyenne montagne ont t r cemment l objet d un suivi r gulier 3 qui a permis d en caract riser les principaux processus d terminant leur qualit et leur r gime Au del de ces consid rations la n cessit d une connaissance actualis e de la g ologie et du fonctionnement hydrologique des impluviums de ces sources s est illustr e il y a peu de temps l occasion de la pollution accidentelle de l une d entre elles et cela en raison d une d finition incompl te et non actualis e de son p rim tre de protection un agriculteur avait d vers du purin deux cents m tres en amont d un captage mais en dehors du p rim tre de protection rapproch de l poque 3 Les quatre sources tudi es sont d ouest en est celles de la Fontaine d Orbe des Mourt s de l Ourtau et de Gourgouch Figure 2 _a MONT DE MARSAN Para Sij Gloron i Kiu P l L z i Louvie Juron en m k E A D S 1 Er L b our SE Touga chi PF mme lu im si Ee Ke Eiir fes Le Fe am pe 2 Sarrance a _ D i E 5 AEA Baes p CPS Da ea mr aire Le Le cai
120. RAR STIQUES EU AL D ORLEANS Mdi Lapio Brun La ur Libina care dH yt cab cg Lire rite dCi dires Fa neck Aiii FT riara CPC arr Fhiippa Eu sr Sa MS LS La Lot Formation aksio d age in ot r emit Burci ga en m maion sabts orgeusc de Gone E de Olime peu pen date ES Agianiim caca de Beauce pe miake Bouree des Capucins Taote de Cakare de Ermia sos tUe aus iake Moision E w pm a F surgence des Pen E C1 Pe eimp n raie F ge eda po Pete p n trabie iate FR En pe po lAnche CRDI en Ra Emegena p renne impir rate r af Ch teainieu mergence p n trable gratte re r Pese mergenoe mnt rate a T Pais mergence p n trabie g Forage asteorteant Forge E P iklmenaion en Eau Fate CEI Vate peu l ondionneke E Lis mkeen cence pr imge Li 5 Km Fi eue L ue Dee lo A du Val d Orl ans Certains limitent le syst me tout ou partie de la plaine alluviale celle ci est bord e au nord par le rebord du bas plateau des calcaires de Beauce et au sud par le glacis d Olivet vieilles terrasses alluviales et le coteau de Sologne formation semi perm able burdigalienne Cette d limitation donnant au syst me une surface de 140 km a t utilis e en 1979 par C Zunino pour b tir un mod le math matique de simulation des coulements souterrains J L Ch ry 4 et E Livrozet 11 ont tendu le syst me vers le sud pour y int grer les apports souterrains du glacis d O
121. REE CT LI SOURCE COS D VERSENENT EN SURFACI bd I AHEET DES CAT ASIE IH LOMCMRISA TIMES PRORCANE DNA UILE SD LES z FORAGER PE SECOURS e LIEU PROE Di F LA LEMHE REVEILLA MCE RENPESECIJ ANALYSE DE L EAU ARUTE ET EAU TEAITEE A L USI OUTA SF CU LPORAGES A FHXEXEMIETE ML TI NEVEAL IHi FORGES MSHICOILES 3 ECHISITIONAE LPO AU DE T LEAL Th STORAGE EN LUYI Li ANALYSE DEAL i HET F Figure 6 Exemple de proc dure d alerte pre E HPCIRE ROUE DE LA SPREI DE LA POLLUTION a AHHET IH CAFTAGES H YAI MASCULE SUH L EAL HELTE ET FAI THAITEE 4 L USINE 133 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 V LES ACTIONS REALISEES O EN COURS VISANT LA REDUCTION DES POLLUTIONS CHRONIQUES V 1 Une convention tripartite Dans le cadre de la mise en place des p rim tres de protection des ressources en eau de la Ville d Orl ans l arr t pr fectoral pr conise d tablir une convention avec la profession agricole pour d finir un plan d action pour la mise en uvre de bonnes pratiques agricoles Cette d marche constitue l un des moyens pour r duire les risques de pollutions des eaux d alimentation par les produits phytosanitaires A cet effet une convention tripartite Chambre d agriculture du Loiret Lyonnaise des Eaux et Ville d Orl ans a t sign e le 29 juin 2006 Cette convention confirme la volont des signataires de p
122. Si ce concept est facile comprendre et para t pouvoir r soudre les difficult s rencontr es sa mise en uvre reste d licate Elle fait appel un tout autre tat d esprit que l approche hydrog ologique classique et n cessite une tr s abondante r colte de donn es en continu des diff rents param tres qui rendent compte du fonctionnement En effet l approche syst mique impose un suivi des diff rentes grandeurs qui caract risent la dynamique du syst me soit en tant que fonction d entr e la pluie par exemple ou en tant que fonction de sortie les d bits ou encore comme observable physique la pi zom trie l infiltration Ces grandeurs doivent tre parfaitement d finies quant leur signification comme identifiant de la dynamique du syst me et leur incidence en terme d chelle de temps parfaitement comprise et ma tris e effet court moyen ou long terme Or souvent ceci n est possible qu post riori L ensemble de ces donn es doivent ensuite tre trait soit ind pendamment soit en liaison les unes avec les autres Pour se faire on dispose l heure actuelle de tout un ensemble de m thodes adapt es avec des logiciels performants qui permettent d en extraire l information de reconna tre les signatures physiques qui en sont responsables et ainsi quelle que soit la difficult rencontr e notamment les non lin arit s de pouvoir caract riser la dynamique des syst mes et d en
123. Vue a rienne du bourrelet p riph rique de Lifou b Exemble de formation karstique de grande taille Mar c Emergences visibles mar e basse sur la plage de Luecilla Lifou d mergence visible mar e basse au niveau d une fracture dans le calcaire corallien Lifou II 2 Tra ages Le rep rage d alignements de formations exokarstiques proximit de zones d exhaures ainsi que la variabilit probable de la perm abilit du massif calcaire de l le ont conduit la r alisation de tra ages fluorim triques dans divers sites Lifou afin de mettre en vidence l existence de drains karstiques souterrains et d valuer les param tres du transit partir de la distribution des temps de s jour temps moyen de s jour vitesse apparente Ces tra ages ont t r alis s en injectant de la fluoresc ine ou de la rhodamine au fond de certaines formations karstiques o la nappe d eau est accessible En aval des mesures par spectrofluorim trie en laboratoire ou fluorim trie in situ ont t effectu es sur l eau pr lev e aux points de sortie suppos s C est ainsi que des liaisons karstiques de grandes dimensions ont pu tre mises en vidence notamment entre les grottes de Thoubotr et Manet Lifou et la zone d exhaure situ e plus en aval Figs 6 et 5d Inject au niveau du bourrelet p riph rique le traceur a atteint la mer situ e 2 km de l en quelques jours Ce tra age a ainsi perm
124. Vulnerability and Risk Mapping for the Protection of Carbonate Karst Aquifers Final report 2005 European Commission Bruxelles p 297 40 Crawford N C M A Lewis S A Winter and J A Webster 1999 Microgravity techniques for subsurface investigations of sinkhole collapses and for detection of groundwater flow paths through karst aquifers Seventh Multidisciplinary conference on sinkholes and the engineering and environmental impacts of karst Hydrogeology and engineering geologyof sinkholes and karst 1999 Harrisburg Hershey Pennsylvania A A Balkema p 203 218 41 Debi che T H Y Guglielmi and J Mudry 2002 Modeling the hydraulical behavior or fissured karstic aquifer in exploitation conditions Journal of Hydrology 257 p 247 255 42 Doerfliger N 1996 Advances in karst groundwater protection strategy using artificial tracer tests analysis and multiattribute vulnerability mapping EPIK method in Centre d Hydrog ologie 1996 Universit de Neuch tel Neuch tel Suisse p 308 43 D rfliger N B Ladouche J L Pinault J Gr vellec L Aquilina and M Bakalowicz 2005 French test sites the north eastern part of the Thau basin H rault Southern France in Groundwater management of coastal karstic aquifers COST Action 621 Final report L Tulipano D Fidelibus and A Panagopoulos Editors European Union Library Brussels p 294 300 44 Dreybrodt W 1998 Limestone dissolution rates in kar
125. a n es par les pompages Une l g re variation du niveau pi zom trique suffit faire remonter fortement l halocline Ainsi un pompage intensif entra nerait une baisse significative du niveau pi zom trique et inversement une remont e de l halocline ce qui peut aboutir dans le cas extr me au pompage d eau sal e La nature tr s perm able des terrains calcaires rong s par la karstification fait que les substances polluantes peuvent tre entra n es par les eaux m t oriques jusque dans la nappe et sont donc une menace permanente vis vis de la potabilit des eaux de pompage Confront la croissance d mographique et au d veloppement agricole artisanal et touristique le d veloppement conomique durable des les Loyaut est donc li la capacit des populations 20000 habitants au total pr server la qualit des eaux souterraines et donc 182 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 savoir exploiter raisonnablement cette ressource tout en limitant et en ma trisant les activit s pouvant entra ner une pollution Dans cette optique diff rents programmes de recherches pluridisciplinaires ont t mis en uvre IL 3 2 Programmes d tude de la ressource en eau Dans un premier temps le programme ADAGE Aide la D cision en Am nagement et Gestion de l Environnement a d abord t mis en uvre Lifou et a mobilis plusieurs pa
126. a connaissance de la structure du fonctionnement et de l volution de l aquif re crayeux du G tinais Sud Est du Bassin de Paris Th se 2 Baran N 1999 Transit de l isoproturon et de l atrazine dans un syst me hydrologique karstique de la craie G tinais France de la station p dologique exp rimentale l chelle du syst me Documents BRGM 284 Editions BRGM 329p Th se 154 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Lieu Nature du d injection point ee A Traceur utilis Lieu de restitution D but de restitution Fin de restitution PE i d injection d injection s jour moyenne de circulation Le o ne Perte diffuse Dos Eosine Non connu Pas de restitution aux Trois Fontaines restitution probable la source de Courtemaux Merinville 11h15 Bois Barreaux Mardelle avec 25 03 05 Urim Source de Champ Restitution massive et rapide la source de Champ Pelledieu Quelques chantillons manuels pr lev s ne permettant Merinville sortie de drain 12h00 Pelledieu pas de tracer la courbe de restitution ni de calculer les vitesses d coulement Bois Barreaux Mardelle avec 29 03 05 Nanhionate Source de Champ Restitution constat e la source de Champ Pelledieu Uniquement quelques chantillons manuels pr lev s ne Merinville sortie de drain 16h00 p Pelledieu permettant pas de tracer la courbe de restitution F1 08 04 05 18h05 soit F1 15 04 05 4h
127. a distribution des singularit s est lognormale donc variant tr s fortement suivant l chelle Ici tant gal 1 la non stationnarit suit une progression lin aire L information apport e est int ressante car elle permet de mieux cerner les causes des variations observ es sur les d bits e Nature et comportement du syst me Il convient maintenant d essayer d identifier ces causes L analyse spectrale montre que ce syst me karstique est tr s peu inertiel En effet le spectre de densit de variance fig 5 avec une fen tre d observation de deux jours quelques mois k 1 jour m 125 jours donc englobant l hydrogramme unitaire d croit lentement avec une fr quence de coupure de 0 30 50 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 15 10 spectre variance exprim e f coupure 0 0 005 04 015 02 025 03 035 04 045 05 4j 16 64 256j 1024 fr quences Composantes chelle temps dyadique Fig 5 Spectre de densit de variance Fig 6 R partition de l nergie suivant l chelle A cet gard le syst me de Bange l Eau Morte se comporte de fa on identique au syst me d Aliou 2 il est donc tr s karstifi sans r serves significatives r sultat confirm par les volumes dynamiques calcul s par T Mathevet qui sont de l ordre de 200 000 m 32 ce qui pour un karst est n gligeable Cette absence de r serves laisse supposer que le karst ici est
128. a grosse mergence des Chaudannes en rive droite du Ch ran est tout particuli rement d monstratif 69 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV CONCLUSIONS Les massifs des Bornes et des Bauges constituent un domaine tout particuli rement adapt aux tudes portant sur les syst mes karstiques complexes Michel Lepiller en avait compris tout l int r t scientifique comme l ont montr ses travaux En effet l hydrog ologie karstique est d une part conditionn e par les caract ristiques lithologiques de leurs faci s subalpins o les horizons calcaires sont bien contraints et d autre part dirig e par la tectonique alpine Les plissements et les plongements axiaux associ s ainsi que la fracturation dirigent l alimentation et la circulation des eaux souterraines en favorisant les points d mergence Enfin l empreinte glaciaire le creusement des cluses et des vall es le d gagement diff rentiel des reliefs entra nent un important compartimentage des syst mes en leur imprimant toutes leurs diversit s et leurs originalit s R f rences bibliographiques 1 Lepiller M Mondain P H Cardin P 1987 Les recherches en hydrog ologie karstique men es depuis 10 ans dans les massifs subalpins septentrionaux par le Laboratoire d Hydrog ologie de l Universit d Orl ans France Pull Centre d Hydrog ologie Neuch tel n 8 pp 27 48 2
129. ai 2008 Causse de Sauveterre Bange l Eau Morte 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 0 5 10 0 190 0 390 0 590 0 790 0 990 0 adsorb mg mg x P m D 7 w s inai pe z Concentrations de solution d quilibre mg L Figure 8 Courbes d adsorption de l uranine pour les deux mat riaux Bange et Sauveterre La partie de la courbe qui correspond aux concentrations relativement fortes montre une plus forte quantit de traceur adsorb e pour l chantillon provenant du Causse de Sauveterre Les ordres de grandeurs de l adsorption exprim e en quantit de traceur adsorb e par quantit de s diment pr sente en suspension pour une solution d uranine d une concentration de 10 kg l sont report s sur le tableau 4 solution d uranine une concentration de 10 kg L Bange L eau Morte Causse de Sauveterre mg de traceur adsorb mg de s diment Tableau 4 Intensit d adsorption de l uranine en mg de traceur adsorb mg de s diment pour une concentration initial de 1 0 kg l On constate que l chantillon de Causse de Sauveterre adsorbe plus de traceur que celui de Banges L uranine ne r siste pas de la m me mani re dans ces deux milieux diff rents IV 4 Discussions et conclusions de l tude de l adsorption Concernant cette tude nous ne pouvons conclure que de mani re qualitative L interpr tation des r sultats a t limit e par certains facteurs En p
130. airem du Dhuy cepassent en forme de nappe d un E daz et t grande source dud aret ruisseau qui vient s y perdre Lee etoit en 1736 Le debouche dura Grand Bassun d eau pouce et demi d eparsseur Figure 1 Plans de Beaurain In Abb de Fontenu 1736 R flexions historiques sur le Loiret M moires de l Acad mie Royale des Inscriptions et Belles Lettres Tome XII 153 163 IL LES TROIS SOURCES DU LOIRET DU DOMAINE DE LA SOURCE La r f rence l ancien domaine de la Source devenu aujourd hui le Parc Floral de la Source et le campus de l universit d Orl ans ainsi que par extension la ville nouvelle d Orl ans la Source porte l accent sur l importance des am nagements successifs apport s au site pour expliquer la disposition actuelle du r seau hydrographique et des sources ainsi que des captages pour l adduction d eau potable de l agglom ration orl anaise Jusqu ces derni res 118 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 ann es seule la source amont du Loiret dite le Bouillon tait demeur e active Suite aux efforts de l association Sp l ologie Subaquatique Loiret et de son pr sident Philippe Boismoreau la d sobstruction du point d mergence des conduits karstiques aboutissant la source de l Ab me a permis de r activer la source historique appel e Grande Source au XVII si cle situ e dans le cours du Loiret au pied du ch teau La troi
131. aires Quelques aires lavages remplissage des pulv risateurs ont t r alis es ou le seront court terme La r cup ration des eaux issues des aires imperm abilis es se d veloppe en p pini re et les maraichers r fl chissent aux possibilit s de recyclage des solutions nutritives En ce qui concerne les d chets verts les exploitants privil gient l pandage sur leur parcelle apr s stockage sur leur site de production ou le d p t dans des bennes La mise en place de bandes enherb es L hydrog ologue agr avait pr conis dans son avis la mise en place de bandes enherb es le long des cours d eau situ s dans le p rim tre de protection rapproch e La r forme de la PAC a aid mettre en place des bandes enherb es le long du Dhuy et du Bras de Bou Actuellement pr s de 4000 m de bandes enherb es sont en place sur les exploitations en grandes cultures La communication et la formation La communication a t r alis e par l dition de plaquettes destination des agriculteurs sous forme de fiches pratiques Ces plaquettes ont t d clin es sous forme de panneaux et pr sent es au public lors de journ es de l environnement et dans le cadre de l enqu te de DUP Deux formations aux bonnes pratiques de d sherbage ont t organis es avec le GREPPES Groupement pour l Etude des Pollutions par les produits Phytosanitaires dans les Eaux et les Sols destination des agents communaux de voiri
132. aissances il reste des d saccords entre les diff rents mod les conceptuels propos s dont il va falloir d terminer s ils r sultent des conditions de terrain qui ont pr sid leur laboration 19 ou bien d interpr tations diff rentes d observations insuffisantes pour trancher Ainsi le stockage dans la zone d infiltration sous l pikarst joue t 1l un r le pr pond rant dans l coulement la source comme le concluent certains travaux r cents sur le syst me de Vaucluse 84 66 Est ce seulement un r le qualitatif ou bien galement quantitatif La question de la modalit de stockage dans la zone noy e reste toujours pendante Le mod le conceptuel de Mangin 97 a propos d s l origine que le stockage s effectue essentiellement dans des vides karstiques associ s au r seau de drainage par des zones fortes pertes de charge constituant une zone noy e discontinue Des exp riences de tra age et de pompage vont dans ce sens 99 Toutefois la plupart des hydrog ologues consid re que le stockage est assur par des zones fissur es faible perm abilit les blocs matriciels 118 153 78 115 89 constituant un milieu hydrauliquement continu conform ment au mod le propos initialement par Drogue 47 L exploration et l exploitation des aquif res karstiques d pendent en grande partie de la g n ralisation ou non de ces mod les ainsi que la d termination de la vuln rabilit 39 Des ka
133. amment permis de mieux conna tre les ph nom nes de diffluence nord sud et de transfert de l Urgonien au Valanginien des coulements souterrains d j voqu s par Y Lemordant 9 M Lepiller a d montr que les limites des deux syst mes du Valanginien varient en fonction des conditions 77 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 hydrodynamiques en p riode de crue on a un ph nom ne de diffluence les eaux tombant sur le plateau du Revard se partagent entre l mergence du Bout du Monde et celle de Bourbouillon Petit pont de l le alors qu en p riode normale ces eaux sont drain es uniquement vers l mergence du Bout du Monde fig 4 Ouvert sur les disciplines connexes Michel Lepiller n a pas manqu d attirer l attention des g omorphologues sur les significations pal og ographiques de ce ph nom ne r v lateur d un processus de capture encore en cours des coulements du bassin versant karstique de Bourbouillon mergence c t Ch ran par celui du Bout du Monde mergence c t Leysse au sud du massif en raison d un abaissement diff rentiel des niveaux de base du Ch ran et de la Leysse cette derni re rejoignant une d pression tectoniquement plus d prim e et plus largement surcreus e par le flux glaciaire is rois qui l empruntait Michel Lepiller s est galement int ress d autres syst mes karstiques situ s plus l est du
134. an et Nord Est Sud Ouest au Sud de ce dernier dont la vall e recoupe transversalement le massif L altitude des sommets croie de l Ouest vers l Est avec les Bauges externes se d veloppant d Annecy Chamb ry avec le Semnoz 1699 m au Cr t de Chatillon la Montagne de Bange 1434 m le Mont Revard 1537 m le Nivolet 1550 m et le Mont Peney 1356 m les Bauges moyennes aux nombreux cha nons se relayant du Nord au Sud et de l Ouest l Est avec entre autre le Mont Marg riaz 1845 m le Mont Julioz 1662 m le Mont Colombier 2045 m le Mont Tr lod 2181 m la Pointe de La Sambuy 2198 m la Pointe d Arcalod 2217 m le Mont P cloz 2197 m la Dent d Arclusaz 2041 m les Bauges internes au del du col de Tami avec la Dent de Cons 2062 m Les recherches de Michel Lepiller et son quipe 1 ont port pour l essentiel sur les cha nons calcaires des Bornes externes et sur ceux de l ensemble des Bauges avec une pr dilection pour les Bauges occidentales II CONTEXTE STRATIGRAPHIQUE ET STRUCTURAL II 1 G n ralit s Les massifs sub alpins des Bornes et des Bauges fig 1 et 2 appartiennent au domaine delphino helv tique des Alpes externes charri sur l avant pays domaines jurassien et 61 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 molassique Au c ur des Bornes reposent les klippes pr alpines des Annes faci s subbrian onnais et
135. anc f a Karst urgonien Cr tac sup rieur Saxel e nummulitique L Ans 5 2231 L 10 Combe Rouge lies Vorziers 11 Comburce 12 Source du Fier 13 Le Nant de Size 14 Les Vuardes Sallanches D 15 La Tour Noire l Scionzier 17 Bois de Huant 18 Rixel 19 S cheron ou du Reposoir 20 Notre Dame des Gr ces 21 Neyrolles 22 La Barbottante 23 Le Renard 24 Les Tours Colu ci 25 Malatrait 0 Meg ve 26 Le Dard 27 La Fontaine des Sarrazins 25 Le Bouverat 29 Les Etroits 30 La Louvati re 31 Ceroberts 32 L Essert is 33 Le Pont de Pierre s Z corniches calcaires 34 La Source Bloue Ky 35 Ablon sup rieur et inf rieur limites g ologiques des Bornes 36 La Diau 37 Le Bunant ri r seau hydrographique majeur a A KCATTIENE i mO t he Le Plan Les Confins Th nes 10e Mais one de wanie erdassier 5 2313 mA de Fier a L Etale z 484 W ce Sule a Tournette 1839 m A 2351 m r 09 Morette Fa verges L E AEN 40 Fontaine Bullier Di sommets principaux 40 Pont de Dingy 0 5 10 km Te 41 La Fontaine du Paradis ES 41 Rochers des Tours agglom rations SE n e 399 42 Nant Cruet i x 5 43 Le Coin 2 Circulations karstiques souterraines prouv es ou suppos es lieux dits hameaux di Las TU tant R surgences karstiques principales Figure 4 circulations souterraines et mergences karstiques d
136. ance du signal mod lis donne des r sultats similaires ceux calcul s pour la p riode 1995 1999 tableau 2 1 1995 1999 2001 2005 coefficient de la r gression 0 0362 1181 0 0288 1015 Tableau 2 comparaison des tendances lin aires de l indice de r ponse du syst me en 1995 1999 et de celui mod lis avec la tendance pour 2001 2005 174 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 D indice de r ponse du syst me sans la tendance indice de r ponse du syst me mod lis par sinuso des non att nu es indice de r ponse du syst me mod lis par sinuso des amorties 400 400 20 sinuso des R 0 637 1 it ration R 0 7 300 _ 1000 it rations 0 798 200 200 100 _ 100 IL EL jil I l nP A R WW lu a Lu lagon AU U Y JA 100 100 1 10 00 25 12 01 20 3 03 12 6 04 5 9 05 400 400 300 300 200 200 100 100 f JN f 1 Un LIN j IV 0 M NAN HI RNN FA AN VUNA 0 100 100 1 10 00 25 12 01 20 3 03 12 6 04 5 9 05 Figure 4 Comparaison des chroniques sans tendance de la r ponse du syst me observ e et mod lis e par sinuso des amorties et non amorties Ces r sultats permettent de v rifier la validit du mod le d interpolation param trique Ainsi le signal non amorti ajout de la tendance lin aire constitue une bonne app
137. ands Causses Etude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses Planche 8 Version i Vuln rabilit et dangers E hu l 1 52 O0 E 1 3 E 5 Em ee Em pS EN CETTE Septembre AMS mu l Int BTE F e We mails a END L gende H seau routier NT ATS AN Routes nannies o Routes d partementales D lenacion du p run cre d tude Le Limites des communes du Parc Lommuns Prncinaux humeux Limitea du Parc naturel r gionul des Crennds Causse R seau hydrographique FN Coum d eau permanent Pr Cour d ean miemmittent Sources et puits Sources dl UMESIQUE SUH TIUT Source du Has Sourcen dur le cnie Fuis AALTER NOBECCS Sourcer capt cs pour l Alimentation en Eau Porale i A k he j ne ri 3 a Fu i b xX 7 igi sim zzz er En 7 EN Li i tag mai g i 2N i ifi i w isi K AR Activit s Saton d purition Inetdaton cuis s Cape Exploitation agriouke D crire Funk de t tention de J ATS armite Bassins d alimentation Bassina d allmentunicn hyrirop olopiguss Bassins avec apports souterrains profonds Bassing d ubmmenranon des sources du platero 7 one nams iniormatiiiis AS Sens d coulement principal des enue BOUtETTAINCS sn Surfaus du Lrasgin n kr Vuln rabilit Classes de vuln rabilit RE En masr pga r n pnm Cle as a tan E aal Cii A a BAL pi LLT ihai mm Bis
138. anine qui normalement ne devrait pas avoir un comportement si sensible aux changements du pH une diminution inf rieure 10 20 de sa puissance de fluorescence Ce r sultat nous incite donc laborer la gamme talon du traceur avec l eau de l exutoire surveill ou d faut de corriger le pH de la gamme talon pour qu il soit tr s proche de celui de l eau de l exutoire IV ETUDE EXPERIMENTALE DE L ADSORPTION DES TRACEURS FLUORESCENTS PAR LES SEDIMENTS DE REMPLISSAGE EN MILIEU KARSTIQUE La r alisation des tra ages l aide des traceurs fluorescents conduit dans certains cas des bilans de restitution tr s d ficitaires Compte tenu de l incidence que ce ph nom ne peut avoir sur la forme de la distribution des temps de s jour qui est la base de toute l interpr tation d un tra age 1l devient n cessaire s interroger sur les causes qui conduisent de tels bilans n gatifs Compte tenu du fait que dans le milieu naturel les traceurs sont en contact permanent avec les roches de l aquif re et les mati res en suspension une des pistes de recherche consiste tudier le r le sur d ventuels ph nom nes d adsorption d sorption Une tude exp rimentale de l adsorption des traceurs fluorescents sur des s diments de remplissage de deux syst mes karstiques diff rents a t entreprise dans cette perspective Le but a t d tudier de mani re d abord qualitative le ph nom ne
139. apuchonnement au sein des alluvions de vall e ou par plongement sous des formations imperm ables Gault flysch molasse avec la pr sence d mergences de d bordement D autre part des circulations souterraines se produisent en direction des zones tectoniquement basses axes synclinaux plongements axiaux Enfin les failles transversales aux structures jouent un r le essentiel soit de drain soit de barrage Il en r sulte des syst mes karstiques nombreux tr s compartiment s aux origines multifactorielles Seuls quelques syst mes repr sentatifs seront propos s comme exemples fig 4 et 5 e Dans la cha ne des Aravis les calcaires dessinent un monoclinal plongeant au Nord Ouest sous les flyschs et les klippes formant cran du synclinal de Th nes il est gauchi axialement la fois au Nord vers Cluses et au Sud vers la cluse de Faverges En cons quence les circulations karstiques se font en fonction de cette d formation g n rale avec au Nord Ouest quelques sources au contact des formations imperm ables et au Nord comme au Sud par difiluence des encapuchonnements dans les alluvions de la vall e de l Arve r surgences de la Tour Noire en bordure de plaine 10 et de la vall e de La Chaise e Dans les Bornes occidentales les syst mes sont multiples 4 avec leurs mergences principales dans le flanc des vall es Ainsi dans le massif du Bargy une difiluence axiale tra age de la Tanne Fr de existe
140. aquif re sans aucune karstification Il en r sulte une structure spatiale tr s complexe n autorisant pas consid rer deux zones superpos es non satur e et satur e dans lesquelles les lois d coulement seraient relativement simple comme c est le cas dans les milieux poreux En effet il existe tr s souvent dans la partie sup rieure au moins localement et ou temporairement une zone satur e perch e l pikarst 91 93 152 16 Ainsi il convient de consid rer une zone d infiltration et non plus une zone non satur e dans laquelle existent des modalit s tr s vari es de conditions d coulement coulement monophasique de type ruissellement et coulement diphasique typique du milieu poreux 15 La zone satur e ou karst noy est galement le si ge d coulements vari s en conduites en charge ou surface libre ou en fissures Certaines de ces modalit s d coulement peuvent tre tr s rapides et non dispersives consid r es parfois comme coulement en piston ou en conduit conduit flow alors que d autres sont tr s lentes et fortement dispersives caract ris es d coulement diffus diffuse flow 140 7 Ces derni res sont attribu es selon les auteurs des cavit s karstiques connections hydrauliques m diocres ou des blocs faible perm abilit Figure 1 Buisselkmenc souwerrain Itikraion rapide 7 a one d infleracion Terrains non karm ques In kr ion lente Zone pharz que BEC r
141. arst Water amp Environmental Impacts G nay amp Johnson 319 326 p 25 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 115 Motyka J 1998 A conceptual model of hydraulic networks in carbonate rocks illustrated by examples from Poland Hydrogeology Journal 6 p 469 482 116 Moulard L B Mijatovic R Kareh and B Massaad 1965 Exploitation d une nappe Karstique captive exutoire sous marins Probl mes pos s et solution adopt e c te libanaise Conference on ground water resources Dubrovnik UNESCO Paris p 237 250 117 Mudry J 1987 Apport du tra age physico chimique naturel la connaissance hydrocin matique des aquif res carbonat s in G ologie appliqu e 1987 Universit de Besan on Besan on p 381 118 Mudry J 1990 Les courbes flux chimique d bit et le fonctionnement des aquif res karstiques Journal of Hydrology 120 1 4 p 283 294 119 Muet P E Vier L Cadilhac and P Marchet 2006 Proc dures de protection des captages d alimentation en eau potable en milieu karstique en France Bilan et pr conisations Proc amp th Conference on Limestone Hydrogeology Neuch tel Switzerland Presses universitaires de Franche Comt Besan on France p 191 196 120 Nordon M 1991 Histoire de l hydraulique L eau conquise Les origines et le monde antique Paris Masson 181 p 121 Padilla A and A Pulido Bosch 1992 Consi
142. artiellement ou totalement captive Ce sont des syst mes karstiques non fonctionnels dans lesquels les temps de s jour sont pluriannuels s culaires L existence de r seaux de pal o conduits fait qu ils peuvent tre localement fonctionnels IL 1 2 Phases de karstification structures polyphas es et aquif res littoraux L histoire g ologique des continents montre que toutes les formations carbonat es sont toutes plus ou moins karstifi es du fait de la vitesse rapide des processus en jeu 44 79 45 Cette g n ralisation de la vision karstique des aquif res carbonat s concerne notamment la craie pour laquelle il y a encore peu de temps les ph nom nes karstiques n taient consid r s que comme des accidents locaux sans effet hydrog ologique Dans un papier quasiment proph tique Lepiller avait combattu cette conception non karstique de l aquif re de la craie 87 Les travaux approfondis plus r cents 135 98 102 65 103 104 d montrent la validit de cette g n ralisation Parmi les avanc es r centes 1l faut insister sur les aquif res littoraux et tout sp cialement ceux du pourtour de la M diterran e car ils tiennent une place importante dans le d veloppement conomique de pays soumis une forte croissance Ces progr s tiennent d abord une r volution dans les connaissances g ologiques r gionales la crise messinienne de salinit comme facteur de transformation des paysages la fin
143. asage de l ordre de 24 heures e Information sur le comportement non lin aire de ce syst me L analyse de la fonction de coh rence pluie d bit dans l intervalle de la r ponse impulsionnelle est lev e de l ordre de 0 76 r alis e partir de l analyse spectrale crois e indiquant qu aux fortes pluies correspondent de fortes crues caract ristique d un syst me drain de fa on efficace Ce r sultat montre que la mod lisation de la relation pluie d bits pourra se faire dans de bonnes conditions 53 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 En revanche pour mod liser le syst me partir de mod les spatiaux la connaissance de son attracteur serait un atout 38 Comme sa physique est difficile appr hender priori 1l est fait appel la m thode de F Takens 39 qui permet d avoir acc s aux propri t s de l attracteur partir des chroniques de d bits La proc dure utilis e est la m thode de Grassberger et Procaccia 40 en utilisant le logiciel mis au point par T Fowler et D Roach 41 42 et appliqu l hydrologie par C Par d s 43 Gr ce ces m thodes 1l est possible de conna tre le degr de non lin arit du syst me le nombre de variables d tat n cessaires pour en assurer une bonne mod lisation l information apport e par chaque variable d tat entropie de Komolgorov Sina et la pr dictibilit raisonnable que l on
144. ation du transit de l eau et d un ventuel polluant s en trouve consid rablement am lior e et les mod les qui en d coulent repr sentent un outil d aide la d cision en mati re d am nagement du territoire et de gestion de la ressource en eau 187 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Sur le plan humain Michel Lepiller a permis plusieurs l ves ing nieurs d acqu rir une exp rience qui s int gre parfaitement dans leur formation en les impliquant dans l tude d aquif res avec un r el probl me de la gestion de la ressource en eau Les travaux en hydrog ologie planifi s par Michel Lepiller et les r sultats qu ils ont amen s ont galement permis la cr ation de liens professionnels et humains forts entre les personnels des Universit s d Orl ans et de Nouvelle Cal donie comme en t moigne la poursuite des recherches en hydrog ologie aux les Loyaut qui se prolongent encore actuellement impliquant chaque ann e de nouveaux l ves ing nieurs R f rences bibliographiques 1 Dubois J Launay J R cy J 1974 Uplift movements in New Caledonia Loyalty islands area and their plate tectonics interpretation Tectonophysics 24 133 150 2 Maurizot P Lafoy Y 2003 Carte g ologique de la Nouvelle Cal donie 1 50 000 feuille Mar les Loyaut Noum a Service des Mines et de l Energie Bureau de Recherches G ologique
145. ation que celle apport e par les ACP Par rapport aux groupes d individus choisis a priori les r sultats de l AFD sont tr s int ressants car seulement 5 des individus sont mal class s Une aussi bonne discrimination est assez rare pour un syst me karstique Cependant elle ne fait que confirmer les renseignements apport s par l tude hydrodynamique le syst me est tr s sensible aux conditions ext rieures et filtre peu d informations Les cinq groupes se r partissent autour d un cercle et se succ dent chronologiquement Les groupes d eaux de crues automne fonte des neiges printemps qui sont assez dispers s se distinguent des groupes d eaux d tiages hiver t qui sont assez compactes La dispersion des eaux de crue est due aux variations extr mes du chimisme des eaux pendant ces pisodes Pendant les crues le chimisme des eaux r sulte du m lange d eau d infiltration imm diate d eau d infiltration diff r e et d eau d infiltration lente Pendant les tiages le syst me est principalement aliment par des eaux d infiltration lente et d eau provenant du karst noy dont le chimisme varie moins fortement que pendant les p riodes de crue A F D Espace des variables Crue d automne Basses eaux d hiver Fonte nivale Crue de printemps Etiage d t Figure 6 Analyse Factorielle Discriminante du chimisme de l eau du syst me karstique de Bange L Eau Morte De plus le stockage des pr c
146. auveterre est caract ris par la pr sence majeure des carbonates avec la dolomite comme composante principale et la calcite La pr sence de gibbsite a t remarqu e ce qui est coh rent avec la pr sence d aluminium dans l analyse chimique On note galement la pr sence d oxydes hydroxydes de fer IV 2 Exp rience d adsorption Les tests d adsorption ont t effectu s en batch par r actions d change entre un volume constant du traceur et une quantit constante du s diment en suspension Les tests ont t r alis s pour plusieurs concentrations du traceur On a choisi d op rer dans une gamme de concentrations tr s large comprises entre 10 kg l et 10 kg l domaine de concentrations auxquelles les traceurs sont expos s au cours de leur transit dans les syst mes karstiques La quantit du mat riau mis en suspension pour les tests r alis s a t de 0 300 g Protocole exp rimental Les exp riences d adsorption ont t r p t es plusieurs fois pour affiner la m thode exp rimentale 3 Il faut souligner que la quantit de mati re en suspension que nous avons prise est inf rieure celle rencontr e dans la litt rature pour ce genre d essai Cette quantit 300 mg dans 200 ml a t d termin e pour tre compatible avec celles qu il est possible d observer l exutoire des syst mes karstiques concern s Le d roulement de l exp rience est le suivant e pr paration de la solution m re
147. aux au captage des Varras Les chroniques de pluie et de turbidit au pas de temps journalier ou horaire sont disponibles depuis 1995 Des analyses du signal analyses corr latoire et spectrale simples et crois es p riodogramme de Lomb analyse en ondelettes ont t utilis es sur ces signaux l chelle annuelle et pluriannuelle pour comparer les r sultats avant 1995 1999 et apr s 2001 2005 la p riode des am nagements Cependant les diff rences observ es entre ces deux p riodes ne peuvent pas tre imput es aux seuls am nagements En premi re approche nous pouvons consid rer que la turbidit aux captages d pend de l introduction d eau de ruissellement dans le syst me karstique via les b toires et que cette introduction est fonction de la pluie et des caract ristiques g omorphologiques du bassin versant Pour isoler l effet des am nagements par rapport celui de la pluie nous proposons dans cet article de calculer le ratio entre la turbidit et la pluviom trie Cet indice valuerait la sensibilit de la r ponse du syst me Karstique aux pluies et sa comparaison entre les p riodes 1995 1999 et 2001 2005 mettrait en vidence l impact des am nagements sur cette sensibilit Pour ce faire cet indice a t tudi par analyse en ondelettes afin de reconstruire le signal partir des basses et des hautes fr quences puis comparer les r sultats entre les deux p riodes Une proposition de m thodologie po
148. be de Savoie l important creusement glaciaire a fa onn le rebord subalpin avec la pr sence au sein des schistes et des marno calcaires de la corniche calcaire du Tithonique dessinant de nombreux replis couch s Roche Torse D autre part l ensemble des cha nons est affect par des accidents tectoniques dont des failles de direction N40 80 Ainsi les failles du Semnoz dont celle du Cr t de Chatillon et celle de la Puya abaissent l extr mit nord de l antichinal De m me les failles de Pr poulain et de Montagny sur le revers nord du Revard jouent un r le hydrog ologique essentiel 6 7 D autre part certains plis pr sentent des plongements axiaux C est le cas en direction du Nord du synclinal d Entrevernes vers le lac de celui de la Dent d Arclusaz vers l entaille du Ch ran et de celui de la Sambuy vers la cluse de Faverges et en direction du Sud du cha non du Revard Nivolet vers Chamb ry HI LOCALISATION DES AQUIFERES KARSTIQUES ET CIRCULATION DES EAUX SOUTERRAINES III 1 G n ralit s Dans les Bornes et les Bauges les aquif res karstiques sont nombreux et se localisent dans les calcaires massifs des s ries subalpines et pr subalpines pr cit es fig 2 partir des donn es lhithologiques structurales et morphologiques ainsi que de celles r sultant des observations sp l ologiques et des nombreux tra ages effectu s 1l est possible de conna tre l origine des eaux qui parviennen
149. c ne une formation calcaire sous l action des rhodolithes algues rouges qui constitue aujourd hui 95 du calcaire des Loyaut Ce calcaire rhodolithes se pr sente sous forme de formations alguaires sph riques quelques centim tres de diam tres ciment es entre elles donnant un aspect boursoufl aux affleurements Par la suite une formation r cifale d origine principalement corallienne s est d velopp e au Plioc ne sur cette formation rhodolithes tout autour des les et a form le bourrelet p riph rique large de quelques centaines de m tres plusieurs kilom tres qui ceinture les Loyaut et surplombe d une cinquantaine de m tres le plateau central des les Fig 5a L rosion de ce bourrelet a donn lieu une s dimentation de mat riau biod tritique au centre de l le qui a recouvert le calcaire rhodolithes Fig 2 2 3 4 Substrat volcanique R cif frangeant Calcaire rhodolithes 10km ESC R cif construit bourrelet p riph rique EI Calcaire bicd tritique Ea Recifs plaqu s Figure 2 Coupe lithologique synth tique de l le de Mar 4 adapt de 2 La pr sence de formations coralliennes jusqu une centaine de m tres d altitude ainsi que la diff rence d aspect des les s expliquent par la proximit d une zone de subduction fosse des Nouvelles H brides o la plaque australienne plonge sous la plaque Pacifique Cette subduction entra ne un b
150. car d une part tous les exutoires ne se pr tent pas des mesures de d bit et d autre part lorsque c est possible leur d bit n est que tr s rarement mesur l occasion du tra age Nous recommandons toutefois vivement de mesurer le d bit des sources surveill es lors d un tra age VI CONCLUSIONS Ces grilles sont des propositions qui peuvent bien videmment tre adapt es et am lior es Elles devront automatiquement l tre avec l volution probable des m thodes et techniques de d tection Le principal enseignement de l exercice est qu il est absolument n cessaire de donner les conditions exactes de suivi de restitution d un tra age pour que l on puisse lui appliquer une cotation de fiabilit En fait peu importe la m thode utilis e partir du moment o l on peut retrouver les conditions de r alisation qui permettent d en conna tre la fiabilit Cette remarque n est valable que pour les tra ages venir Pour ces m mes tra ages on peut galement utiliser ces grilles l envers et choisir la fiabilit du tra age que l on veut r aliser 202 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 De la m me fa on ces grilles peuvent tre utilis es par un ma tre d ouvrage pour comparer la fiabilit d op rations de tra ages propos es par diff rents bureaux d tudes En revanche pour les tra ages anciens l exercice sera
151. ces et r surgences principales Le Nant de la Combe Eau Morte Pr rouge Le Petit Pont de l Ile Bourbouillon Le Bourneau Le Bout du Monde Le Barbouillot Vivier Lathuile Chevillys La Puya et Marquisats l Etang 4 te A La Urgonien calcaires massifs Barr mien inf rieur calcaires en bancs d cim triques Hauterivien sup rieur calcaires marneux Hauterivien inf rieur calcaires marneux et marnes Valanginien calcaires r cigaux d tritiques au nord du Mont Revard jusqu au Berriasien moyen au sud du Mont Revard EI Jurassique sup rieur Tithonique calcaires p lagiques Emergence Perte p renne 64 R f rence d exutoire cit Tra age vers un exutoire du Valanginien Belle _ Tra age vers un exutoire de toile ee l Urgonien NS failles et chevauchements A Sommet localit Les Beuglions Le Plan de Ch re La Scierie de Leyat La Fontaine Noire Le Martinet Le Lot du Bois Le Pissieu La Meunaz La Gouille aux Moines La Doria La Fontaine Noire de Saint Jean d Arvey l Empereur La Dhuy La Fontaine de la Rave La Fontaine Chevaline Les Chaudannes La Chapelle de Bellevaux Le Nant Fourchu Le Boubioz La Dhuy de Mercury Saint Saturnin La Fontaine Cayan La Combe Noire La Touvi re La Daube Les Fontanettes Les Cornes 112 Les C tes de Marles 113 Le Jeu de Boules 118 Le Villaret Rouge Figure 5 carte des syst mes karstiques du
152. comme une simple rivi re souterraine c est le fameux mod le Bramabiau rig en r f rence mondiale comme acte de naissance de la sp l ologie 101 L autre 47 consid re que l aquif re karstique est constitu d un r seau de fractures et de fissures de diff rents ordres conduisant les eaux souterraines vers le point bas de l ensemble carbonat Ce dernier mod le pr sente l int r t de pouvoir s appuyer sur les outils classiques de l hydrog ologie forages essais de pompage cartes pi zom triques et mod les distribu s gr ce entre autres l hypoth se de continuit hydraulique de la zone noy e Gr ce une approche du m me type que celle de l hydrologie de surface une synth se de ces deux mod les a permis de passer d un mod le conceptuel simple apparent aux aquif res fissur s un aquii re h t rog n it organis e par les coulements apparent un milieu perm abilit s multiples affect de discontinuit s majeures 91 93 97 L aquif re karstique est maintenant admis comme constituant une famille tr s complexe Il faut consid rer cette famille d aquif res selon deux angles d attaque diff rents et compl mentaires du fait que les caract ristiques hydrog ologiques de l aquif re karstique diff rentes de tous les autres sont en permanence et relativement rapidement transform es 14 99 17 18 Il faut distinguer a Deux p les extr mes de struct
153. concentrations en produits phytosanitaires dans les eaux souterraines d passent la valeur guide de 0 1 ug L Or dans de nombreux pays France Royaume Uni Danemark Suisse l alimentation en eau potable est assur e en grande partie par les eaux souterraines En cons quence la connaissance de la contamination du transfert et du devenir des produits phytosanitaires repr sentent des enjeux majeurs pour la gestion des ressources en eau Au niveau national et international peu d tudes ont t publi es portant sur le suivi de la contamination des eaux souterraines par les produits phytosanitaires l chelle de syst mes hydrog ologiques pendant des p riodes pluri annuelles et avec une fr quence de mesures lev e 3 6 De plus peu d tudes de cet type ont t r alis es en int grant des volets hydrog ologique et hydrodynamique cons quents 3 7 L atrazine ATR et l isoproturon IPU sont des herbicides fr quemment d tect s dans les eaux souterraines en France mais aussi au niveau international 2 8 9 Le plus grand risque potentiel de lessivage de l ATR comparativement l IPU a t d montr l aide d tudes de sorption de volatilisation et de min ralisation dans diff rents sols 10 11 En ce qui concerne la craie sous certaines conditions l IPU peut tre d grad dans la zone non satur e et la zone satur e alors que l ATR n est jamais d grad e 12 Une autre tude a aussi montr
154. connaissance des m canismes de circulation de l eau dans les nappes des les Loyaut s pour permettre la compr hension en mati re de risque des cons quences d une pollution des nappes d eau douce d tablir des cartes de vuln rabilit et d aider la localisation des activit s risque Cela passait par la r alisation d un programme de recherche fondamentale sur la compr hension du karst des les Loyaut La partie g ologique de ce programme a ainsi t abord e sous deux facettes compl mentaires avec une approche d hydrog ologie karstique d une part et une approche structurale tude de la fracturation d autre part Les recherches en hydrog ologie karstique avaient pour objectif pr cis de mieux caract riser l aquif re et de pr ciser le r le de la karstification dans son fonctionnement l objectif final tant l laboration d un mod le le plus fid le possible la r alit constituant un outil de gestion de l am nagement et du d veloppement Ce fut ainsi l opportunit pour Michel Lepiller de mettre en application son exp rience des r seaux karstiques et d impliquer plusieurs l ves ing nieurs qui l ont accompagn lors des travaux en laboratoire ou sur place III TUDE HYDROG OLOGIQUE DES LES LOYAUT Les tudes hydrog ologiques ont surtout concern Lifou et dans une moindre mesure Mar qui sont les deux seules les poss der une nappe d eau importante Cett
155. contexte g n ral quelques r sultats seront voqu s ainsi que l apport des tra ages Les principales conclusions que Michel LEPILLER avait expos es sont reprises int gralement Etudes hydrog ologiques globales situation au 31 01 08 Figure l tudes hydrog ologiques r alis es en cours ou pr vues sur le territoire du Parc naturel r gional des Grands Causses 157 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IL OBJECTIFS DE L ETUDE Outre la connaissance physique du Causse de Sauveterre plusieurs objectifs ont t identifi s initialement parmi lesquels La d termination des bassins d alimentation des principales sources karstiques La connaissance du fonctionnement et de la structure des aquif res karstiques L valuation de la ressource en eau souterraine l incidence des activit s humaines et les mesures de protection mettre en uvre lors de la proc dure de p rim tres de protection Plusieurs disciplines comme l hydrodynamique l hydrochimie les tra ages la g ologie et la tectonique et la g omorphologie ont t mises en uvre pour r aliser cette tude III DONNEES GENERALES Le territoire d tude poss de une superficie d environ 420 km Il est compos de 23 communes 14 dans le d partement de l Aveyron et 9 dans le d partement de la Loz re Plusieurs sous entit s composent ce territoire le Caus
156. d adsorption et d estimer quelle part il prend dans la r duction de la masse de traceur en transit Cette tude d adsorption a t effectu e sur des suspensions des s diments pr sents dans deux milieux karstiques diff rents le syst me karstique de Bange l Eau Morte massif subalpin des Bauges Savoie et Haute Savoie et celui du Causse de Sauveterre Les traceurs qui ont servi sont les traceurs fluorescents parmi les plus commun ment utilis s la sulforhodamine B la sulforhodamine G l osine l uranine et la rhodamine WT IV 1 Caract risation des mat riaux Les mat riaux que nous avons retenus sont utilis s l tat naturel et renferment de ce fait un certain nombre d impuret s Nous avons pr f r travailler avec des mat riaux bruts pour rester le plus proche possible des conditions naturelles rencontr es par le traceur Ne connaissant pas la vraie origine de ce produit on peut se poser des questions de savoir s il s agit vraiment d une fluoresc ine sodique uranine ou alors d une uranine nouvelle qui circule depuis quelque temps sur le march et pour laquelle l intensit de la fluorescence pr sente une sensibilit particuli rement forte et inhabituelle au pH de l eau employ e pour confectionner les talons La faible coloration de cette uranine observ e pendant la pr paration des dilutions tait assez douteuse par exemple pour une concentration de 10 kg l normalement vi
157. de proposer une ou plusieurs strat gie s de mise en place des p rim tres de protection autour des prises d eau en karst selon les diff rentes typologies identifi es dans la 1 tude selon la nature des ressources capt es petit ou grand syst me karstique captage de source ou de forage mais aussi selon la taille des collectivit s concern es plus g n ralement des strat gies de pr vention contre les pollutions adapt es aux diff rents types de situations rencontr es notamment les actions d accompagnement dans l aire d alimentation visant prot ger la ressource et pas seulement le captage et le r le des acteurs information sensibilisation suivi 43 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Il est pr vu de l accompagner d une trame de cahier des charges des tudes pr alables tronc commun et variantes pour satisfaire l ensemble des situations qui int gre les meilleures avanc es des diff rents cahiers des charges existants qui prenne en compte l tat actuel de l art qui comprenne les actions mettre en oeuvre dans l aire d alimentation Ce guide m thodologique doit int grer toutes les volutions r centes ou en voie de finalisation voqu es au IV 2 et le cahier des charges initial donc doit subir quelques modifications pour s adapter ce nouveau contexte Il est n anmoins pr vu qu la fin de l
158. deraciones sobre la aplicacion de los analisis de correlacion y espectral al estudio de los acuiferos karsticos Taller internacional sobre cuencas experimentales en el karst Matanzas Cuba GTICEK p 149 160 122 Padilla A A Pulido Bosch and A Mangin 1994 Relative importance of baseflow and quickflow from hydrographs of karstic springs Ground Water 32 2 p 267 277 123 Pinault J L N Doeriliger B Ladouche and M Bakalowicz 2004 Characterizing a coastal karst aquifer using an inverse modeling approach The saline springs of Thau Southern France Water Resource Research 40 124 Pinault J L B Ladouche N Doerfliger and M Bakalowicz 2001 Etude du fonctionnement hydrog ologique du karst nord montpelli rain l aide d analyse du signal hydrologique et hydrochimige Hydrologie en Pays calcaires Besan on 125 Pinault J L B Ladouche V Petit N Doerfliger and M Bakalowicz 2000 Investigation hydrochimique des syst mes karstiques nord montpelli rains Mod lisation inverse des relations pluie d bit et des variations temporelles des concentrations Hydrologie en r gions m diterran ennes Montpellier 126 Pinault J L V Plagnes M Bakalowicz and L Aquilina 2001 Inverse modeling of the hydrological and the hydrochemical behavior of hydrosystems Characterization of karst system functioning Water Resource Research 37 8 p 2191 2204 127 Plagnes V 1997 Structure et fonctionnement
159. des aquif res karstiques Caract risation par la chimie des eaux in G ofluides Bassins Eau 1997 Universit Montpellier Il Montpellier p 372 128 Poti L and J Ricour 1973 Etudes et captage de r surgences d eau douce sous marines Bulletin du B R G M deuxi me s rie p 1 18 129 Puig J M 1987 Le syst me karstique de la Fontaine de Vaucluse in Laboratoire d Hydrog ologie 1987 Universit d Avignon Avignon p 205 130 Pulido Bosch A J A Lopez Geta and G Ramos Gonzalez eds 2007 TIAC 07 Coastal aquifers challenges and solutions Proceedings of the Conference held in Almeria Spain IGME Madrid p 131 Quinlan J F and R O Ewers 1985 Ground water flow in limestone terranes strategy rationale and procedure for reliable efficient monitoring of ground water quality in karst areas S5fh National Symposium and Exposition on aquifer restoration and ground water monitoring Columbus Ohio National Water Well Association p 197 234 132 Razack M 1978 Sur la contribution de m thodes d analyse num rique appliqu es l tude d un champ de fractures pour une meilleure connaissance de la structure des r servoirs fissur s Comptes Rendus de l Acad mie des Sciences de Paris s rie D 286 p 1577 1580 133 Razack M 1980 Approche quantitative de l effet d chelle sur le relev de la fracturation par photo interpr tation dans l tude de la g om trie des r servoirs fissur s M moires h
160. deux deux peuvent donc tre calcul s Avec le Tableau 1 on montre alors que les distances de chacune des sources au centre du syst me s organisent en deux groupes Orbe et Mourt s d une part et Gourgouch et Ourtau d autre part de plus les angles des vecteurs OG pris deux deux sont tous tr s proches de 90 l exception des sources de la Fontaine d Orbe et des Mourt s pour lesquelles l angle est gal 76 Par ailleurs les distances entre les centres de gravit de chaque source sont globalement du m me ordre de grandeur l exception toutefois de celle des sources des Mourt s et Orbe qui est 1 33 fois plus grande que la moyenne des distances entre chacune des trois autres sources L analyse globale des contributions de chaque source la variance totale montre ensuite que la source des Mourt s contribue le moins et celle de l Ourtau le plus Ces contributions une fois d compos es en variance intragroupe ou intrasource et intergroupe ou intersource mettent clairement en vidence la faible variabilit des param tres tudi s pour les sources des Mourt s et de Gourgouch relativement celle des deux autres sources Nous sommes donc en pr sence de quatre sources dont deux pr sentent une faible variabilit interne mais dont l une est proche du centre de gravit global et l autre loign e les deux autres pr sentent une plus forte variabilit interne l une tant proche du centre de grav
161. dilhac Agence de l Eau Adour Garonne 90 rue du F r tra 31078 Toulouse Cedex 4 pierre marchet eau adour garonne fr a Agence de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse Unit m thodes et prospective 2 4 all e de Lodz 69363 Lyon cedex 07 laurent cadilhac eaurmc fr Les deux Agences de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse et Adour Garonne se sont engag es ensemble dans une d marche visant prot ger les ressources en eau d origine karstique tr s pr sentes et largement utilis es sur leur territoire Elle consiste en deux tapes dont la seconde est encore en cours un tat des lieux et de premi res pr conisations sur les proc dures de protection des captages d eau potable en milieu karstique en France proposer ensuite laide d un document largement diffus des strat gies pour la protection des ressources en eau dans les secteurs karstiques s appuyant sur des guides techniques sp cialis s Initi e en 2004 cette d marche encore en cours prend en compte les volutions r centes en mati re l gislative et r glementaire les orientations strat giques de l action publique les projets de guides techniques sp cialis s I INTRODUCTION On peut situer au d but du 20 si cle les premi res initiatives de protection avec la loi relative la sant publique du 15 f vrier 1902 1 souvent nomm e loi Martel qui disposait dans son article 28 Est interdit
162. direc tion dans la partie aval du sys t me hydrologique Quatre points de r surgence taient surveill s la fontaine de Saint Avit les sources de la Pie du Moulin de la Mothe et du Mou lin des B chets Le traceur est arriv Saint Avit et la Pie 30 heures apr s l injection par pr l vements automatiques Ce qui confirme l existence de liens de circulation souterraine directe entre la source du Loiret au Bouillon d une part et la Fontaine de Saint Avit et les sources de la Pie d autre part La vitesse de cir culation des eaux serait donc sup rieure dans la partie du drain conduisant aux sources de la Pie Quant aux r surgences des Moulins de la Mothe et des B chets les pr l vements taient er i v wa rl AR Michel Lepiller d versant manuels ce qui explique que la restitution n ait pas pu tre com pl tement suivie En conclusion ces observa tions font comprendre aux scienti fiques la vuln rabilit de la qua Figure 6 R publique du centre 13 f vrier 1998 le traceur la source du Bouillon au Parc floral le 13 d cembre 1997 pag Am lit des eaux de r surgence et de captage du Val d Orl ans pen dant les pisodes de fonctionne ment de la source du Loiret en perte des eaux du Dhuy V F V CONCLUSION Le Val d Orl ans est un site privil gi d tude des relations entre coulement de surface et aquif re karstique Comme r acteur biog ochimi
163. drog ologiques dans diverses r gions de France 195 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Dans l avenir ces bases de donn es pourraient se d velopper sur internet et tre une source importante de donn es de base pour de nombreuses tudes comme la d finition des aires d alimentation des captages Loi sur l eau de 2006 ou exploit e en vue d am nagements futurs ou pour la r daction de documents d incidence La plupart du temps ces inventaires accordent la m me valeur toutes les exp riences de tra ages Hors les m thodologies employ es pour obtenir les r sultats sont tr s diff rentes et parfois peu fiables L examen des documents existants montre des incoh rences hydrog ologiques ou soul vent des interrogations pour lesquelles 1l serait bien de pouvoir valuer la fiabilit de l exp rience de tra age r alis e fig 2 Figure 2 Extrait de l inventaire des tra ages du d partement du Jura R gion de Saint Claude 16 On remarque que les structures de drainage sont g n ralement nord est sud est conform ment aux structures g ologiques locales Quelques tra ages traversent la totalit de ces structures et m me la vall e de la Bienne Interrogations portant sur la restitution syst matique tous les exutoires suivis les croisements d coulements souterrains dans la m me formation fig n 2 les vitesses appar
164. ds chapitres de ces propositions concernent les objectifs de la protection l encadrement des proc dures au niveau d partemental tape de lancement de la proc dure le contenu des tudes pr alables la d finition des p rim tres de protection les prescriptions dans les p rim tres de protection les actions l chelle des aires d alimentation les solutions techniques au niveau des installations d adduction intervention de l hydrog ologue agr la mise en uvre de la strat gie de protection On trouvera plus de d tails dans le rapport 3 et la synth se 4 Enfin il a t galement clairement identifi la n cessit de mettre la disposition des praticiens bureaux d tude hydrog ologues agr s et des donneurs d ordre ma tres d ouvrage des captages conseils g n raux services de l Etat des documents faisant le point des m thodes d velopp es depuis une vingtaine d ann es par les sp cialistes du karst mais encore peu diffus es hors du cercle des sp cialistes Il est ainsi pr conis la r alisation de guides techniques et m thodologiques concernant les th mes suivants identification et caract risation d un syst me karstique tra ages de reconnaissance et tra ages quantitatifs en vue de simulations de pollutions dans un syst me karstique d limitation des p rim tres de protection en milieu karstique partir de m t
165. du Mioc ne et au d but du Plioc ne et comme phase de karstification majeure 37 136 28 29 8 110 C est cette phase qu il faut attribuer l existence de karst profond souvent grande capacit de stockage m me loin des c tes actuelles comme ceux de Fontaine de Vaucluse d Ard che ou de la source du Lez C est aussi cet v nement plut t qu aux variations eustatiques d origine glaciaire qu il faut attribuer les karstifications littorales qui provoquent naturellement les changes entre les eaux souterraines douces et les eaux marines Ces changes se traduisent soit par des intrusions marines se manifestant par des sources saum tres 30 3 4 8 soir par des sources sous marines d eau douce ou saum tre 116 128 35 2 21 60 108 Les tudes d taill es de certaines de ces sources 128 43 57 51 58 61 commencent r v ler la fois les m canismes en jeu et les structures karstiques responsables de ces ph nom nes parfois spectaculaires L enjeu est de taille depuis longtemps ces sources sont suppos es d livrer directement en mer des d bits consid rables par exemple 10 m par an pour les seules c tes libanaises 138 10 2 qui en font des enjeux de d veloppement et attisent l int r t d entreprises la recherche de nouveaux march s porteurs voir Nymph a Water du groupe G oc an http www nympheawater com Les travaux en cours 21 22 59 dans le 14 CFH Colloque Hydro
166. e Rapport M2R Universit de Rouen 177 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 178 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Synth se des travaux sur les Iles Loyaut Nouvelle Cal donie Probl mes de la gestion de la ressource en eau Fran ois Orange Michel Allenbach Michel Lepiller Didier Lille Alexandre Hoez Dorota Jaromin A AZIZ Atiyeh Vincent Cadoret Savinien Navarre D Institut des Sciences de la Terre d Orl ans B timent G osciences Universit d Orl ans BP 6759 45067 Orl ans cedex 2 orange cnrs orleans fr 2 LGPMC EA 3325 Universit de la Nouvelle Cal donie BP R4 98851 Noum a cedex Nouvelle Cal donie allenbach univ nc nc Polytech Orl ans Universit d Orl ans 8 rue L onard de Vinci 45072 Orl ans cedex 2 O US Espace Institut de Recherche pour le D veloppement Noum a BP AS 98848 Noum a cedex Nouvelle Cal donie didier hille noumea ird fr Centre de Biophysique Mol culaire CNRS 45071 Orl ans cedex 2 I INTRODUCTION Avant sa disparition en 2006 Michel Lepiller tait fortement impliqu dans l tude hydrog ologique des les Loyaut Nouvelle Cal donie au sein d un programme de recherche pluridisciplinaire concernant la compr hension et la gestion de la ressource en eau sur ces les impliquant de nombr
167. e l analyse microstructurale La distribution observ e est fournie par l analyse du plan du r seau sp l ologique du massif tudi 55 C est pourquoi certains ont cherch simuler ces r seaux karstiques par des approches notablement diff rentes La premi re d marche a consist supposer que le r seau de drainage est n cessairement adapt au r seau de fracturation du magasin carbonat L tude d taill e de la distribution des fractures et des failles conduit identifier des zones de drainage suppos es ainsi que leur ordre d appartenance 77 132 68 133 139 Cette approche a t critiqu e par Eraso 55 54 19 qui partant de l hypoth se de Arthaud et Choukroune 6 consid re que seules les fractures en distension peuvent laisser circuler l eau souterraine Eraso a ainsi montr qu il est possible de d terminer les plans de drainage les plus probables dans lesquels se mettent en place les conduits Malheureusement cette d marche reste encore peu connue peut tre parce qu elle exige l acquisition de donn es nombreuses fournies par une analyse microtectonique d taill e dont la mise en uvre n est pas toujours vidente Les r seaux de fractures peuvent aussi tre g n r s par simulation pour tre ensuite soumis un coulement par exemple provoqu par un pompage 71 72 Les progr s les plus int ressants ont certainement t accomplis dans le domaine de la simulation de la gen
168. e les tra ages sont devenus un outil de premier ordre pour permettre l hydrog ologue de d finir des p rim tres de protection autour des captages d alimentation en eau potable Dans le domaine des aquif res karstiques on peut reconna tre aux tra ages deux principales utilisations gt les tra ages de reconnaissance ou exploratoires dont la finalit est de reconna tre des circulations souterraines dans le but g n ralement de d terminer les limites du bassin d alimentation d une source capt e Cette approche reste comparable celle des sp l ologues gt les tra ages de simulation dont la finalit est de simuler une pollution entre un point potentiel de contamination de l aquif re et la source capt e et ou de calculer une restitution d un ventuel polluant Dans les deux cas la fiabilit des r sultats doit tre primordiale si l exp rience de tra age est positive et conclut une restitution 1l convient de s assurer que les moyens de d tection du traceur utilis s permettent d affirmer sans ambigu t que le signal observ au point de restitution est bien d la pr sence du traceur 4 si l exp rience de tra age est n gative et conclut une absence de restitution 1l convient alors de se demander si la p riode de surveillance de la restitution et la fr quence des chantillonnages taient bien adapt es ou bien si la technique de d tection tait appropri e pour d
169. e Spring 5 Montlobre springs Es 67 catchment boundaries ELimestone outcropping FEreneous karst spring Oremporary karst spring N 0 5 10 Kilometers Figure l Calcaires affleurant au sein du basin d alimentation de l aquif re karstique du Lez 8 IL 1 2 Conditions d exploitation Au cours des p riodes de basses eaux la source tarissait lorsque l eau tait pomp e directement au niveau de la vasque Ainsi en 1981 suite des tudes pr liminaires men es dans les ann es 1960 et 1970 9 quatre forages ont t implant s au niveau du conduit l amont direct de la source permettant ainsi de pomper jusqu 1700 1 s Le d bit autoris n exc de pas les ressources de l aquif re Le captage est situ quelques 400 m l amont de la source au sein du massif calcaire Les pompes sont situ es une profondeur de 48m sous le niveau de la source soit une altitude de 17m NGF Figure 2 Le d bit de la source du Lez est ainsi influenc par les pompages Lorsque le d bit naturel de la source est inf rieur au d bit pomp un d bit r serv est rejet dans le fleuve l aval de la vasque Le d bit r serv est fix 160 l s par la d claration d utilit publique du 5 juin 1981 95m NGF Lower level 17m NGF Pumps 10m NGF Figure 2 R seau karstique de la source du Lez et syst me de captage modifi partir 10 dans 8 31 CFH Colloque Hydrog ol
170. e aquifers case studies in southern Poland Environmental Geology 34 2 3 p 243 250 27 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 28 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Une gestion active des syst mes karstiques pourquoi Exemples et perspectives Nathalie D rfliger BRGM 1039 rue de Pinville 34000 Montpellier n dorfliger brgm fr I INTRODUCTION Les aquif res karstiques sont caract ris s d une part par l h t rog n it des param tres hydrauliques lies la pr sence d un r seau de conduits karstiques au sein de roches carbonat es fissur es et d autre part par l unicit de chaque syst me karstique Si le r seau de conduits karstiques assure la fonction transmissive de l aquif re la matrice fissur e pouvant renfermer de larges cavit s assure le stockage de l eau L aquif re karstique ainsi exprime la dualit des coulements souterrains 1 avec des coulements diffus au sein de la matrice fissur et des coulements au sein des conduits L change entre ces deux syst mes est contr l par les diff rences de charge hydraulique ainsi que par la variabilit spatiale des param tres hydrauliques et la g om trie du r seau de conduits 2 Ainsi le stockage de l eau de l aquif re prend place au sein de la zone satur e de l aquif re karstique dans de grandes cavit s
171. e d chelle la distribution est fractale donc al atoire et l h t rog n it est continue Si cette h t rog n it est identique sur tout cet intervalle la distribution est monofractale et le spectre multifractale de la distribution des moments serait une droite Ce n est pas le cas fig 4 puisque l on obtient une courbe qui indique un caract re multifractale Cela veut dire que la variation des d bits ne r pond pas aux m mes m canismes court terme et moyen terme L application d un mod le cet ajustement permet de calculer deux param tres C1 et alpha qui respectivement conduisent caract riser le degr de singularit des v nement et la hi rarchisation de ces singularit s Lorsque C1 tend vers z ro la distribution est monofractale c est dire que l h t rog n it est la m me quelle que soit l chelle dans ce cas la distribution est stationnaire Plus C1 croit plus la non stationnarit est forte les variations court et long terme sont alors diff rentes Ici les diff rences restent peu marqu es Ce r sultat est proche de celui de la pluie c est dire que ce syst me garde l h t rog n it observ e au niveau de l pisode pluvieux il ne filtre pas l information et bien s r il garde galement celle qui correspond la distribution des pluies Le coefficient alpha renseigne sur la loi de variation de cette h t rog n it par rapport au temps Lorsque alpha est gale 2 l
172. e dans la mesure o les utilisateurs utilisent fr quemment de faibles quantit s de traceur afin de rester sous le seuil de d tection visuelle en cas de restitution sur un exutoire capt pour l alimentation en eau potable ceci dans un souci de ne pas perturber la distribution d eau On retiendra que le r sultat positif d un tra age d pendra la fois de la quantit de traceur inject e dont d coulera l intensit du signal d tect en sortie du syst me tra age de la fen tre d observation retenue pour suivre la restitution et de la fr quence d chantillonnage pour les mesures ou les observations visuelles de la m thode utilis e pour d tecter la restitution du traceur Parall lement le r sultat n gatif d un tra age pourra avoir diverses origines une quantit de traceur inject e trop faible conduisant des teneurs en traceur sous le seuil de d tection analytique une p riode d observation trop courte par rapport la dur e r elle de transit du traceur au sein du syst me tra age une m thode de d tection peu fiable une absence de surveillance du lieu sur lequel la restitution s est r ellement produite II POURQUOI UNE GRILLE D EVALUATION Le grand nombre de colorations et de tra ages r alis s a d bouch sur la r alisation d inventaires de bases de donn es ou d atlas pour une r gion donn e Franche Comt Rh ne Alpes Alpes Maritimes cartes hy
173. e du Centre du 13 f vrier 1998 Figure 6 La mise en vidence d une circulation aval depuis la cavit du Bouillon s tait r v l e galement tre un aiguillon pour l exploration sp l o de nouveaux conduits et finalement pour entreprendre la d sobstruction de l Ab me 122 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 0 6 Restitution du traceur inject la source du Loiret r surgence du Bouillon fonctionnant en perte T 0 5 z z 04 e R surgence de la Pie an D 0 R surgence de Saint Avit al 0 3 O S F fn 0 2 RE D D O 3 ERS 0 1 OO 2 g 3 O O ie ve 0 O O O Q 0 0000 Eon O 0 1 2 3 4 5 Temps en jours depuis l injection Figure 5 Tra age du 13 d cembre 1997 de la source du Bouillon Restitution du traceur aux sources de St Avit et de la Pie R sultats du tra age de la source du Loiret du 13 d cembre 1997 Michel Lepiller Universit d Orl ans Laboratoire d Hydrog ologie Patrick Alb ric Universit d Orl ans CNRS UMR 6531 La concomitance de bas niveaux d eau en Loire et de l l vation rapide du niveau du Dhuy apr s un pisode pluvieux local permet l inversion du sens d coulement des eaux la source du Loiret source du Bouillon Parc Floral La vasque du Bouillon qui habituellement est un lieu important de r surgence des eaux de Loire infiltr es en amont d Orl ans se transfor
174. e et des Espaces verts des collectivit s pr sentes sur les p rim tres de protection rapproch e et loign e Le suivi des eaux superficielles 135 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Des campagnes annuelles d analyse en pesticides des eaux superficielles sont r alis es sur le Bras de Bou et le Dhuy depuis 2002 Les r sultats sont communiqu s sous forme d un bulletin l ensemble des acteurs de la zone Elles confirment la forte contamination des eaux superficielles par les mol cules phytosanitaires en particulier par les mol cules utilis es pour le d sherbage alachlore diuron glyphosate et oxadiazon II 2 Les actions venir La convention reconduite confie deux types de missions la Chambre d agriculture Une mission d animation et de communication Une mission d assistance technique pour la r alisation des travaux chez les exploitants agricoles o R alisation de diagnostics individuels des quipements o D finition des am nagements pr voir o Apport d un appui technique et assurance du suivi et de la r ception des travaux dans l emprise de l exploitation o Fourniture de conseils pour la mise en uvre du code de bonnes pratiques en agriculture IV LES EFFETS A ATTENDRE La mise en place effective des p rim tres de protection et la r alisation des pr conisations demand s dans l arr te pr fectoral ne seront peut
175. e et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 III 2 Vuln rabilit des sources de la Fontaine d Orbe et de l Ourtau Lors d un v nement pluvieux les r actions des deux sources diff rent Figure 4 dans le cas de la Fontaine d Orbe la min ralisation augmente ou diminue selon l ant c dent hydrologique et est associ e une baisse de la temp rature non repr sent e ici alors que dans le cas de l Ourtau on observe une diminution syst matique de la conductivit et de la temp rature 3 Ces variations sont accompagn es d une augmentation quasi syst matique de la turbidit Rey 3 s est inspir des travaux de Vald s 4 et Williams 5 pour tudier les relations entre la turbidit et la conductivit et analyser les processus r gissant le transport du mat riel particulaire au sein des aquif res Les r ponses de la source de l Ourtau sont caract ristiques d un aquif re karstique aux drains bien d velopp s avec une infiltration des eaux m t oriques facilit e par de nombreuses fractures et formes d rosion karstiques En revanche les types de r ponse de la Fontaine d Orbe traduisent des processus complexes avec stockage dans des conduits karstiques de la zone non satur e et annexes au syst me de drainage principal de plus ces r ponses semblent d pendre de l ant c dent hydrologique Dans tous les cas ces deux sources et celles qui pourraient leur tre apparent es sont
176. e fond Des pics en relation avec des pisodes d infiltration rapide sont galement visibles La persistance de l ATR et de la DEA presque 3 ans apr s l interdiction d usage sont en accord avec d autres tudes 3 7 II 5 Flux en solut s quittant le syst me Les flux journaliers sont calcul s de la mani re suivante Fa ug d Ca x Qa 145 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 o Ca est la concentration mesur e la source le jour d ou lin airement interpol entre deux mesures ug L gt Lorsque que la valeur est inf rieure la limite de quantification la concentration consid r e est gale la valeur de la limite de quantification divis e par 2 Qa est le d bit moyen journalier mesur L d Les flux ont t cumul s par ann e hydrologique lorsque toutes les donn es d bit qualit taient disponibles Les quantit s de nitrate quittant le syst me au niveau des sources des Trois Fontaines varient d un facteur presque 3 54 t 1992 93 141 t 1998 99 Cette variabilit est peu probablement li e aux variations des quantit s appliqu es les ventes dans la r gion tant relativement constantes sur les 30 derni res ann es Pour les phytosanitaires le flux cumul d ATR DEA varie de 469 g 1993 94 915 g 1996 97 ce qui correspond 0 26 et 0 57 des quantit s apport es ces deux ann es Ces valeurs sont probablement
177. e le signal de l indice de r ponse figure 3 1995 1999 2200 400 2001 2005 1600 300 200 1000 400 200 a 20 7 95 1000 23 8 96 27 9 97 1 11 98 800 600 400 200 0 200 b 20 7 95 23 8 96 27 9 97 1 11 98 1200 900 600 300 0 300 600 shout pah ren c 20 7 95 23 8 96 27 9 97 1 11 98 indice de r ponse du syst me moyenne mobile d ordre 7 wol l p i 0 100 6 12 99 d 4 10 00 250 200 150 100 50 0 50 6 12 99 e 1 10 00 200 150 100 50 0 50 6 12 99 f 1 10 00 a LL Ati rat ARR AU AA 25 12 01 20 3 03 12 6 04 5 9 05 25 12 01 20 3 03 12 6 04 5 9 05 Joron 25 12 01 20 3 03 12 6 04 5 9 05 indice de r ponse du syst me moyenne mobile d ordre 7 reconstruction basses fr quences par transform e en ondelettes sans la tendance seroosoo reconstruction hautes fr quences par transform e en ondelettes tendance lin aire Figure 3 reconstruction par transform e en ondelettes des basses et hautes fr quences de l indice de r ponse du captage la pluie sans tendance pour les p riodes 95 99 et 01 05 Les pourcentages de
178. e non n gligeable sur la concentration de HCO et par cons quent sur l intensit d un des processus impliqu s la dissolution du carbonate dans l rosion des aires carbonat es pr s de 50 de la variance de la concentration de HCO est expliqu e par la variation de la temp rature de lair entre 1981 93 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 et 1995 N anmoins les relations mettant en jeu les quantit s de chaleur apport es au syst me par convection et la concentration ou le d bit massique de HCO sont moins troites Le gradient de concentration de HCO en fonction de l volution climatique constat e entre 1981 et 1995 est de 0 08 meg l C Cette valeur est 8 fois plus faible que celle du gradient de concentration de HCO en fonction de l altitude moyenne du bassin versant des syst mes karstiques mis en vidence dans les Bauges ou les Bornes 0 62 meg l C Cet cart est interpr t comme traduisant l inertie thermique des syst mes karstiques r sultant de l importance des volumes rocheux qui les constituent compar e la faible valeur du volume d eau qui les traverse au cours d un cycle hydrologique Il n en reste pas moins remarquable qu une augmentation de la temp rature moyenne de l air de moins de 3 C en quinze ans entra ne une variation sensible et quasi imm diate d phasage de 2 3 mois de pr s de 10 de la charge dissoute d
179. e qui correspond une r ponse rapide du syst me une impulsion pluviom trique peut s accompagner d une forte augmentation des teneurs en chlorure et nitrate ions qui ont t stock s et concentr s au niveau du sol cause de l vapotranspiration 14 L examen des donn es de d bit r v le donc l existence de circulations lentes et rapides au sein de l aquif re 6 4 Q Atrazine _ DEA 0 4 0 3 0 2 Lt o te sg a le He TE Concentration ug L 1 0 1 Ai Isoproturon UN BB A 0 3 i 0 2 Concentration ug L 1 0 1 N Chlorure mg L 1 a Nitrate mg L 1 M Chlorure VW Nitrate 0 TITI III I 0 200 z 180 gt lt D bit o 10 D bit L s 1 01 01 89 01 01 90 01 01 91 01 01 92 01 01 93 01 01 94 01 01 95 01 01 96 01 01 97 01 01 98 01 01 99 01 01 00 01 01 01 01 01 02 01 01 03 01 01 04 01 01 05 01 01 06 143 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller
180. e recharge compl mentaire artificiel et contr l soit pour reconstituer un stockage l chelle saisonni re soit pour repousser une intrusion marine soit enfin pour stocker saisonni rement des eaux fournies par des usines de traitement Cette voie toute nouvelle impose de bien conna tre la structure et le fonctionnement locaux des aquif res karstiques pour d terminer les sites et les modes d injection et ceux d exploitation R f rences bibliographiques 1 A Fares W M Bakalowicz R Gu rin and M Dukhan 2002 Analysis of the karst aquifer structure of the Lamalou area Herault France with ground penetrating radar Journal of Applied Geophysics 51 2 4 p 97 106 2 Al Charideh A R 2007 Environmental isotopic and hydrochemical study of water in the karst aquifer and submarine springs of the Syrian coast Hydrogeology Journal 15 p 351 364 3 Arfib B 2001 Etude des circulations d eaux souterraines en aquif re karstique c tier observations et mod lisation de la source saum tre Almyros d H raklion Cr te Gr ce in G osciences et Ressources naturelles 2001 Paris VI Pierre et Marie Curie Paris p 343 4 Arfib B G de Marsily and J Ganoulis 2002 Les sources karstiques c ti res en M diterran e tude des m canismes de pollution saline de l Almyros d H raklion Cr te observations et mod lisation Bulletin de la Soci t g ologique de France 173 3 p 245 253 5 Arf
181. e s rie de travaux a t con ue par Michel Lepiller en collaboration avec les partenaires locaux Pour leur mise en oeuvre il fut aid par de nombreux l ves ing nieurs de Polytech Orl ans Alexandre Hoez Fran ois Orange Aziz Atiyeh Vincent Cadoret Dorota Jaromin et Savinien Navarre lors des trois ann es qu ont dur le programme SAGE jusqu en 2004 et les ann es suivantes 183 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Le d roulement de l tude hydrog ologique des les Loyaut a suivi une d marche progressive commen ant par le recensement la prospection et l exploration sp l ologique des formations karstiques Lifou et Mar suivis par l identification d axes de drainages pr f rentiels par des tra ages fluorim triques et un recueil de chroniques de pi zom trie le long de ces drains karstiques Ces donn es et r sultats furent la base d une tude sur l influence des pr cipitations et de la mar e sur la nappe d eau douce par analyses corr latoires et spectrales ACS et d une mod lisation informatique de l aquif re Ces moyens d analyses pr cis ont surtout t utilis s dans la zone de la Baie de Ch teaubriand Lifou qui est la zone la plus peupl e de l le et qui pr sente galement une grande concentration de formations karstiques Fig 6 L objectif tait d obtenir une connaissance tr s pouss e de cette zone tes
182. e sur les coulements souterrains 198 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Dans cette cotation et compte tenu des m thodes actuelles de d tection nous avons retenu pour m thode fiable 100 les tra ages r alis s avec un nombre suffisant d analyses spectrofluorim triques en laboratoire avec v rification de la nature du produit fluorescent par r alisation de spectres d excitation et d mission permettant de d crire de fa on satisfaisante une courbe de restitution structur e et lorsque que c est possible confirm e par un bilan de restitution du traceur coh rent Ainsi une note de 3 signifie que sur 10 tra ages r alis s dans des conditions similaires 7 peuvent apporter une information erron e et 3 seulement auraient pu tre confirm es par des analyses de spectrofluorim trie compl tes en laboratoire Cette cotation reste une appr ciation subjective bas e sur notre exp rience et d coule de nombreuses discussions que nous avons eues avec d autres hydrog ologues travaillant sur le karst dont Michel Lepiller Elle ne repose pas sur une tude purement statistique d exp riences r alis es faute de pouvoir v rifier a posteriori pour toutes les exp riences leur fiabilit r elle Nous avons choisi de nous en tenir aux tra ages fournissant un r sultat binaire le traceur a atteint cette source r sultat positif ou le tra age n a pas attei
183. e variances en coordonn es logarithmiques puisque l on peut aligner une droite dont la pente est de 1 2 fig 2 On remarque pour les hautes fr quences c est dire pour des temps inf rieurs 3j une pente nulle t moignage d une forte incertitude sur les donn es avec un caract re non structur et qui de ce fait ne pourront donc tre interpr t es en dessous de ces limites chelle de probabilit log du spectre 10 10 10 10 10 10 d bits en m s log des fr quences Fig 1 Analyse des d bits class s Fig 2 Spectre de densit de variances Le r sultat sur les valeurs au del de 3j n est pas surprenant puisque la distribution des crues correspond la distribution des pluies elle m me al atoire Aussi faut il compl ter l analyse 49 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 pour savoir si cette distribution est la m me court moyen et long terme Pour ce faire on g n ralise la proc dure pr c dente en regardant la distribution de tous les moments la variance correspondait au moment d ordre deux et fournissait un renseignement global toujours en coordonn es logarithmiques C1 0 24 alpha 1 moments K q temps en pas Fig 3 Distribution des moments Fig 4 Spectre multifractale partir des abscisses de 1 60 on constate que tous les moments s alignent suivant des droites fig 3 Dans cet intervall
184. ec r f rence l luat d un fluocapteur Examen de l luat d un fluocapteur au spectrofluorim tre avec r alisation de spectres d excitation et d mission Pr somption d une restitution fond e sur l examen visuel de l exutoire ayant permis de remarquer une variation de couleur de l eau compatible avec la restitution du traceur utilis pr somption de restitution du traceur sur le trac d une courbe de concentration Examen d un nombre suffisant d luats de fluocapteurs au spectrofluorim tre permettant de fonder une pr somption de restitution du traceur sur le trac d une courbe de concentration avec r alisation de spectres d excitation et d mission LE Examen d un chantillon d eau isol ou unique chantillon compos au spectrofluorim tre comprenant le trac des spectres d excitation et d mission ou un balayage synchrone Examen d chantillons d eau en nombre suffisant pour construire une courbe de concentration du traceur et comprenant le trac des spectres d excitation d mission ou un balayage synchrone Tableau l Projet d chelle de cotation du degr de fiabilit des r sultats d un tra age de circulation souterraine Michel Lepiller In dit Un des points important de ce projet d chelle de cotation est le faible degr de fiabilit accord par Michel Lepiller aux r sultats obtenus l aide de fluocapteurs Toutefois ce projet d chelle de cotation a
185. ection des captages du val sont constitu s d un p rim tre imm diat pour chaque captage d un p rim tre rapproch d une superficie de 1100 ha d un p rim tre loign de pr s de 70 km ga Figure 2 le p rim tre de protection rapproch e des captages du Val Les prescriptions dans le p rim tre de protection rapproch e inscrites l arr t sont IIL 1 Interdiction Le transport de produits dangereux ou polluants sur l avenue Gaston Galloux dans l attente de r alisation d un dispositif de recueil des eaux pluviales La cr ation de toute excavation restant ouverte et non tanche La pose de nouvelles canalisations d hydrocarbures liquides Les d p ts d ordures et d autres d chets l exception des d chets verts L pandage de boues de station d puration de mati res de vidanges ou de lisiers Les nouveaux stockages de produits polluants taxe y Figure 3 le p rim tre de protection loign e des captages du Val III 2 R glementation Soumission autorisation de tous forages avec obligation de cimentation du tube de sout nement face aux alluvions Utilisation de produits biodegradables le long dis voies SNCF Mise en place de foss s tanches le long de la voie Gaston Galloux avec des bassins tanches et dot s de dispositifs de d shuilage Mise en r tention des stockages existants Contr le des forages existants et exploi
186. effectue 11 la maitrise au laboratoire des param tres environnementaux qui peuvent influencer l volution de la fluorescence 111 tenir compte des difficult s li es aux changements d chelles du laboratoire au terrain mais aussi de l chelle de l essai l chelle du probl me pos R f rences bibliographiques 1 Charri re R 1974 Perfectionnement la mesure de traceurs fluorescents Applications l hydrog ologie Th se de l Universit de grenoble 197 p 2 Feuerstein D L Selleck R E 1963 Fluorescent tracers for dispersion measurements J Sanit Eng Div Amer Soc Civil Eng 89 SA4 p 1 21 3 Jozja N 2003 Caract risation multi chelle d une bentonite magn sienne Impact de l interaction avec le nitrate de plomb sur la perm abilit Th se de l Universit d Orl ans 275 p 4 Kass W 1998 Tracing Technique in Geohydrology Taylor amp Francis 585 p 5 Lepiller M 2000 Tra ages appliqu s la dynamique des aquif res possibilit s et limites G ologues n 129 p 79 84 6 Mangin A Molinari J Paloc H 1976 Les traceurs en hydrog ologie karstique Leur apport la connaissance des r servoirs aquif res calcaires La Houille Blanche N 3 4 p 261 267 7 Plagnes V 1997 Structure et fonctionnement des aquif res karstiques Caract risation par la g ochimie des eaux Th se de l Universit de Montpellier I Document BR
187. ement est de type fissur Mourt s et Gourgouch ou karstique Ourtau et Orbe Ces deux derni res sources pr sentent de ce fait une vuln rabilit qui sera tudi e au paragraphe suivant En conclusion deux faci s chimiques majeurs l un bicarbonat calcique la Fontaine d Orbe 3 me cha non et Mourt s 2 me cha non et l autre bicarbonat calcique magn sien Ourtau et Gourgouch ler cha non sont mis en vidence les concentrations en magn sium sont dues la pr sence de dolomies du Bathonien Oxfordien qui constituent en grande partie les bassins d alimentation particuli rement dans le cas des premier et second cha nons Ce r sultat a t compl t par l tude de la relation entre les teneurs en ions magn sium et calcium Mg et Ca qui montre une quasi ind pendance des teneurs pour les sources de La Fontaine d Orbe et des Mourt s et une corr lation positive et significative pour les deux autres sources La structuration g ologique des cha nons b arnais permet de pr voir que le faci s de l eau des sources y sera de l un ou l autre des deux faci s bicarbonat calcique pour les r servoirs urgoniens et liasiques et bicarbonat calcique magn sien pour les r servoirs Jurassiques Par ailleurs deux types de fonctionnement hydrodynamique sont distinguer parmi les quatre syst mes tudi s Le premier correspond un comportement Karstique sources de la Fontaine d Orbe et de l
188. en forme tr s rapidement les guides d taill s identifi s lors de la premi re phase de leur d marche Ceux ci deviennent d autant plus n cessaires en tant que compl ments pour approfondir les m thodes voqu es et bri vement d crites qu il s agit de les appliquer sur les captages en milieu karstique parmi les 500 captages prioritaires soit de 30 40 tr s certainement 150 200 captages si cela reste proportionnel la superficie du territoire concern e par le karst Pour cela elles ont demand l inscription de ces projets au programme 2008 de service public du BRGM V 2 Guide m thodologique Cartographie de la vuln rabilit en milieu karstique par la m thode RISKE 2 Cette cartographie de la vuln rabilit intrins que est indispensable l laboration d une carte des risques croisement de l al a et de la vuln rabilit qui constitue elle m me une aide la d cision quant la mise en place des mesures de protection L Agence de l Eau Adour Garonne a souhait contribuer acc l rer la r alisation de l op ration en lan ant une campagne de sites de tests de la m thode dans des contextes diff rents en plateau ou en moyenne montagne en terrain arbor ou pas avec ou sans sol pais et en fonction du fait que l on dispose ou pas d tudes pr alables sur le site concern 44 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Tous ces
189. en hautes eaux entre le syst me des mergences orientales du S cheron de Notre Dame des Gr ces et de Neyrolles appartenant au bassin versant de rive gauche du Foron du Reposoir et celui de l mergence occidentale de la Barbottante appartenant au bassin versant de rive droite du Borne Dans la vall e de la Filli re 11 en rive droite la r surgence du Pont de Pierre merge de la terminaison p riclinale urgonienne du synclinal de Champ Laitier Elle est aliment e pour 67 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 partie au del du col de l Ebat par les pertes totales du ruisseau de Fontaine Froide dont le 0 4 km zZ SMt Peney La Leysse AEP es les EAU Chall amp Syst mes karstiques majeurs 1 wD s On En b w Semnoz Bange L Eau Morte Montagne de Bange Bois de Fr pou lain Pr rouge Semnoz Petit Pt de l Ile Bourbouillon Semnoz Bourneau Mont Revard Bout du Monde Entrevernes Barbou illot Vivier Entrevernes Lathuile Chevilly Semnoz Marquisats La Puya Semnoz Etang 10 Semnoz Beuglions 19 Margeriaz Pissieu 20 Mont Revard La Meune W C0 CO Un LE Lo NI Mont Revard Gouille aux Moines Plateau de la F claz Doria Mont Peney Fontaine Noire Mont Chardonnet Fontaine de la Rave Arclusaz P cloz Chaudannes P cloz Mont de la Coche Nant Fourchu Sambuy Source du jeu de Boules Sour
190. en plus utilis s la fois pour d limiter les aires d alimentation de points d eaux capt s ou non et pour simuler des pollutions Pour ce qui est de la simple reconnaissance des coulements souterrains la compilation de donn es anciennes et malheureusement la valorisation de donn es r centes montrent que les r sultats de tra ages peuvent conduire des interpr tations h tives voire des incoh rences hydrog ologiques C est pour cette raison que dans les ann es 1990 Michel Lepiller avait commenc r fl chir une grille d valuation des r sultats de tra ages L objet de cette note est de pr senter la grille de Michel Lepiller et de reprendre la r flexion l o il lavait laiss e pour aboutir deux grilles d valuation de la fiabilit des tra ages une pour les tra ages r sultat positif l autre pour les tra ages r sultat n gatif Une note allant de O 10 par ordre de fiabilit croissante est alors attribu e chaque tra age en fonction des techniques mises en uvre pour tayer le r sultat du tra age L int r t de cette cotation est de pouvoir valuer pour chaque exp rience la fiabilit statistique du r sultat par rapport la m thode de d tection des traceurs employ e Ces grilles peuvent tre utilis es a posteriori pour reprendre des interpr tations hydrog ologiques et inciter ainsi l hydrog ologue liminer les exp riences peu fiables pour les r diter
191. ensions assez grandes pour fournir une r ponse interpr table 106 26 33 40 105 1 146 149 Les panneaux lectriques et le radar g ologique Figure 5 sont deux techniques remarquablement efficaces pour d crire l pikarst et la zone d infiltration sous jacente 1 ces techniques peuvent entre autres tre mises en uvre pour la caract risation de la vuln rabilit de sites la pollution Malheureusement la profondeur d investigation ne d passe pas 50 m ce qui est en g n ral insuffisant pour r v ler les conduits et cavit s concern s par les coulements souterrains int ressants recouper par forage Ces m thodes sont pour le moment presque exclusivement du domaine des reconnaissances g otechniques 17 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 A Pa Le al n vi ml rm N S m 4 7 Ta 9 te La 1 a ul aa m m1 Cal rl iiini I i nn Vii ti qu LE ll w net pe pe ur mA r rm Le oaa m A H T ap ah P o Ca il ll Depth m Figure 5 Profil radar obtenu sur le causse de l Hortus H rault montrant le d veloppement en profondeur de l pikarst et r v lant la grotte connue et une grotte inconnue de petites dimensions environ 25 m sous la surface 1 La r sonance magn tique protonique RMP ou en anglais magnetic resonance sounding MRS est une m thode g ophysique de d veloppement r cent 85
192. ent calcaires et dolomitiques Figure 2 les eaux circulent dans certains d entre eux rapidement et sont de ce fait g n ralement peu filtr es Les r servoirs peuvent donc pr senter une forte vuln rabilit aux pollutions de surface qu il faut pouvoir caract riser avant d envisager d amplifier l exploitation des ressources particuli rement pour l alimentation en eau potable AEP Les quatre sources mergent de l un ou l autre des trois cha nons Figure 2 ce sont dans l ordre d identification des cha nons les sources de l Ourtau et Gourgouch premier cha non des Mourt s deuxi me cha non et celle de la Fontaine d Orbe troisi me cha non Trois des quatre sources Ourtau Mourt s et Orbe sont utilis es pour l alimentation en eau potable de communes plus ou moins importantes respectivement Oloron Sainte Marie sous pr fecture du d partement plus de 10 000 habitants Sarrance 300 habitants et Arette 1 500 habitants L eau de la source Gourgouch approvisionnait quant elle une salmoniculture jusqu sa fermeture en 2006 II APPROCHE PLURIDISCIPLINAIRE METHODE DURABLE POUR LES RESSOURCES EN EAU Les quatre syst mes hydrog ologiques ont t tudi s selon l approche pluridisciplinaire de l hydrog ologie moderne De nombreuses campagnes de terrain sont l origine de mesures de la fracturation des massifs carbonat s et de la cartographie de chaque site afin d en d d
193. ente 14 a permis l identification des directions principales de drainage 3 par le relev de tectoglyphes failles stylolithes veines sur l ensemble des aftleurements du SKBLM L interpr tation de ces relev s est particuli rement int ressante car les trois directions principales de drainage N 15 E N 75 E N 120 E issues de ces analyses sont en accord avec les relev s sp l ologiques et la carte du r seau sp l ologique explor s par l entente sp l ologique des Bauges D apr s la classification de Marsaud 13 le syst me est unaire La majeure partie de l alimentation du syst me 96 de la surface du bassin versant est assur e par des apports diffus se r alisant sur les calcaires de l Urgonien du Barr mien inf rieur et Hauterivien sup rieur Une forte proportion de ces apports diffus est soumise aux diff rents r gimes d infiltration qui donnent lieu un diff r plus ou moins long de l infiltration Le reste de l alimentation seulement 4 de la surface du bassin versant se fait sous forme de ruissellement superficiel temporaire sur les affleurements des argiles de l Hauterivien moyen situ s en t te de bassin versant Ce ruissellement qui se perd au niveau de l Hauterivien sup rieur et du Barr mien inf rieur alimente en aval le ruissellement souterrain D un point de vue hydrologique Tableau 1 le SKBLM re oit une lame d eau d environ 1400 mm an pour un coulement de 830 mm an
194. entes tr s lev es malgr des conditions hydrologiques de basses eaux les exp riences r centes contredisant des r sultats anciens 196 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Parfois des tra ages dont les r sultats sont peu fiables am nent des conclusions h tives voire dans certain cas des th ories compliqu es sur l hydrog ologie d un secteur ou sur le fonctionnement particulier d un type d aquif re karstique Par exemple en Normandie 1l est commun qu une crue sur une mergence qui draine la craie soit associ e une forte turbidit Le pic de turbidit g n re alors un signal parasite qui interf re sur le signal de fluorescence du traceur En l absence de contr le analytique en laboratoire 1l peut alors tre interpr t comme une restitution f1g 3 24 r i iaai cute A di i F sonner sareatna 7 a Pa K 5 E Hri a gi Ten f Ta add 1088 Pr cipitatons T Suforhodamine 4 Concentration pg Pr cipitations mm ailm ia t _uiuis HAL Cond de Lu aie L s Et dc d c Jdbr dec Md c 13d c 15d c Td c d c 21 d6c iic 7Sd c Idie d c J1 d c Zaw Figure 3 Exemple de restitution douteuse donn e par un fluorim tre enregistreur de terrain sans contr le par analyse spectrofluorim trique 17 Malheureusement ces exemples sont nombreux dans la litt rature et sans une grille d
195. erciements Nous remercions la ville de Montpellier Veolia Water pour la mise disposition des donn es utilis es dans le cadre de ce projet soutenu par l IFR IL E ainsi que par le BRGM dans le cadre du projet cadre EAURIS COMPLEX AQUI R f rences bibliographiques 1 Kir ly L 1998 Modeling karst aquifers by the combined discrete channel and continuum approach Bulletin d Hydrog ologie de l Universit de Neuch tel 16 77 98 2 Bauer S Liedl R Sauter M 2005 Modeling the influence of epikarst evolution on karst aquifer genesis time variant recharge boundary condition for joint karst epikarst development Wat Resourc Res 41 et al 2005 3 Bakalowicz M 1999 Guide technique N 3 Bassin Rh ne M diterran e Corse Connaissance et gestion des ressources en eaux souterraines dans les r gions karstiques 44p Juin 1999 4 Mar chal J Ch Ladouche B D rfliger N Lachassagne P 2008 Interpretation of pumping tests in a mixed flow karst system Water Resources Research accept 5 Drogue C 1963 Essais de d limitation du bassin d alimentation d une r surgence des karsts noy s languedociens Ann Sp l ol 18 4 p 409 414 6 Drogue C 1969 Contribution l tude quantitative des syst mes hydrologiques karstiques d apr s l exemple de quelques karsts p rim diterran ens Th se de Doctorat Universit des sciences et techniques du Languedoc 482p 7 Thiery D B
196. ermettent d acc der directement la zone satur e la grotte de Bange et la grotte de L Eau Morte situ es proche du seul exutoire p renne du syst me le Nant de la Combe Le SKBLM est enti rement situ 83 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 dans la moiti sud du Semnoz D un point de vue stratigraphique et tectonique ce syst me est tr s homog ne sa lithologie est constitu e plus de 90 par une dalle de calcaire Urgonien et aucune faille majeure ne vient rompre l homog n it de la dalle calcaire Fossile sink hole without D temporary sink hole known runoff da Impenetrable sink hole F ssile sink hole with a impenetrable temporary X known runoff spring Cave without known i n runi Low flow spring Cave with known runoff Limit of a karstic system Petit Pont cle l ile Cave with a temporary 3 Bourbouillon a Y sinkhole and a spring un Cave with a temporary proved by tracer test V Pienille spring connected to a kd peren runoff cr River Summit Temporary river 1 I ColdelLeschaux Faut tuisseau de La F claz 12 km Air temperature station Source de Le Pont d Entr ves Pont du Diable X Localisation of Bauges mountains area i 9 Lescheraines city 1 5 km Rainfall and air temperature station Pont Detrier Localisation and hydrological map of Bange L Eau Morte karstic sytem Figu
197. es des lois simples ou composites 11 le calage de mod les r servoirs en cascade ou en s rie permettant la simulation des hydrogrammes et 111 l utilisation de mod les num riques distribu s La premi re d marche permet de caract riser le syst me 142 30 ou certains des sous syt mes infiltration et zone noy e ou des modalit s d coulement qui les parcourent 63 46 92 122 Elle peut tre compl t e par une analyse statistique globale consistant analyser les s ries chronologiques de d bit court moyen et long termes en les croisant ventuellement avec celles d une variable suppos e faire fonction d entr e soit des d bits par exemple d une perte soit des pr cipitations int grant le cas ch ant un mod le physique de fonte de neige 95 94 96 121 49 83 82 81 103 Cependant pour certains 50 la simulation num rique conduit s interroger sur la signification des r sultats de ces m thodes d analyses statistiques En effet la forme des hydrogrammes est d termin e par plusieurs facteurs dont les plus importants semblent tre 1 le contraste entre coulement lent et coulement rapide et leurs parts respectives 11 la r partition et la fr quence des v nements hydrologiques au cours du cycle et 111 le rapport entre l infiltration dispers e et l infiltration concentr e C est pourquoi la simulation num rique est un outil indispensable d analyse et de test des hypo
198. es Actes Sud 363 p 53 El Hakim M and M Bakalowicz 2007 Significance and origin of very large regulating power of some karst aquifers in the Middle East Implication on karst aquifer classification Journal of Hydrology 333 p 329 339 54 Eraso A 1986 Aplicacion del metodo de prediccion de las direcciones de drenaje al karst de Larra Navarra Francia y el karst del complejo de Go Guarena Burgos Karst Euskadi 86 San Sebastian p 229 254 55 Eraso A 1986 Metodo de prediccion de las direcciones principales de drenaje en el karst Kobie 15 p 15 122 56 Field M 2002 The QTRACER2 program for tracer breakthrough curve analysis for tracer tests in karstic aquifers and other hydrologic systems 2002 National Center for Environmental Assessment U S EPA Washington p 179 57 Fleury P 2005 Sources sous marines et aquif res c tiers m diterran ens Fonctionnement et caract risation in Sciences de la Terre 2005 Universit Paris 6 Paris p 286 58 Fleury P M Bakalowicz and P Becker 2007 Caract risation d un syst me karstique exutoire sous marin exemple de la Mortola Italie Comptes Rendus Geosciences 339 p 407 417 59 Fleury P M Bakalowicz P Brunet and N D rfliger soumis Mediterranean coastal karst aquifers and their submarine discharge Ground Water 60 Fleury P M Bakalowiez and G de Marsily 2007 Submarine springs and coastal karst aquifers a review Jou
199. es au sommet de cette s quence Des niveaux dolomitiques peuvent galement tre pr sents au sein de ces s quences L paisseur maximale du C nomanien est environ 600 m tres Du point de vue lithologique le Turonien est constitu de calcaires dolomitiques et de dolomites qui renferment des ph nom nes karstiques dans l environnement imm diat de la source de Figeh notamment 18 Des cavit s se d veloppent parall lement la stratification du Turonien mais peuvent galement tre influenc es par de la fracturation La partie inf rieure de la cavit de la source de Figeh est constitu e de br ches Du point de vue hydrologique les d bits de la source sont compris entre 1 4 m s ann e s che et 28 3 m s pour les p riodes humides Le d bit moyen calcul sur plusieurs cycles hydrologiques est de 7 7 m s Les pr cipitations annuelles sont de quelques 600mm ces derni res intervenant essentiellement la fin de l automne en hiver sous forme de couvert neigeux et au d but du printemps 18 La d charge principale de l aquif re se fait au niveau de la source mais galement au niveau de la rivi re Barada o des jaugeages diff rentiels ont mis en vidence des sorties d eaux souterraines dans la rivi re apportant des contributions importantes le d bit augmente de 0 5 0 9 m s au niveau des affleurements du Turonien dans le lit de la rivi re 18 35 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des
200. es eaux issues des formations carbonat es R f rences bibliographiques 1 Bakalowitcz M 1979 Contribution de la g ochimie des eaux la connaissance de l aquif re karstique et de la karstification Th se de doctorat d Etat Universit Paris VI 269p 2 Boivent B 1998 Hydrodynamique et g ochimie des eaux des syst mes hydrologiques karstiques du massif subalpin des Bauges Savoie Haute Savoie France Rapport de ma trise de Sciences de la Terre 3 Eraso 1985 Methodo de prediccion de las direcciones principales de drenaje en el karst KOBIE Serie Ciencias Naturales Bilbao n XV 122 p 4 Lepiller M 1976 R sultats et interpr tation de cinq op rations de tra age effectu es sur les syst mes karstiques du Semnoz et de la montagne de Bange Bois de Pr poulain Massif subalpin des Bauges Savoie et Haute Savoie France 2e Colloq Hydrol en Pays Calcaires Besan on pp 251 262 5 Lepiller M 1979 Le r le de l activit biologique dans l acquisition de la charge dissoute des eaux d aquif res carbonat s Etude sur douze syst mes karstiques des Bauges et des Bornes massifs subalpins septentrionaux Alpes Fran aises Actes Coll Int Migrations organo min rales dans les sols temp r s Nancy 1979 16 p 6 Lepiller M 1980 Contribution de l hydrochimie la connaissance du comportement hydrog ologique des massifs calcaires Etude de quelques syst mes karstiques du massif
201. es mois de mars avril mai juin et octobre pour lesquels les l vations de temp rature toujours estim es par le coefficient de r gression seraient de 0 06 0 05 0 09 0 06 et 0 08 an pour la p riode 1974 2007 Il faut noter que les mois de mars mai juin et octobre restent marqu s par un accroissement moindre mais significatif lorsque la p riode est largie l intervalle 1964 2007 Il ne sera pas question d vapotranspiration dans cet article mais 1l est appara t que les mois pour lesquels les temp ratures moyennes mensuelles augmentent sont ceux pour lesquels la demande biologique en eau est forte ce qui contribue donc une moins grande disponibilit pour la recharge des nappes Ces observations encore fragmentaires tant en raison de la dur e de la s rie de donn es que par le type d analyse en corroborent d autres tablies par ailleurs par exemple l chelle r gionale par l analyse des donn es de la station de Bordeaux M rignac 6 ou de fa on plus globale 7 104 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 1800 Pr cipitations mm 1700 1600 1500 1400 1300 97 1200 1100 1000 900 1 sd 1321 800 1965 1974 1983 1992 2001 2010 1992 Figure 5 Hauteurs pluviom triques annuelles ann es hydrologiques cercles rouges et civiles croix noires Oloron Sainte Marie 1 00 0 90 Distribution
202. es travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 21 Joigneaux E Alb ric P Pauwels H Gutierrez A Baran N Binet S 2008 The impacts of climate change on point groundwater discharge in a fluviokarst landscape Geophysical Research Abstracts Vol 10 EGU2008 A 12076 Vienne 22 G ze B 1987 Les m saventures des sources de l Estavelle et de l Inversac en Languedoc m diterran en International Journal of Speleology 16 101 109 23 Massei N Lacroix M Wang H Q Mahler B J Dupont J P 2002 Transport of suspended solids from a karstic to an alluvial aquifer the role of the karst alluvium interface Journal of Hydrology 260 88 11 126 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Protection des captages du Val d Orl ans Nelly Bonnefoy Jean Louis Charleux Dominique Chigot Philippe Maget D Ville d Orl ans 4 quai du Chatelet 45000 Orl ans nbonnefoy ville orleans fr Chambre d Agriculture du Loiret 13 Avenue des Droits de Homme 45921 Orl ans cedex jean louis charleux loiretchambagri fr Eaux amp Industrie ZAC des Aulnaies 1121 rue de la Bergeresse 45160 Olivet dominique chigot eau et industrie com Philippe Maget 432 rue de Champdoux 45560 Saint Denis en Val maget philippe wanadoo fr I LES CAPTAGES DU VAL L 1 Introduction 80 de la ville d Orl ans et 3 communes du sud de la Loire Sain
203. escents IL IDENTIFICATION DU SIGNAL DE RESTITUTION DIFFICULTES RENCONTREES Suite au comportement et la r activit des traceurs fluorescents dans le milieu naturel ainsi qu aux interactions avec les roches de l aquif re l valuation pr cise d une restitution rencontre quelques difficult s exp rimentales II 1 Diff rentes composantes du signal brut de fluorescence Lors de la recherche d un traceur au laboratoire le signal brut que nous analysons est la somme de trois composantes 5 1 la fraction de lumi re d excitation diffus e par l eau et les particules en suspension la longueur d onde d mission du traceur recherch 11 la lumi re mise par la fluorescence des substances pr sentes autres que le traceur dans l eau analys e 111 la lumi re mise par la fluorescence du traceur qui constitue le signal vrai ou net La difficult est d isoler la derni re composante qui correspond la restitution vraie du signal et qui constitue l objet m me de la mesure Le cumul des deux premi res composantes constitue ce qu on appelle le bruit de fond Plus pr cis ment les deux sources majeures du bruit de fond sont la fluorescence naturelle et 207 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 les mati res particulaires et collo dales en suspension toutes deux fortement corr l es la mati re organique transport e par l ea
204. et hydrog ochimie Sp cialiste des tra ages 1l a form de nombreuses g n rations d tudiants ces m thodes lors d coles de terrain dans le G tinais et les Grands Causses Par ailleurs Michel Lepiller fut un membre fid le participatif et tr s actif du Comit Fran ais d Hydrog ologie de l AIH organisant notamment plusieurs visites techniques tr s instructives sur le terrain En son hommage et au travers de ses travaux pour certains inachev s ses coll gues collaborateurs anciens tudiants et tous ses amis ont tenu lui consacrer ce colloque afin de mieux faire conna tre ses contributions la connaissance des milieux karstiques Cette journ e est l occasion non seulement d honorer sa m moire mais aussi de pr senter les connaissances acquises ce Jour sur ces terrains et de poser les questions fondamentales sur les n cessaires d veloppements de la recherche scientifique et technique sur l hydrog ologie des milieux carbonat s fissur s ainsi que sur l impact de Homme sur le Climat et le fonctionnement du milieu naturel La diffusion des connaissances acquises est trait e en voquant les principaux syst mes et sujets sur lesquels Michel Lepiller a travaill Un temps est r serv aux d bats pour d gager des axes d tudes et de recherches compl mentaires La journ e du 17 mai est consacr e une visite technique dans le Val d Orl ans 08h15 09h00 09h30 10h50 11h15
205. et de valorisation des ressources li es au karst Le th me des eaux et des r seaux karstiques serait tout indiqu en Bauges pour servir de fil directeur et de support la cr ation d un outil territorialis de gestion et de valorisation patrimoniale de la ressource de type G oparc par exemple R f rences bibliographiques 1 Antea Burgeap 2001 Etude pr liminaire des aquif res patrimoniaux Kkarstiques du bassin Rh ne M diterran e R gion Rh ne Alpes Agence de l eau 2 Cadhilac L et Marchal J P 2002 Les origines du r f rentiel hydrog ologique et ses volutions locales Exemple sur le bassin Rh ne M diterran e Corse 9 journ es techniques du Comit Fran ais de l A I H Bordeaux 29 50 novembre 2002 3 Denavit G 2004 Int r t de la ressource en eau d origine karstique pour lavenir dans la partie Savoyarde des Bauges m moire de ma trise Universit de Savoie 76 p 4 Denavit G 2005 Pr sentation des aquif res karstiques patrimoniaux du massif des Bauges et des Bornes Rapport de Stage de DESS Montagne Universit de Savoie Centre Interdisciplinaire Scientifique de la Montagne Bauges 26 p Bornes 26 p 5 Durand R Nant J 1998 Atlas des grottes de Savoie CDS 73 d Gap La Ravorre 216p 6 Hoblea F 1990 Probl mes d am nagement sur karsts d altitudes vou s au tourisme Bulletin du Laboratoire Rhodanien de g omorphologie n 25 26 pp 67 86 7 Hoblea F D
206. eux partenaires en Nouvelle Cal donie ainsi qu en France Cet article a pour but de pr senter l originalit des formations karstiques des les Loyaut et de montrer comment Michel Lepiller accompagn s de nombreux tudiants a pu y transposer ses connaissances des syst mes karstiques pour y mettre en uvre une s rie d tudes qui a permis de faire avancer notre conception des aquif res de ces les II PR SENTATION DES LES LOYAUT II 1 Histoire g ologique L archipel de la Nouvelle Cal donie Fig 1 s est form la suite de plissements de la cro te oc anique l est de la plaque australienne L un de ces plissements a donn la Grande Terre tandis qu un autre parall le au premier a form la ride des Loyaut C est sur cette ride que se sont form es les les Loyaut du nord ouest au sud est Ouv a Lifou Tiga Mar des iles hautes carbonat es qui malgr leurs tailles et aspects diff rents ont la m me origine et la m me structure g ologique 179 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 100 km Figure 1 Carte de la Nouvelle Cal donie montrant la position des les Loyaut par rapport la Fosse des Nouvelles H brides et au bombement de la lithosph re 1 adapt de 2 Sur un soubassement basaltique Mioc ne seul reste d anciens volcans s est ainsi d velopp entre 11 Ma Mioc ne sup rieur et 3 Ma Plio
207. fond des grottes de Thoubotr et de Manet et ont enregistr en continu et sur plusieurs mois les niveaux pi zom triques En parall le les donn es relatives la pluviom trie et aux hauteurs de mar es ont galement t compil es Le traitement de toutes ces chroniques par analyse corr latoire et spectrale ACS effectue par Dorota Jaromin 11 a permis de pr ciser le fonctionnement de ce drain karstique Tout d abord l tude par ACS de la relation entre les pr cipitations et le niveau pi zom trique a confirm la rapidit de l infiltration des eaux de pluie dans le sous sol en montrant une r percussion quasi imm diate des pr cipitations sur la pi zom trie Ensuite il a t montr que les variations du niveau de la nappe au sein d un drain karstique sont tr s vite transmises et qu il n y a qu une dizaine de minutes de d phasage entre les niveaux pi zom triques des grottes de Thoubotr et Manet pourtant loign es de 1400 m tres En revanche les variations de hauteur de mar e tardent se faire sentir sur la pi zom trie de la nappe m me si londe de mar e peut se faire ressentir jusqu plusieurs kilom tres l int rieur des terres Malgr la faible distance entre la grotte de Manet et la mer un d phasage important a t constat Les variations dues la mar e ne se font sentir qu une heure plus tard sur la pi zom trie de la grotte Ceci sugg re que les massifs calcaires du
208. g ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 prolongement de ceux de Fleury 57 60 d montrent que les valeurs de d bit publi es pour toutes les sources sous marines sont tr s largement surestim es d un facteur 5 10 Comme de plus ces sources pr sentent le plus souvent un fonctionnement typiquement karstique c est dire forte variabilit saisonni re de leur d charge et de leur composition chimique agorav e par l intrusion marine ces sources apparaissent de plus en plus comme une ressource qui ne peut pas tre directement exploit e Quant l exploitation des ces aquif res par des forages terre c est alors une gageure de recouper une zone productive dans laquelle les pr l vements ne favorisent pas l intrusion marine II 1 3 Les mod les Le dernier grand domaine des progr s r cents des connaissances est celui de la mod lisation L originalit du karst a contraint des approches vari es couvrant non seulement la mod lisation du fonctionnement de l aquif re mais aussi la mod lisation de sa structure En effet la spatialisation des mod les de fonctionnement ne peut pas le plus souvent s appuyer sur des donn es spatiales suffisamment nombreuses pour disposer d une distribution r aliste des param tres hydrodynamiques m me en deux dimensions Trois d marches de mod lisation tr s diff rentes sont mises en uvre 1 l ajustement des hydrogrammes de sourc
209. gg r es en fonction des avanc es r centes I INTRODUCTION Les civilisations m diterran ennes nous apprennent qu elles ont su tr s t t s organiser autour de trois types de ressources en eau les fleuves les nappes phr atiques alluviales et les grandes sources karstiques Pour chacune l homme a d velopp des techniques sp cifiques d exploitation et de gestion 32 120 gyptiens et Babyloniens ont invent les chauss es ou barrages alimentant des r seaux de canaux Perses et Assyriens sont l origine des qanats qui se remarquent par les alignements de tas de d blais et des chadoufs les puits balancier C est en M sopotamie o co existent ces deux modes d exploitation de l eau que la science hydraulique fut invent e comme le montre le Livre de l agriculture nabat enne de Q t m 52 Les civilisations m diterran ennes nous ont aussi apport les techniques n cessaires l exploitation d une ressource en eau la fois abondante et myst rieuse celle des grandes sources karstiques 23 Ressource abondante comme en atteste les centaines de sources d chargeant plus de 2 m s en moyenne dont nous ne retiendrons que les plus remarquables comme Fontaine de Vaucluse France 21 8 m s 129 et les sources de Trebinjica Bosnie Herz govine 80 m s 109 Dumanli Turquie 50 m s 12 Ljubljanica Slov nie 39 m s 109 Khabour Ras el A n Syrie 38 7 m s 76 53 Stella Frioul Italie 36
210. himiques naturels et anthropiques ions majeurs et les traceurs fluorescents sur les syst mes karstiques de la partie ouest du Causse de Sauveterre rapport de stage de l Ecole Sup rieure de l Energie et des Mat riaux Polytech Orl ans 165 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Source de Glassac Source des Courtinaux 2 Source de Roquaizou Source d Esparse Source de Mayrinhac Source de Buzareingu s ORGES Source de Tantayrou Source de Fontmaure Source du S gala Sourc du Pas d Soucis Source de Ca Sources de Bouldoire c 1 LA _ Zone d tude Source de La Bastide Sources quip es d une station de mesure p VIGNES R surgence de la Verlenque Source du Rouveyrol Autres sources R seau patrimonial Source du Mas de Lafon 1 10 Kilom tres RE Figure 4 Principaux exutoires de la zone d tude et localisation des stations hydrom triques 166 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Parc naturel r gional d pa des Grands Causses HE Im i 1 1 be Pons Etude nyvdrog olosque de la partie ouest du Causse de Sauveterre ct deses avants Causses Planche 4 Version 1 Bassins d alimentation des sources et tra ages Echille ja T z2 CH 1 1 Y Em ihipa hu S b MATE i ETTE m mm rs Emsg Septembre 200 opel SEE D
211. hode s d valuation et de cartographie de la vuln rabilit intrins que HI UNE ETAPE INTERMEDIAIRE DE DIFFUSION DES CONCLUSIONS L ann e 2006 a t consacr e faire conna tre les pr conisations de cette tude dans des colloques 5 6 et par une large diffusion de la synth se 4 la fois par courrier 500 exemplaires et par voie lectronique L objectif tait de tester l accueil r serv ces propositions en termes de pertinence faisabilit technique organisationnelle r glementaire acceptabilit sociale et financi re afin d orienter la seconde partie de la d marche celle ci devant aboutir un guide m thodologique destination des diff rents acteurs impliqu s dans les proc dures de 41 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 protection ma tres d ouvrage et leurs exploitants collectivit s territoriales Agences de l eau administration hydrog ologues agr s bureaux d tude IV STRATEGIES DE PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU DANS LES SECTEURS KARSTIQUES C est l objectif de la seconde phase de la d marche lanc e au d but de 2007 qui est en cours de r alisation Elle est port e par l Agence de l Eau Adour Garonne et r alis e par le m me bureau d tudes que pour la premi re phase GINGER Environnement sous le contr le d un comit de pilotage associant de nouveau des membres des 3
212. hylatrazine DEA et la desisopropylatrazine DIA ont t recherch s pendant 13 ann es du 2 f vrier 1993 au 16 mai 2006 soit un total de 476 chantillons collect s tous les 10 jours en moyenne 17 jours la plus longue interruption ayant eu lieu entre le 1 juin 2004 et le 19 avril 2005 Dans la mesure o la p riode de suivi est particuli rement longue les techniques d extraction et d analyses ont volu au cours du temps mais correspondent toujours une limite quantification maximale de 0 05 ug L pour chacune des mol cules suivies Les ions chlorure et nitrate ont t mesur s 1330 fois depuis le 25 janvier 1989 raison d un pr l vement tous les 4 75 jours en moyenne 9 1 J La pr cision des mesures est de moins de 10 HI RESULTATS ET DISCUSSION HI 1 Fonctionnement hydrodynamique Les diff rentes campagnes pi zom triques ont permis de montr la stabilit des limites du syst me dans le temps et d identifier une zone plus faible gradient hydraulique correspondant un axe de drainage orient SE NO et t moignant de l existence d une zone plus karstifi e figure 1 Au niveau du captage de la Bissaugerie 8600 m en amont des sources de Trois Fontaines les fluctuations pi zom triques sont de 17 02 m avec un minimum de 123 95 m enregistr le 17 septembre 1993 et un maximum de 140 97 le 14 mars 2002 en r ponse aux variations climatiques la p riode 1988 1993 correspondant 5 cycles
213. i Paris 329 p 873 879 23 Yevjevich V 1972 Stochastic processes in hydrology Water Resources Publications Fort Collins Colorado 276 p 24 Abarbanel H D I 1995 Analysis of observed chaotic data Springer 272 p 25 Dahan Dalmedico A J L Chabert et K Chemla 1992 Chaos et d terminisme Ed Seuil 414 p 26 Eckmann J P et D Ruelle 1985 Ergodic theory of chaos and strange attractors Rev Mod Phys 57 p 617 27 Lorenz E N 1963 Determinic Nonperiodic Flow Journal of the Atmospheric Sciences volume n 20 p 130 141 28 Malraison B P Atten P Berg M Dubois 1983 Dimension d attracteurs tranges une d termination exp rimentale en r gime chaotique de deux syst mes convectifs C R Acad Sc Paris 297 p 209 29 Sol R V et S C Manrubia 1996 Orden y caos en sistemas complejos UPC ed Barcelona 594 p 30 Lepiller M 1980 Contribution de l hydrochimie la connaissance du comportement hydrog ologique des massifs calcaires Etude de quelques syst mes karstiques du massif du Semmoz et de la r gion d Annecy Savoie Haute Savoie France Th se Univ Grenoble 448p 57 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 31 Lepiller M 1976 R sultats et interpr tation de cinq op rations de tra age effectu es sur les syst mes karstiques du Semmoz et de la montagne de Bange Bois de Pr p
214. ib B J Ganoulis and G de Marsily 2006 Locating the zone of saline intrusion in a coastal karst aquifer using springflow data Ground Water 45 1 p 28 35 6 Arthaud F and P Choukroune 1972 M thode d analyse de la tectonique cassante l aide des microstructures dans les zones peu d form es Exemple de la plate forme Nord Aquitaine Revue de l Institut Fran ais du P trole Sept Oct p 715 731 7 Atkinson T C 1977 Diffuse flow and conduit flow in limestone terrain in the Mendip Hills Somerset Great Britain Journal of Hydrology 35 p 93 110 8 Aunay B N D rfliger P Le Strat B Ladouche and M Bakalowicz 2003 Evolution g ologique mise en place de la karstification et thermalisme des aquif res karstiques p rim diterran ens Exemple du karst des Corbi res d Opoul Colloque Circulations hydrothermales en terrains calcaires 10 journ e technique Carcassonne CFH AIH p 15 22 9 Avias J V 1995 Gestion active de l exsurgence karstique de la source du Lez H rault France 1957 1994 Hydrog ologie 1 p 113 127 10 Ayoub G R Khoury J Ghannam A Acra and B Hamdar 2002 Exploitation of submarine springs in Lebanon assessment of potential Journal of Water Supply Research and Technology AQUA S51 1 p 47 64 20 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 11 Ba lly Comte V H Jourde A Roesch S Pistre a
215. ichel Lepiller 17 mai 2008 Caract risation des propri t s des syst mes karstiques d apr s l tude des coulements Alain Mangin Station d Ecologie Exp rimentale du CNRS Moulis mangin cnrs free fr I PROBLEME POSE Les r sultats obtenus ces derni res d cennies sur les syst mes karstiques ont bien soulign leurs sp cificit s 1 2 Ces derni res sont dues pour l essentiel l organisation des vides dans le Karst qui en raison des m canismes de leur mise en place sont r partis de fa on extr mement h t rog ne Il en r sulte une perm abilit anisotrope mais surtout structur e et organis e suivant leur situation au sein du massif karstique Par ailleurs tous les vides n ont pas la m me fonction par rapport aux coulements En milieu satur karst noy certains vides les drains assurent la propagation des eaux c est la fonction transmissive alors que d autres syst mes annexes au drainage rendent compte de leur stockage ce qui correspond la fonction capacitive En milieu non satur zone d infiltration suivant l ouverture des fissures et leur largissement par dissolution il est possible de distinguer les microfissures inf rieures au millim tre des macrofissures sup rieures au centim tre o les coulements ne r pondent pas aux m mes m canismes Dans le premier cas eau et air s coulent ind pendamment l un de l autre type monophasique et dans le second air et eau sont
216. icide concentrations in the saturated and unsaturated zone of a chalk aquifer in Southern England Groundwater 39 262 271 10 Boivin A Cherrier R Schiavon M 2005 A comparison of five pesticides adsorption and desorption processes in thirteen contrasting field soils Chemosphere 61 668 676 11 Mordaunt C J Gevao B Jones K C Semple K T 2005 Formation of non extractable pesticide residues observations on compound differences measurement and regulatory issues Environ Pollut 133 25 34 12 Johnson A C White C Bhardwaj C L 2000 Potential for isoproturon atrazine and mecoprop to be degraded within a chalk aquifer system J Contamin Hydrol 44 1 18 13 Issa S Wood M 1999 Degradation of atrazine and isoproturon in the unsaturated zone a study from Southern England Pesticide Science 55 539 545 147 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 14 Lasne E 1992 Etude du syst me hydrologique karstique des sources des Trois Fontaines Saint Loup de Gonois Loiret Contribution la connaissance de la structure du fonctionnement et de l volution de l aquif re crayeux du G tinais Sud est du Bassin de Paris Th se 15 Baran N 1999 Transit de l isoproturon et de l atrazine dans un syst me hydrologique karstique de la craie G tinais France de la station p dologique exp rimentale l chelle du syst me Docume
217. iction de l volution de la qualit passe donc n cessairement par une bonne connaissance du comportement des mol cules elles m mes mais aussi du fonctionnement hydrodynamique du syst me Ces aspects sont indispensables pour pr voir l volution de la qualit de l eau 146 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 comprendre les tendances points qui sont abord s au travers de la Directive Europ enne Cadre sur l Eau Remerciements Les travaux pr sent s constituent la synth se de diff rents projets financ s par le Conseil R gional du Centre bourses de th ses de E Lasne and N Baran des Agences de l Eau Loire Bretagne et Seine Normandie les Minist res de l Environnement et de la Recherche via les fonds de recherche du BRGM Les auteurs remercient le syndicat des eaux de la Cl ry et la SAUR soci t exploitante de la station AEP ainsi que les agriculteurs pr sents sur le bassin pour leur collaboration tout au long de ces ann es Ce document simplifi est largement inspir de l article accept dans Journal of Hydrology auquel il sera possible de se r f rer pour plus de pr cisions R f rences bibliographiques 1 Barbash J E Thelin G P Kolpin D W Gilliom R J 2001 Major herbicides in ground water Results from the national water quality assessment J Environ Qual 30 831 845 2 IFEN 2004 Les pesticides dans les eaux Sixi
218. ide utilis sur c r ales colza et tournesol 6 et enfin d autres mol cules dont l ATR qui t utilis e l poque comme herbicide du ma s 5 Une enqu te aupr s des autres utilisateurs potentiels de phytosanitaires SNCF voiries services municipaux a montr que PIPU et ATR avaient des usages uniquement agricoles pendant la p riode d tude 141 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 La lourdeur de la d marche d enqu tes et le grand nombre d agriculteurs plus de 60 n a pas permis de poursuivre cette approche apr s 1997 Les pratiques sont donc estim es en fonction de l volution de la l gislation et des pratiques r gionales Au niveau national la dose maximale autoris e pour l IPU est pass de 1 800 to 1 200 g ha au 1 janvier 2004 alors que pour l ATR la dose autoris e en 1959 de 2 500 g ha a t r duite 1 500 en 1990 puis 1 000 g ha en 1997 avant d tre interdite le 1 septembre 2003 Pour l azote aucune information sp cifique n est disponible sur le bassin mais au niveau r gional les quantit s vendues sont stables avec environ 111 t d azote par an 14 5 t pour 33 ann es culturales 1972 73 2004 05 donn es Unifa 2007 II 5 Suivi et analyses Deux herbicides PIPU et PATR et leurs principaux m tabolites le monodesmethylisoproturon MDIPU le didesmethylisoproturon DDIPU la deset
219. ie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 5 ANTEA inventaire des effondrements dans les p rim tres rapproch e des captages du Val Orl ans Loiret campagne 2007 A48541 A 6 La protection des captages du val et l agriculture du Val d Orl ans fiche d information dit e par la Chambre d Agriculture du Loiret la Lyonnaise des Eaux et la Ville d Orl ans 7 Chambre d agriculture du Loiret protection des captages du val secteur Dhuy Cornay suivi de la qualit des eaux 2004 Bilan annuel GREPPES 8 Chambre d agriculture du Loiret protection des captages du val secteur Dhuy Cornay Atlas des exploitations ao t 2002 137 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 138 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Pollutions diffuses et karst exemple du syst me des Trois Fontaines Loiret Nicole Baran Michel Lepiller Christophe Mouvet D BRGM 3 avenue C Guillemin BP36009 45060 Orl ans cedex 2 n baran brgm fr c mouvet brgm fr Ecole Polytechnique de l Universit d Orl ans 8 rue L onard de Vinci 45072 Orl ans cedex 2 I INTRODUCTION La d t rioration de la qualit des eaux souterraines en relation avec les pratiques agricoles a t mise en vidence aux Etats Unis et en Europe 1 2 Dans certains secteurs les
220. ient alors possible de caract riser le degr de non stationnarit partir d une grandeur appel e coefficient de Hurst Si ce dernier et gal 0 5 le processus est stationnaire cette chelle ce qui sugg re que le futur et le pass sont ind pendants S il est gal 1 le processus est non stationnaire pass et futur sont intimement li s L ajustement est bon r 0 957 et le coefficient de Hurst trouv 0 504 est tr s voisin de celui obtenu par la pluie fig 8 On peut en d duire qu une crue n a pratiquement aucune incidence sur la crue suivante et n est pas affect e par celle qui la pr c de Cette stationnarit peut tre abord e partir de l analyse en ondelettes continues ondelettes de Morlet Cette analyse permet de regarder par rapport au temps exprim en abscisses comment chaque composante est plus ou moins bien repr sent e Si elle est marqu e la couleur est rouge si elle est absente la couleur est bleu fonc avec bien s r tous les d grad s Le graphique obtenu s appelle un scalogramme 512 512 256j 256 128 128 32 32j 16j composantes 16j composantes 8j 4j 4j 2 2 Fig 9 Analyse en ondelettes des d bits Fig 10 Analyse en ondelettes de la pluie Les deux scalogrammes fig 9 et 10 se ressemblent beaucoup C est une preuve une fois de plus que le syst me de Bange l Eau Morte est tr s peu inertiel On retrouve un effet saisonnier annuel mieux
221. ifiques Universit Besan on G ologie 25 p 79 95 32 Bonnin J 1984 L eau dans l Antiquit L hydraulique avant notre re Coll Direction des tudes et recherches d Electricit de France Paris Eyrolles 451 p 33 Breznik M 1998 Storage reservoirs and deep wells in karst regions Rotterdam A A Balkema p 34 Burdon D J and C Safadi 1964 The karst groundwaters of Syria Journal of Hydrology 2 4 p 324 347 35 Cavalera T B Arfib and E Gilli 2006 Ressource karstique c ti re en m diterran e les sources sous marines de Port Miou et du Bestouan Marseille France Proc amp th Conference on Limestone Hydrogeology Neuch tel Switzerland Presses universitaires de Franche Comt Besan on France p 55 58 36 Ceron Garcia J C and A Pulido Bosch 1993 Consid rations g ochimiques sur la contamination par le CO2 des eaux thermomin rales de l aquif re surexploit de l Alto Guadalentin Murcie Espagne C R Acad Sci Paris 317 p 1121 1127 37 Clauzon G 1982 Le canyon messinien du Rh ne une preuve d cisive du dessicated deep model Hs Cita et Ryan 1973 Bulletin de la Soci t G ologique de France 24 7 p 597 610 38 Cornaton F and P Perrochet 2002 Analytical 1D dual porosity equivalent solutions to 3D discrete single continuum models Application to karstic spring hydrograph modelling Journal of Hydrology 262 p 165 176 39 COST Action 620 2005
222. inot V Bai lly Comte and C Batiot Guilhe 2007 Dynamics and contribution of karst groundwater to surface flow during Mediterranean flood Environmental Geology 51 5 p 725 730 74 Karam Y 1989 Essais de mod lisation des coulements dans un aquif re karstique Exemple de la source du Lez H rault France in Sciences de l Eau et de la Terre 1989 Universit Sciences et Techniques du Languedoc Montpellier p 286 75 Kattan Z 1997 Environmental isotope study of the major karst springs in Damascus limestone aquifer systems case of the Figeh and Barada springs Journal of Hydrology 193 p 161 182 76 Kattan Z 2001 Use of hydrochemistry and environmental isotopes for evaluation of groundwater in the Paleogene limestone aquifer of the Ras el Ain area Syrian Jezireh Environmental Geology 41 p 128 144 77 Kiraly L 1969 Statistical analysis of fractures orientation and density Geologische Rundschau 59 1 p 125 151 78 Kiraly L 1998 Modelling karst aquifers by the combined discrete channel and continuum approach Bulletin d Hydrog ologie du CHYN 16 p 77 98 79 Klimchouk A D C Ford A N Palmer and W Dreybrodt eds 2000 Speleogenesis Evolution of karst aquifers National Speleological Society Huntsville p 80 Kneppers A F P Ruan and J P Delhomme 2006 Integrated technologies for a better understanding and management of karst aquifer systems Proc amp th Conference o
223. insi toute restitution de traceur doit donner lieu une courbe de restitution parfaitement structur e fig 1 a F lt _ Injection du traceur 7 c lt E Q m O 27e 6 11 07 0 00 6 11 07 12 00 7 11 07 0 00 7 11 07 12 00 8 11 07 0 00 8 11 07 12 00 9 11 07 0 00 Figure l Exemple de restitution structur e 193 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 A l oppos toute courbe de restitution pr sentant une restitution al atoire ou limit e un ou deux points isol s devra tre consid r e comme suspecte et d autant plus que les teneurs en traceur mesur es l exutoire sont faibles Lorsque les d bits l exutoire sont connus 1l est important d effectuer un calcul de bilan de restitution Il permet d appr cier pleinement la valeur du r sultat obtenu Lorsque celui c1 est lev 1l est fort probable que la totalit inject e ne concerne que l exutoire sur lequel la restitution a t constat e Si celui ci est faible d autres sorties d autres exutoires peuvent tre suspect es ou d faut les raisons de cette faible restitution doivent tre recherch es En revanche si le bilan est exc dentaire et qu il n y a pas de doute sur la fiabilit des d bits de l exutoire de fortes suspicions p sent sur la validit du signal interpr t comme tant une restitution de traceur
224. ion de Samani et Ebrahimi 16 permettant de prendre en consid ration une fonction homographique et la loi de Maillet Tous ces mod les permettent de simuler les d bits l aide de deux fonctions de transfert 1 une fonction de transfert caract risant la recharge rapide avec un maximum compris entre le 2 me et 3 me jour 11 une r ponse impulsionnelle lente avec une longue d croissance qui apr s 60 jours n est plus influenc e par les pr cipitations Un coefficient de r cession de la zone satur e de l aquif re globalement gal 0 028 0 011 j est utilis par ailleurs Le mod le calibr sur diff rentes p riodes avant d tre valid sur d autres et utilis en mode pr visionnel donne des r sultats satisfaisants Figure 3 Natural discharges simulated Parametric Model Natural discharges simulated Samani and Ebrahimi Model 20000 18000 16000 14000 12000 10000 Discharges in L s 8000 6000 4000 2000 pare PETE EE e A ER ne pres Figure 3 Simulated discharges time series resulting from two different types of models implemented under TEMPO for 1970 2005 period after calibration phase 17 Les r sultats du deuxi me mod le de transfert concernent la simulation des niveaux pi zom triques au niveau du conduit intercept par les forages pour le pompage De mani
225. ion exceptionnel de la naissance et du d veloppement de syst mes karstiques 15h00 15h20 Pollutions diffuses et karst exemple du syst me des 3 Fontaines Loiret Nicole BARAN BRGM 15h20 15h40 tude des limites et du fonctionnement des syst mes hydrog ologiques du G tinais par l utilisation de traceurs fluorescents Bruno LECLERC G o Hyd Causses de Sauveterre 15h40 16h00 Apport des tra ages l tude hydrog ologique de la partie Ouest du Causse de Sauveterre Laurent DANNEVILLE Parc Naturel R gional des Grands Causses Pause caf s ance posters Normandie 16h30 16h50 Le syst me karstique de la craie de Haute Normandie et son fonctionnement hydrologique Jean Paul DUPONT Universit de Rouen 16h50 17h10 Impact des am nagements de b toires sur la turbidit des eaux destin es l alimentation en eau potable exemple du forage des Varras Eure France Mathieu FOURNIER Universit de Rouen 17h30 18h15 19h00 19h45 19h45 Nouvelle Cal donie 17h10 17h30 Synth se des travaux sur les les Loyaut Nouvelle Cal donie Probl mes de la gestion de la ressource en eau Fran ois ORANGE STO CBM Session 2 Tra ages artificiels m thodologie technique outils interpr tation Pr sidents de s ance Christian DEFARGE Polytech et Jean Pierre FAILLAT Universit de N mes 17h30 17h50 Proposition d une grille d valuation des r sultats de tra age au moyen de traceur
226. ion montrant l absence du pic de fluorescence de la rhodamine W1 Intensit lumineuse Z ES A a eee 0 10UUU 20000 SUUUG 40000 SUQUU GUJUU 70000 mr mp ae nee rm date ee fact eve women momies a Temps relatif en minutes depuis l instant de l injection Figure 5 Evolution de l intensit mesur e la longueur d ondes d mission et d excitation de la Rhodamine WT selon M Lepiller HI IMPACT DES FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX A LA SENSIBILITE DES SIGNAUX DE RESTITUTION La sensibilit d une analyse fluorim trique d pend la fois de la capacit du traceur transformer la fraction de la lumi re d excitation en fluorescence et de la performance de l appareil Destin e tre utilis e dans le milieu naturel la capacit de fluorescence d un traceur est susceptible d tre influenc e par plusieurs facteurs de ce milieu lumi re pH temp rature salinit oxyg ne dissous etc 4 10 Smart et Laidlaw 10 ont tudi au laboratoire le r le de quelques param tres environnementaux sur la mesure de la fluorescence Leurs travaux ont montr que diff rents ph nom nes tels que la lumi re le pH et la temp rature peuvent influencer la d gradation de 210 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 la fluorescence 3 Cependant 1l faudra s attacher respecter au laboratoire un protocole exp rimental qui prenne en compte ces param tres
227. ipitations sous forme de neige pendant l tiage d hiver et la forte vapotranspiration l origine de la r tention de forts volumes d eau dans la zone non satur e pendant l tiage d t jouent le r le de filtre Ceci explique la plus faible variabilit du chimisme des eaux pendant ces deux p riodes Par rapport aux individus mal class s 1ls apportent galement de l information et permettent de discriminer facilement des pisodes eaux d infiltration assez diff rents du groupe auquel ils appartiennent Les analyses factorielles nous donnent une bonne vision du fonctionnement g ochimique global de ce syst me Ainsi les eaux varient de mani re cyclique et les cinq groupes correspondant aux cinq p riodes du cycle hydrologique se distinguent tr s bien Ces analyses rendent bien compte des eaux d infiltration lente ou des eaux d infiltration rapide Cependant les eaux d infiltration diff r es sont mal discrimin es C est la raison pour laquelle une grande 90 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 partie des individus mal class s correspondent ce type d eaux et sont reclass s dans d autres groupes IV 2 Analyse de la chronique de conductivit L analyse de la chronique de conductivit au cours du temps tait un sujet qui int ressait fortement Michel Lepiller En effet l nergie qu il a d ploy e pour maintenir la p rennit des me
228. is de d montrer que la succession des manifestations exokarstiques tait bien le t moignage en surface d un drain kartique souterrain 9 D autre part un tra age lanc dans une grotte proche de la mer Luengon Lifou a galement montr un lien avec les mergences voisines et a permis par la m me de constater l influence de la mar e sur le fonctionnement de l exhaure mar e montante la pression de l eau de mer bloque l exhaure qui n est alors fonctionnelle qu mar e descendante 10 185 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Baie de Ch tesaubriand Formations exckarstiques Drains karstiques Zone d exh Mis en vidence 2 onge exnaure par tra age one habit e O Centre d enfouissement technique Supposes Figure 6 Carte de la Baie de Ch teaubriand Lifou avec la localisation des formations exokarstiques et le trajet des drains karstiques mis en vidence par tra age fluorim triques OU SUppos s I 4 Analyses Corr latoires et Spectrales ACS Dans la continuit de la r alisation de tra age une tude approfondie de ce drain Kkarstique allant du haut du bourrelet p riph rique grotte de Thoubotr jusqu la mer a t men e pour appr hender la dynamique de la nappe au voisinage de la c te et sa r action aux variations de mar e et aux v nements pluvieux Des appareils de mesures ont ainsi t install s au
229. isuelle une seule reprise par plusieurs observateurs d une coloration faible Restitution non structur e observ e l aide d analyses d chantillons en laboratoire non prouv e par spectres sur luats de fluocapteurs Restitution non structur e obtenue l aide d un fluorim tre de terrain et ou d analyses d chantillons en laboratoire et non prouv e par spectres Observation visuelle une seule reprise par un seul observateur d une coloration faible Restitution non structur e observ e visuellement sur des luats de fluocapteurs color s Restitution non structur e obtenue sur des luats de fluocapteurs non color s par analyse en laboratoire non prouv e par spectres Restitution non structur e obtenue l aide d un fluorim tre de terrain sans contr le par analyse en laboratoire Aucune information concernant les modalit s de r alisation du tra age Tableau 2 Grille d valuation de la fiabilit des r sultats de tra ages r sultats positifs 200 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Grille d valuation des tra ages n gatifs un nombre suffisant d chantillons avec analyses spectro fluorim triques en laboratoire montrant une absence de restitution du traceur prouv e ou non par la r alisation de spectres d excitation et d mission Fluorim tre de terrain et chantillons avec analyses spectro fluorim triques en labora
230. it et l autre loign e Il ressort donc de cette premi re analyse que les quatre sources toutes issues de l unit g ologique que constituent les cha nons b arnais sont bien individualisables Source s N p Source n 1 2 3 4 AE OG 3 S k 1 et Angles et distances S 1Orbe 109 Tableau 1 Contribution la variance totale de chaque source distance lev e au carr du centre de gravit de chaque source au centre de gravit global variances intrasources et relations g om triques des centres de gravit pris deux deux angle et distance 99 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 La projection des individus sur les trois premiers axes factoriels absorbant 75 de la variance totale permet d appr cier les caract res sp cifiques dominant de chacune des quatre sources Figure 3 Les sources Gourgouch et Ourtau s opposent aux deux autres Orbe et Mourt s par leur caract re magn sien composantes n gatives sur laxe F et respectivement 22 2 et 15 3 mg l contre 3 3 et 6 6 mg l en moyenne et le moins sodique pour Ourtau Les variables conductivit et bicarbonates variables les plus corr l es r 0 96 opposent aussi ces deux sources avec des valeurs moyennes respectives de 424 et 322 LS et 253 4 et 171 6 mg l les coefficients de variation tant les plus faibles pour la source Gourgouch Elles s opposent galement par les composantes positive
231. itution structur e obtenue par un nombre suffisant d luats de fluocapteurs non color s avec analyse en laboratoire et prouv e par spectres Observation visuelle plusieurs reprises par plusieurs observateurs d une coloration faible mais pr sentant une variation structur e Observation visuelle plusieurs reprises par un seul observateur d une coloration faible mais pr sentant une variation structur e Restitution structur e obtenue par un fluorim tre de terrain sans analyses en Laboratoire ou par un nombre suffisant d luats de fluocapteurs color s avec analyse en laboratoire et non prouv e par spectres Observation visuelle plusieurs reprises par plusieurs observateurs d une coloration faible ne pr sentant pas de variations structur es Restitution structur e obtenue par un nombre suffisant d luats de fluocapteurs non color s avec analyse en laboratoire et non prouv e par spectres Observation visuelle plusieurs reprises par un seul observateur d une coloration faible ne pr sentant pas de variations structur es Restitution non structur e obtenue sur un ou plusieurs luats de fluocapteurs avec analyses en laboratoire et prouv e par spectres Variation structur e de la coloration de plusieurs luats de fluocapteurs sans analyses en laboratoire Restitution non structur e obtenue l aide d un fluorim tre de terrain et ou d analyses d chantillons en laboratoire et prouv e par spectres Observation v
232. karst participe majoritairement l AEP en termes de d bits tout en restant encore largement sous utilis fig 5 Nombre de captages m3 an Aquif re karstique Aquif re non 81 karstique Total dt karst Tableau 3 Part des aquif res karstiques dans la ressource en eau potable des Bauges dapr s Denavit 2004 et DDASS de la Haute Savoie 45 m moyenne des d bits en l s 9 7 1 5 1 3 E sources sources Sources Sources karstique capt es issues capt es karstiques d autres issues aquif res d autres aquif res Figure 5 Moyennes des d bits moyens selon les types d aquif res dans la partie savoyarde des Bauges calcul es d apr s 40 sources karstiques sur les 105 recens es 25 sources capt es karstiques sur 60 61 sources non karstiques sur 98 et 11 sources capt es non karstiques sur 42 G Denavit 2004 En effet paradoxalement les plus grosses mergences sont d laiss es et seules parmi elles la source du Nant de la Combe et la Fontaine Noire du Peney sont capt es pour l alimentation en eau potable Les autres ne servent ou n ont servi tout au plus qu actionner moulins et scierie ou alimenter une pisciculture C est essentiellement leur trop grande vuln rabilit notamment la turbidit et les difficult s pos es par la protection de leur impluvium qui explique cette situation Elles sont en effet situ es dans la
233. l augmentation globale de la temp rature de lair L augmentation de temp rature de l air est de l ordre de 3 C en 15 ans et l augmentation du T A C est de l ordre de 0 3 d alcalinit Les analyses corr latoires et spectrales mettent en vidence le caract re cyclique de la temp rature et du T A C avec une autocorr lation assez forte Figures 8 a et b Le corr logramme crois entre ces deux variables montre une bonne corr lation fmax 0 6 avec un d phasage de 2 3 mois Les autres relations du T A C avec la pluie ou les d bits sont beaucoup moins bonnes aussi bien court terme qu long terme 91 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Tem p rature C Temp rature moyenne mobile C Temp rature 10 15 A _ H 198 1966 1991 1996 Temps a ESS mr TAC m q l 3 T A C moyenne mobile m qfl 35 IN A ni TU 3 j i l I 4 gl 1 F pt AUMEN TT JH 1 5 1381 1986 1991 1996 Temps b ar roo 7 Temp rature C TAC m h Fi 5 D j e Ei 3 1981 1986 1991 1996 Temps c Figure 7 Chroniques de temp rature a et T A C b sur la p riode 1981 1996 c chronique de temp rature et T A C en variables centr es et r duites 92 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 150
234. l abandon de cadavres d animaux de d bris de boucherie fumier mati res f cales et en g n ral de r sidus animaux putrescibles dans les failles gouffres b toires ou excavations de toute nature En effet le m me E A Martel crivait d s 1894 dans Les ab mes 2 que la pr sence de mati re en d composition au fond d un gouffre pouvait contaminer une source distante de quelques centaines de m tres voire plusieurs kilom tres Il avait t lui m me victime dans le d partement du Lot quelques ann es avant d une intoxication li e un cadavre de veau en d composition dans un gouffre ayant pollu une source voisine Il avait visit le gouffre bu l eau de la source et fait ses d pends le rapprochement La connaissance du karst et sa protection ont progress depuis un si cle mais les sources de pollution potentielle sont aussi devenues plus nombreuses Les pollutions ponctuelles taient d j celles identifi es par le courant hygi niste du 19 si cle dont la loi de 1902 est issue en particulier les pollutions bact riologiques Les pollutions accidentelles sont devenues plus fr quentes au fur et mesure du d veloppement des transports terrestres et de l implantation de nombreuses activit s et installations de toute nature jusque chez les particuliers comme les cuves mazout Les probl mes de pollutions diffuses sont apparus de mani re notable il y a quelques dizaines d
235. l d Orl ans Bulletin de la Soci t G ologique de France 176 513 529 15 Lepiller M 2006 Val d Orl ans In Aquif re et eaux souterraines en France J C Roux diteur BRGM I pp 200 214 16 Joodi A S Alb ric P Sizaret S Binet S Bruand A 2008 Tests for modelling the unsteady behaviour of a karstic aquifer 33rd International Geosciences Congress August 6 14th Oslo 17 Alb ric P Lepiller M 1998 Oxydation de la mati re organique dans un syst me hydrologique karstique aliment par des pertes fluviales Loiret France Water Research 32 2051 2064 18 Alb ric P 1998 Transformation of riverine organic matter from sinking stream recharge to spring discharge in a karst aquifer Mineralogical Magazine 62A 36 37 19 Le Borgne F Treuil M Joron J L Lepiller M 2006 Bilan des impacts hydrog ochimiques naturels et anthropiques l int rieur du r seau karstique du Val d Orl ans tabli l aide des l ments majeurs Confirmation et tentative de quantification du mod le de confinement dynamique Bulletin de la Soci t G ologique de France 177 37 50 20 Joodi A S Sizaret S Binet S Bruand A Alb ric P 2008 D veloppent d un mod le pour la simulation de l coulement d eau et du transport du traceur dans l aquif re karstique du val d Orl ans 22 me R union des Sciences de la Terre 21 24 avril Nancy 125 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers d
236. lation avec l volution climatique plus ou moins long terme dont on a vu que l volution des temp ratures tait manifeste Remerciements Les auteurs remercient le Conseil R gional d Aquitaine le Conseil G n ral des Pyr n es Atlantiques et l Agence de l eau Adour Garonne et l ANRT convention CIFRE pour le soutien qu ils ont apport ce projet R f rences bibliographiques 1 Berteaud P 2005 Les eaux souterraines un patrimoine essentiel dans l eau souterraine G osciences n 3 2 EauFrance site http www eaufrance docs dce2004 R DCE 2 2 O htm 3 Rey F 2007 Ressources en eau souterraines dans les cha nons b arnais Pyr n es Atlantiques G om trie et fonctionnement hydrog ologique de quatre aquif res carbonat s Th se de doctorat Universit Bordeaux 1 http tel archives ouvertes fr 4 Vald s D Dupont JP Massei N Laignel B Rodet J 2006 Investifation of karst hydrodynamics and organization using autocorrelation and T AC curves Journal of Hydrology 329 432 443 5 Williams G P 1989 Sediment concentration versus water discharge during single hydrologic events in river Journal of Hydrology 111 6 Riss J Malaurent Ph 2008 Evolution des temp ratures et des pr cipitations M rignac depuis les ann es 1920 L cho des Faluns n 22 23 26 28 7 IFEN 2005 Les indices du r chauffement climatique Les donn es de l environnement 102 1 4
237. le en laboratoire un seul chantillon avec une analyse spectro fluorim trique en laboratoire prouv e ou non par la r alisation de spectres d excitation et d mission Aucune information concernant les modalit s de r alisation du tra age Tableau 3 Grille d valuation de la fiabilit des r sultats de tra ages r sultats n gatifs 201 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 V COMMENTAIRES Comme dans la grille de Michel Lepiller les r sultats obtenus l aide de fluocapteurs obtiennent des notes faibles sauf dans le cas o il y a un grand nombre d luats de fluocapteurs analys s par spectrofluorim trie On peut d ailleurs remarquer que dans ce cas si l on doit relever de nombreux fluocapteurs 1l vaut mieux r aliser des pr l vements et les analyser par spectrofluorim trie la fiabilit sera bien meilleure On peut galement remarquer que pour les tra ages r put s n gatifs la note obtenue par les fluocapteurs ne peut pas d passer 5 En effet on ne peut jamais savoir si le charbon actif n a pas t satur par d autres mol cules que celles du traceur Dans cette grille nous attirons galement l attention sur la modeste fiabilit des r sultats de tra ages positifs ou n gatifs obtenus par les seules donn es issues d un fluorim tre enregistreur de terrain En effet il existe dans la nature des mol cules qui mettent des
238. les autres sources IV 3 Incidences des activit s humaines chimie D une fa on g n rale la qualit des eaux est satisfaisante et aucun d passement majeur n est noter except une turbidit importante associ e des valeurs bact riologiques lev es sur certaines sources En revanche les suivis mensuels et saisonniers permettent de distinguer des influences anthropiques ponctuelles ou chroniques localis es sur certains bassins Les principales sources de pollutions d tect es proviennent du salage des routes Source capt e de Rocaysou Source du Parisien de la gestion de stations d puration Rouveyrol Courtinaux et de l activit agricole Source de l Aveyron Certaines sources poss dent des qualit s hydrochimiques excellentes C est le cas de la source de Mas de Lafon par exemple sur la commune de Mostu jouls dont le bassin est peu anthropis et o 1l existe des terrains de couverture permettant une bonne filtration des eaux d infiltration 160 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV 4 Vuln rabilit IV 4 1 Etablissement A partir du croisement de la g ologie des formations superficielles de la g omorphologie karstique des pertes et de l occupation du sol une carte de vuln rabilit cf figure 6 a t tablie dont l objectif principal est de fournir des l ments de r flexion pour la d finition des p rim tres de pro
239. lisation du syst me hydrog ologique karstique des Trois Fontaines et pi zom trie II 2 Donn es climatiques Une station m t orologique g r e par M t oFrance se trouve sur le bassin environ 11 km au sud des sources Bien qu install e depuis 1971 des s ries de mesures compl tes ne sont disponibles que depuis 1983 Les pr cipitations annuelles par ann e hydrologique septembre Ao t varient d un facteur 2 517 2 et 1002 1 mm pour l ann e 1991 92 et 2000 01 respectivement pour la p riode 1982 2005 avec une moyenne annuelle de 734 6 mm L ann e 2004 05 montre un d ficit pluviom trique important qui intervient apr s 3 ann es 140 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 proches de la moyenne L estimation des p riodes de retour correspondant la probabilit de d passement p pour les ann es s ches et 1 1 p pour les ann es humides montre le caract re exceptionnel des ann es 1991 92 tr s d ficitaire et 2000 01 tr s exc dentaire L vapotranspiration potentielle consid r e est estim e au site le plus proche 70 km l ouest du basin Les valeurs maximales ont t mesur es en 1990 et 2003 1 011 4 et 952 8 mm respectivement alors que la moyenne est de 817 mm Les valeurs minimales inf rieures 700 mm ont t enregistr es par ordre croissant en 1981 1979 1978 1987 1980 1988 II 3 D bits et niveaux pi zom trique
240. littoral ont une perm abilit bien plus faible que le reste du drain karstique et forment ainsi un bouchon qui retarde les effets de la mar e sur la pi zom trie II 4 Mod lisation de l aquif re Une mod lisation informatique a t r alis e par Fran ois Orange 10 et utilis e pour tudier le fonctionnement de la nappe d eau douce l chelle de l le de Lifou puis l chelle de la 186 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Baie de Ch teaubriand afin de simuler le comportement hydrodynamique de l aquif re le transit de l eau et d ventuelles substances polluantes en int grant les derni res connaissances acquises Ces mod les ont t tablis avec le logiciel ASMWIN Aquifer Simulation Model 12 Figure 7 Calcul par ASMWIN des trajectoires d coulement la surface de la nappe d eau douce sur une p riode d un mois au niveau de la Baie de Ch teaubriand Lifou cf Fig 6 Les mailles gris es correspondent aux formations karstiques qui ont t prises en compte dans la mod lisation La localisation du centre d enfouissement technique est pr cis e rond noir Il a ainsi t possible de simuler les trajectoires des coulements d eau autour de la Baie de Ch teaubriand Lifou en prenant en compte la pr sence de drains karstiques av r s par tra ages ou suppos s qui suivent les alignements de formations exokarstique
241. livet et du coteau de Sologne jusqu la cr te pi zom trique pr sum e de la nappe phr atique La limite nord trait par Zunino 14 comme limite potentiel impos par la Loire reste la m me La surface du syst me atteint alors 400 km 107 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 D autres auteurs ont pris en compte les flux d eau qui s engouffrent rive droite au nord de la Loire dans le ru de Lanche notamment et resurgissent au sud ouest 9 12 ce qui augmente encore la surface du syst me La d finition plus administrative utilis e par la SAGE Loiret prend en compte seulement la rive gauche du Val de Loire mais englobe au sud une large part des communes riveraines La surface du SAGE est estim e 280 Km Le principal ph nom ne l origine de ces d finitions est l existence dans le Val de pertes massives de d bit de la Loire entre Ch teauneuf Loire et Ch cy sur une vingtaine de kilom tres du cours de ce fleuve pertes diffuses dans le lit travers les alluvions r centes pertes localis es dans de nombreux gouffres creus s dans le substrat calcaire de ces alluvions notamment au droit de Jargeau et de Sandillon photo ces pertes correspondent des r surgences elles aussi diffuses ou ponctuelles gouffres missifs tout le long du Loiret produisant l essentiel de son d bit et aussi en Loire l aval d Orl ans Un certai
242. llant de O 7 devait tre am lior Nous avions convenu que cette chelle devait aller jusqu 10 et que d autres cas devaient tre introduits comme par exemple l emploi de fluorim tres enregistreurs de terrain qui sont aujourd hui de plus en plus utilis s pour obtenir des r sultats en temps r el IV PROPOSITION D UNE NOUVELLE GRILLE D EVALUATION IV Principe g n raux d laboration de la grille La cotation attribu e un tra age doit tre consid r e comme un indice de fiabilit au sens statistique du terme Une note faible donn e un tra age ne veut pas dire que le r sultat est faux mais plut t dire que statistiquement pour un chantillon de tra ages r alis dans des conditions similaires seul un certain pourcentage des exp riences fournit une information correcte telle qu elle aurait pu tre v rifi e avec la m thode de d tection la plus fiable L objet n est pas de rejeter en bloc les exp riences de tra ages r alis es avec peu de moyens mais plut t de leur donner un indice de fiabilit statistique compte tenu des moyens de d tection employ s La cotation propos e varie de 0 10 Z ro veut dire que l information fournie par 100 des exp riences r alis es dans ces conditions n apportent aucune information fiable sur le transit souterrain Dix veut dire que la totalit 100 des tra ages r alis s avec cette m thode de d tection apporte une information fiabl
243. lledonne D autre part les structures pliss es et chevauchantes des s ries m sozo ques des Bornes et des Bauges ont t galement dirig es d une part par des d collements diff rentiels et par des disharmonies au niveau des formations incomp tentes et d autre part par les variations lithologiques d ensemble En d finitive la couverture subalpine d solidaris e de son socle s est pliss e et caill e en unit s en g n ral d vers es vers l Ouest et le Nord Ouest l ensemble tant largement charri au niveau du front subalpin sur les molasses de l avant pays Dans les Bornes s observent fig 3 coupes A et B e au Nord et l Ouest 4 de vastes structures anticlinales morphologie conforme arm es par les calcaires urgoniens comme celles du Bargy du Parmelan et de Veyrier s par es par des synclinaux l g rement en creux comme ceux de Cenise de Champ Laitier des Gli res d Ablon des Contrebandiers c ur de Cr tac sup rieur et de Tertiaire e au Sud 2 des reliefs inverses avec des synclinaux perch s soulign s par la corniche urgonienne Dents de Lanfon du Lindion replis de la Tournette e l Est le synclinorium de Th nes tr s vas du fait de la pr sence en son centre des klippes pr alpines Il chevauche les Bornes externes par un contact tangentiel redress Quant son flanc oriental dessin dans les calcaires urgoniens il constitue la cha ne des
244. logiques partir des analyses corr latoire et spectrale Journal of Hydrology 67 25 43 16 Labat D Ababou R et Mangin A 1999a Analyse en ondelettes en hydrologie Karstique l re partie analyse univari e de pluies et d bits de sources karstiques Comptes Rendus de l Academie des Sciences Series ITA Earth and Planetary Science 329 873 879 17 Labat D Ababou R et Mangin A 1999b Analyse en ondelettes en hydrologie Karstique 2 me partie analyse en ondelettes crois e pluie d bit Comptes Rendus de l Academie des Sciences Series ITA Earth and Planetary Science 329 881 887 18 Labat D Ababou R et Mangin A 2000 Rainfall runoff relations for karstic springs Part Il continuous wavelet and discrete orthogonal multiresolution analyses Journal of Hydrology 238 3 4 149 178 19 Mathevet T 2002 Analyse du fonctionnement du syst me karstique de Bange L eau Morte Bauges Savoie et Haute Savoie France Rapport de DEA Universit de Paris VI 20 Mathevet T Lepiller M Mangin A 2004 Application of time series analyses to the hydrological functioning of an Alpine karstic system the case of the Bange L Eau Morte karstic system Hydrology and Earth systems sciences 8 6 1051 1064 21 Rossi A 2007 Variabilit du transfert hydros dimentaire dans le bassin versant du Mississippi dans le contexte du changement global for age climatique et mod lisation de l impact anthropiqu
245. m lioration des d marches de protection 28p www eaurmc fr documentation files captages karst pdf 5 Muet P Vier E Cadilhac L Marchet P 2006 Proc dures de protection des captages d alimentation en eau potable en milieu karstique en France Bilan et pr conisations Actes du S me Colloque d Hydrologie en pays calcaire et en milieu fissur 2006 Neuch tel Suisse 191 196 www univ fcomte fr pufc th me sciences 6 Muet P Vier E Cadilhac L Marchet P Humbert D 2006 Proc dures de protection des captages d alimentation en eau potable en milieu karstique en France Bilan et pr conisations Cahiers de l Association scientifique europ enne pour l eau et la sant vol 11 n 1 41 47 7 Villey Desmeserets F Ballay D Tricard D Henry de Villeneuve C 2001 La Politique de pr servation de la ressource en eau destin e la consommation humaine rapport d valuation du Commissariat g n ral du Plan Paris La Documentation fran aise 402p www ladocumentationfrancaise fr brp notices 014000744 shtml 8 Vernoux J F Wuilleumier A D rfliger N 2007 D limitation des bassins d alimentation des captages et cartographie de leur vuln rabilit vis vis des pollutions diffuses Guide m thodologique Rapport BRGM RP 55874 FR 75p 14 illustrations www brem fr publication pubDetailRapportSP jsp id RSP BRGM RP 55874 FR 46 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de M
246. m mes Agences de l Eau des services de l Etat collectivit s universit s et BRGM IV 1 Analyse des r actions suite la publication de l tude de 2005 Comme souvent le taux de r ponse spontan es aux sollicitations d avis largement diffus es en 2006 a t assez faible Il a donc t r alis en compl ment une enqu te t l phonique aupr s d une liste de 20 personnes choisies pas les 2 Agences de l eau ainsi que des entretiens avec 5 experts nationaux dont les services des 2 minist res charg s de la Sant et de l Environnement Sur la base de toutes ces r ponses les 31 pr conisations de la premi re tude ont t regroup es en 27 et leur devenir a t examin par le comit de pilotage retenir en l tat pour le guide m thodologique avec la m me formulation reformuler et ou pr ciser approfondir notamment en cherchant des exemples concrets cela concerne en priorit les dispositions sp cifiques au karst pour les autres 1l est simplement pr vu de rechercher et rappeler les l ments disponibles par ailleurs pour permettre au lecteur d avoir en un document unique une vision globale du sujet renvoi aux 3 guides techniques sp cialis s voqu s au II 2 faire r f rence au R f rentiel l usage des hydrog ologues agr s en mati re d hygi ne publique par le Minist re charg de la Sant Le rapport d tape correspondant sera prochainement
247. m tre d paisseur de s diments argileux intercal s de lits de feuilles et dispos s en banquette l entr e du conduit principal t moignent de p riodes d absorption intense des eaux de surface Deux lits de feuilles extraits d une carotte pr lev e en plong e Figure 4 ont respectivement t dat s 1540 et 1610 BP ges C conventionnels cm vase couleur cr me lits de feuilles niveau A ge 14C 1540 80 BP vase brune avec lits de feuilles intercal s 22 de feuilles niveau B ge 14C 1610 50 BP vase homog ne brune 35 Remplissages kartiques de la cavit du Bouillon Source du loiret carrotte B01 A Novembre 2001 Figure 4 Description de la carotte de 35 cm pr lev e en plong e le 25 11 2001 dans les banquettes de s diment argileux situ es au passage du conduit principal aux troitures menant au porche d entr e L analyse radiom trique des lits de feuilles datations Beta Analytic Inc donne les ges conventionnels suivants 1540 BP pour le niveau sup rieur A et 1610 BP pour le niveau inf rieur B Terminons ce rapide panorama des travaux de l Universit d Orl ans sur les sources du Loiret au Parc Floral en relatant le tra age effectu en compagnie de Michel Lepiller partir de la cavit du Bouillon pendant l pisode d coulement inverse du 13 d cembre 1997 Ce tra age Figure 5 avait donn lieu au compte rendu reproduit ci dessous ainsi qu un article dans la R publiqu
248. mani re saisonni re en fonction de la pluviom trie locale et du r gime de la Loire mais aussi plus long terme par exemple en fonction de l volution de l enfoncement du lit de la Loire Dans les syst mes fluvio karstiques jug s instables de petites variations du partage entre coulement de surface et coulement souterrain diffus ou canalis s sont tenues pour responsables de modifications g omorphologiques importantes et durables 1 Cet article crit l occasion du colloque tenu la m moire de Michel Lepiller retrace diff rents travaux r cents sur le fonctionnement des sources karstiques situ es dans l enceinte de l ancien domaine de la Source et connues comme la les source s de la rivi re Loiret Situ s dans un territoire profond ment model par l homme les points d mergence des sources du Loiret et le cours du Loiret lui m me ont t plusieurs reprises am nag s particuli rement en ce qui concerne la relation entre coulement de surface et mergence d eau souterraine Les documents les plus instructifs ce sujet sont sans doute l article r dig en 1736 par l abb de Fontenu et les plans de Beaurain r alis s en 1739 et publi s ensemble dans les M moires de l Acad mie Royale des Inscriptions et Belles Lettres 2 Le point important concerne l cartement progressif du cours du Dhuy des points d mergence karstique donnant naissance au Loiret Figure 1 Outre l attrait architectural apport pa
249. marqu malgr tout sur les d bits avec un l ger d doublement tiage d automne et tiage d hiver Le comportement court terme est tr s bruit Il appara t sur les d bits une composante semi annuelle dont nous allons rechercher l origine spectre spectre 0 0 0 05 01 015 02 025 03 035 04 045 05 0 0 05 01 015 02 025 03 035 04 fr quences fr quences Fig 11 Spectre sur le long terme d bits Fig 12 Spectre sur le long terme pluie Pour cela on reprendra l analyse spectrale en changeant de fen tre d observation k 10 jours m 1250 jours fig 11 et 12 Sur les d bits apparaissent de fa on tr s claire un pic 1 ans et un pic 6 mois alors qu ils ne se voient pas sur la pluie bien que le cycle annuel soit quand m me pr sent sur cette 52 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 derni re puisque visible sur le scalogramme Le spectre fournit une information globale et manifestement le cycle annuel est masqu par une distribution tr s h t rog ne et bien r partie de la pluie En revanche bien que les r serves soient faibles l effet r gulateur du syst me karstique entra ne une variation saisonni re marqu e Le pic 6 mois jamais rencontr ne peut tre imput la pluie et appelle des remarques Parmi les m canismes saisonniers qui engendrent un cycle 6 mois le seul qui ait pu tre identifi c est la temp rature Si cette
250. massif Il a apport une aide et des conseils pr cieux lors de l op ration de tra age de la Tanne des Biolles au Marg riaz en 1995 n h sitant pas fournir le logiciel de traitement quantitatif des donn es 7 Il s est galement passionn pour les karsts des synclinaux perch s orientaux notamment la tr s nigmatique Arclusaz dont il pensait que l exsurgence urgonienne des Chaudannes poss de des r serves noy es importantes en observant que les d bits restent assez lev s l tiage assortis d une faible variabilit de temp rature et de conductivit qui r sulterait d une homog n isation des eaux au niveau du karst noy Plus r cemment nous avions labor un projet commun de tra age du karst de la Sambuy report en raison des mauvaises conditions d injection au moment pr vu Michel Lepiller tant raison tr s exigeant et rigoureux sur les conditions de mise en oeuvre des exp riences de terrain comme en laboratoire Toutes les connaissances ainsi produites et acquises sur les karsts baujus Michel Lepiller n a eu de cesse de les faire partager et de les transmettre n h sitant pas amener depuis Orl ans des promotions enti res d tudiants pour des travaux et stages de terrain en travaillant et changeant autant que possible avec les sp l ologues et karstologues locaux II 2 Une aide pr cieuse aux recherches sp l o karstologiques En tant que sp l ologue pratiquant depuis son plus
251. me temporairement en une perte des eaux limoneuses du Dhuy Un tel mode de fonctionnement porte le nom d inversac Un pisode de ce type s est d roul du 12 au 13 d cembre 1997 et a permis l injection de 500 grammes de fluoresc ine Un autre pisode apparemment de plus grande intensit avait d j t observ et relat par la presse la premi re semaine de juillet de la m me ann e Bien qu une masse importante du traceur inject ait reflu de la source quelques heures seulement apr s l injection suite au r tablissement du sens d coulement normal des eaux une quantit suffisante a t entra n e par la circulation souterraine pour donner lieu des restitutions de traceur aux quatre points de r surgence surveill s L installation de pr leveurs automatiques aux r surgences de Saint Avit et de la Pie a permis l tablissement de courbes compl tes de restitution On note l arriv e du traceur un jour et six heures environ apr s le moment de l injection cela aussi bien la fontaine de Saint Avit qu aux sources de la Pie pourtant distantes de pr s de quatre kilom tres Les concentrations maximales de traceur sont observ es six heures apr s soit un jour et demi apr s l injection Les deux r surgences des Moulins de la Mothe et des B chets ont galement restitu une partie du traceur mais lespacement des pr l vements manuels n a pas permis dans ce cas de suivre compl tement la restitution
252. me karstique de la source de Figeh Damas Syrie II 2 1 Contexte g ologique et hydrog ologique La source de Figeh est situ e au Nord Nord Ouest de Damas en Syrie Son bassin d alimentation de quelques 700km 18 se d veloppe au niveau de l Anti Liban Plus des trois quarts de la surface de recharge du syst me sont situ s une altitude sup rieure 1900m Les limites de la zone de recharge sont d une part au Nord Ouest la vall e de la Bekka la rivi re Barada au Sud et au Sud Est le grand bassin s dimentaire tertiaire La structure g n rale pr sente au niveau du bassin d alimentation est monoclinale plongeant vers le Sud Est mais perturb e par une succession d anticlinaux et synclinaux sub parrall les La source de Figeh merge au niveau d une zone complexe zone de jointure des anticlinaux de Khadra et de Hassiya marqu par un accident majeur galement La zone d mergence comprend galement deux autres sources une source lat rale Side spring et la source Harouch Le syst me Kkarstique de Figeh se d veloppe essentiellement au sein des formations carbonat es du Cr tac sup rieur avec le complexe C nomanien Turonien surmont es au niveau de l exutoire par des d p ts quaternaires Du point de vue lithologique le C nomanien est caract ris e par des alternances de calcaires massifs compacts la base des calcaires fossilif res et des calcaires argileux en plaquettes ainsi que des marnes jaun tr
253. ment vers le nord sur la zone d alimentation des sources des Trois Fontaines La nappe est aliment e principalement par de l infiltration diffuse mais quelques zones de perte plus ou moins bien identifi es participent la recharge de la nappe Ces zones d infiltration rapides sont localis es dans des vall es coulement temporaire sur les parties interm diaires du bassin versant l ou la couverture tertiaire a t presque totalement rod e III tra ages r alis s en 2005 2006 II 1 Traceurs utilis s Cinq traceurs fluorescents diff rents ont t utilis s Il s agit de l uranine ou sel sodique de la fluoresc ine l osine le naphtionate lamino G acide la sulforhodamine G Les quantit s de traceur inject ont vari entre 100 g et 2 kg 1kg le plus souvent II 2 Lieux et dispositifs de surveillance Les traceurs ont t recherch s sur des chantillons d eau pr lev s au niveau des 4 sources F1 F2 F3 et F4 des Trois Fontaines Sur ces 4 points les pr l vements ont t faits avec des pr leveurs automatiques Le pas de temps d chantillonnage a vari entre 2 et 4 heures en fin de suivi soit au total 288 chantillons pr lev s par source Quelques chantillons manuels ont galement t pr lev s aux sources de Chantecoq Courtemaux Champ Pelledieu commune de La Selle sur le Bied et Le Moulin de Loince commune de La Selle sur le Bied 150 CFH Colloque H
254. mis des v nements pluvieux importants en automne notamment donnant lieu des inondations l aval du syst me karstique la gestion active pourrait tre un des moyens de r duire l impact de ces fortes pr cipitations L impact des pr cipitations d pendant de l tat de saturation du syst me deux v nements pluvieux ne vont pas avoir le m me impact de plus si le pompage sollicite ou non les r serves de l aquif re Une mod lisation coupl e hydrologie et hydrog ologie permettrait de prendre en compte la contribution du karst par d bordement aux coulements de surface Le syst me karstique en gestion active pourrait permettre de r duire les effets des premi res crues automnales 150mm par ex des simulations sont n cessaires Le dispositif actuel permettrait de r duire les effets de pr cipitations d intensit de 300mm 8 Consid rant la raret et la surexploitation des eaux de surface dans les pays m diterran ens l exploitation par gestion active des aquii res karstiques repr sente un atout pour le futur La m thodologie d velopp e de mod lisation peut tre appliqu e d autres syst mes karstiques 36 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 o la gestion active peut tre appliqu e D autres approches de mod lisation pourront tre galement test es comme celle d velopp e pour l interpr tation d essais de pompage par 4 Rem
255. modeling approach The saline springs of Thau southern France Water Resources Research 40 17 14 Pinault J L 2001 Manuel d utilisateur de TEMPO logiciel de traitement et de mod lisation des s ries temporelles en hydrog ologie et en hydrg ochimie Projet Modhydro BRGM report RP51459 FR 221p 37 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 15 D rfliger N Jourde H Ladouche B Fleury P Lachassagne P Conroux Y Pistre S Vestier A 2008 Active water management resources of karstic water catchment the example of Le Lez spring Montpellier South France WWC 2008 soumis 16 Samani N amp Ebrahimi B 1996 Analysis of spring hydrographs for hydrogeological evaluation of a karst aquifer system Theor Appl Karstol 9 1996 pp 97 112 17 Conroux Y 2007 Caract risation du fonctionnement hydrodynamique de l aquif re karstique du Lez H rault l tat naturel M moire de Master II Pro Hydrog ologie et environnement Universit d Avignon et du Pays de Vaucluse BRGM 225p 18 LaMoreaux P E Hughes T A Memon B A 1989 Hydrogeologic assessment Figeh Spring Damascus Syria Environ Geol Water Sci Vol 13 N 2 73 127 38 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Strat gie de protection des ressources en eau dans le karst o en est on en France Pierre Marchet Laurent Ca
256. n a t d tect que 2 fois 23 mars 1995 et 29 mars 1995 des teneurs proches de 0 05 ug L Dans certains cas le MDIPU peut appara tre dans la zone non satur e ou satur e de la craie 12 La presque totale absence des 2 m tabolites est en accord avec les observations faites dans le cadre d autres tudes 3 I 4 Chronique en Atrazine et produits de d gradation L ATR et la DEA figure 1 ont t d tect es beaucoup plus fr quemment que l IPU 394 et 393 fois respectivement sur 476 chantillons figure 2 avec des concentrations maximales de 5 3 ug L pour l ATR le 20 mai 1994 et 1 86 ug L pour la DEA le 2 Octobre 1996 alors que l atrazine a t beaucoup moins appliqu e que PIPU 4 5 6 fois moins entre 1992 93 et 1996 97 c est dire avant m me que la dose homologu e soit r duite en 1997 et l interdiction de 2003 La DIA n a t d tect e que sporadiquement toujours a des teneurs tr s proches de la limite de quantification Ces observations sont en accord avec celles de Rowden et al 5 qui tudiant un karst sur 18 ans ont montr que les concentrations en ATR DEA and DIA d passaient la teneur de 0 1 ug L dans 86 72 and 0 de leurs chantillons respectivement Entre 1993 et la fin 1998 les variations globales en ATR semblent li es aux variations globales de d bit avec notamment une augmentation des teneurs apr s les p riodes de recharge qui ont conduit une augmentation
257. n G C blis Figure 4 Evolution de l intensit mesur e la longueur d ondes d mission et d excitation de l Amino G acide selon P Muet 209 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 L valuation des signaux des traceurs fluorescents qui pr sentent des longueurs d ondes d excitation et d mission proches de celle de la mati re organique Amino G acide Naphtionathe Tinopal etc est particuli rement concern e Mais cet artefact ne concerne pas que les traceurs fluorescents mettant dans le bleu D autres traceurs fluorescents ne sont pas l abr1 de ce genre d interf rences Exemple 2 Une autre difficult appara t lors que le signal vrai est de faible intensit et de longue dur e 5 Figure 5 montre la courbe obtenue lors d un tra age r alis dans la craie du G tinais l aide de la rhodamine WT surveillance la source de la Nivelle L intensit de fluorescence la longueur d onde d mission du traceur augmente r guli rement donnant l impression d une vraie restitution Mais les spectres d mission et d excitation montrent l absence des pics caract ristiques du traceur employ Le soi disant signal r sulte donc de l augmentation du bruit de fond en lien avec une augmentation de la turbidit Ara age de l Aveyron EM Source de la Nivelle 200 0 500 550 600 650rm EX S4Tnm Spectre d miss
258. n Limestone Hydrogeology Neuch tel Switzerland Presses universitaires de Franche Comt Besan on France p 157 160 81 Labat D A Mangin and R Ababou 2002 Rainfall runoff relations for karstic springs multifractal analyses Journal of Hydrology 256 p 176 795 82 Larocque M A Mangin M Razack and O Banton 1998 Characterization of the La Rochefoucauld karst aquifer Charente France using correlation and spectral analysis Bulletin d Hydrog ologie du CHYN 16 p 49 57 83 Larocque M A Mangin M Razack and O Banton 1998 Contribution of correlation and spectral analyses to the regional study of a large karst aquifer Charente France Journal of Hydrology 205 p 217 231 84 Lastennet R J M Puig C Emblanch and B Blavoux 1995 Influence de la zone non satur e sur le fonctionnement des syst mes karstiques Mises en vidence dans les sources du Nord Vaucluse Hydrog ologie 4 p 57 66 85 Legchenko A J M Baltassat Y Albouy J M Vouillamoz M Bakalowicz and W Al Fares 2002 Experience of karst localization using the Magnetic Resonance Sounding method EEGS 2002 86 Lepiller M 1980 Contribution de l hydrochimie la connaissance du comportement hydrog ologique des massifs calcaires Etude de quelques syst mes karstiques du massif du Semnoz et de la r gion d Annecy Savoie Haute Savoie France in Sciences de la Terre 1980 Universit de Grenoble Grenoble p
259. n conclure que la pr sence de turbidit dans l eau d un exutoire est un facteur qui contribue l adsorption des traceurs lors d une restitution et qui explique pour partie les bilans de restitutions d ficitaires qui sont assez fr quemment constat s en tra age V CONCLUSION Dans l tat actuel de nos connaissances une op ration de tra age se r v le comme une entreprise complexe encore largement perfectible La conception des essais de tra age dans les r gles de l art est une condition indispensable de leur interpr tation correcte Dans l ensemble des d marches qui interviennent la composante analytique est d une tr s grande importance 7 Aucune interpr tation fiable ne pourrait tre formul e partir de r sultats qui ne seraient pas bas s sur une d marche analytique et des mesures rigoureusement contr l es La perfection de l expertise analytique n est rien d autre que l am lioration de la discrimination de la restitution et l limination des signaux interf rents qui sont le plus fr quemment g n r s par les mati res en suspension ou les mati res organiques pr sentes en solution dans les eaux Sur la base des diff rentes investigations pr sent es ici et d autres exp riences qui n ont pas fait l objet de cette note on con oit d s lors la n cessit d int grer dans les protocoles existants 1 la caract risation pr alable de l eau et de sa qualit l o le tra age s
260. n nombre de ces gouffres ont t explor s par les sp l ologues notamment le source du Bouillon l origine du Loiret et la source de l Abime le film Loiret souterrain r alis par P Boimoreau t moigne de la profonde extension des conduits karstiques et du gigantisme de certaines cavit s Chercher conna tre le fonctionnement de ce syst me permet de mieux r pondre diverses questions soulevant de forts enjeux quels d bits y transitent quelle en est la ressource renouvelable quelles r serves y sont stock es quelles sont les caract ristiques qualitatives des eaux et leur vuln rabilit aux pollutions quels usages peut il r pondre pour les collectivit s concern es la population des communes du SAGE est voisine de 100 000 habitants mais exclut Orl ans dont les principaux captages d alimentation en eau potable sont pourtant situ s sur le territoire du SAGE quels modes de gestion doit on envisager pour optimiser l exploitation durable de cette ressource On comprend que les r ponses ne sont pas les m mes selon la d finition du syst me adopt e en fonction des limites et des conditions hydrauliques aux limites fix es Le texte suivant vise rappeler les principales conclusions des tudes dont on dispose en soulignant les convergences des diverses approches et en cherchant pr ciser les points encore incertains pouvant faire l objet de d bats et de recherches Il importe de parvenir un c
261. n objectif principal tait de mettre en vidence les relations hydrauliques existant entre un point de perte d un coulement de surface ou bien l extr mit aval d une rivi re souterraine reconnue en sp l ologie et une ou plusieurs sources localis es la p riph rie du massif karstique tudi Sa finalit tait avant tout de guider les sp l ologues dans leur prospection de nouvelles cavit s qui permettent de poursuivre la reconnaissance d un r seau sp l ologique D s le d but du XX si cle certains g ologues officiels ont recours cette technique pour mettre en vidence des probl mes d hygi ne publique Fournier a notamment fait de nombreuses colorations pour d montrer de quelle fa on taient aliment es les fontaines publiques des villages du Doubs et attirer l attention des Maires sur les rejets d eau us es qui risquaient de contaminer ces fontaines 3 A cette poque le traceur employ tait le plus souvent des colorants fluoresc ine principalement et la d tection du traceur se faisait uniquement de fa on visuelle par observation de la coloration des sources surveill es Cela supposait que les observateurs soient pr sents au bon moment lorsque le traceur tait restitu la source et que le traceur ressorte une concentration suffisante pour que sa coloration sp cifique soit perceptible sans quivoque De nos jours parall lement cette activit de coloration sp l ologiqu
262. nd C Batiot Guilhe 2008 Time series analyses for karst river assessment Case of the Coulazou River Southern France Journal of Hydrology 349 p 98 114 12 Bakalowicez M 1970 Hydrodynamique Kkarstique tude du bassin d alimentation de la Manavgat Taurus occidental Turquie in Centre de Recherches G odynamiques 1970 Universit Paris 6 Thonon p 106 13 Bakalowicz M 1979 Contribution de la g ochimie des eaux la connaissance de l aquif re karstique et de la karstification in Laboratoire de G ologie Dynamique Laboratoire Souterrain du CNRS 1979 P et M Curie Paris 6 Paris p 269 14 Bakalowicz M 1992 G ochimie des eaux et flux de mati res dissoutes L approche objective du r le du climat dans la karstog n se in Karst et volutions climatiques Hommage Jean Nicod Presses Universitaires de Bordeaux Talence p 61 74 15 Bakalowicz M 1995 La zone d infiltration des aquif res Kkarstiques M thodes d tude Structure et fonctionnement Hydrog ologie 4 p 3 21 16 Bakalowicz M 2004 The epikarst the skin of karst The Epikarst Conference Shepherdstown WVA The Karts Water Institute p 16 22 17 Bakalowicz M 2005 Karst groundwater a challenge for new resources Hydrogeology Journal 13 1 p 148 160 18 Bakalowicz M 2006 Aquif res karstiques in Aguif res et eaux souterraines en France J C Roux Editor ditions BRGM et CFH AIH Orl ans p 59 73 19
263. ne amp Laurent CADILHAC Agence de l eau Rh ne M diterran e Corse Caract risation des propri t s des syst mes karstiques d apr s l tude des coulements Alain MANGIN CNRS Moulis Session 1 Hydrog ologie et karst dans des contextes bioclimatiques et structuraux vari s Monographies sur les secteurs d tude de Michel Lepiller Alpes Massifs des Bornes et des Bauges Haute Savoie Contexte stratigraphique lithologique et structural des massifs subalpins des Bornes et des Bauges Localisation des aquif res et circulation des eaux souterraines Jean Paul RAMPNOUX EDYTEM Universit de Savoie Hydrog ologie karstique du massif des Bauges tat des connaissances et contributions de M Lepiller aux recherches fondamentales et appliqu es Fabien HOBLEA EDYTEM Universit de Savoie Etude des tendances moyen terme de l exportation carbonat e relation avec les variations climatiques syst me karstique de Bange l Eau Morte Valorisation des travaux de terrain suivi de chroniques Thibault MATHEVET EDF Grenoble amp Nevila JOZJA ETD B arn Pyr n es G om trie et fonctionnement de quatre aquif res carbonat s des cha nons b arnais Pyr n es Atlantiques Jo lle RISS Universit de Bordeaux Page 11 29 39 47 61 71 83 97 Val d Orl ans un syst me hydrog ologique original haute potentialit et tr s forte vuln rabilit Fonctionnement du syst me kar
264. neige l absence totale de ressource emp chant toute r alisation d infrastructures d h bergement sur place Actuellement l alimentation se fait par citerne avec une tentative hasardeuse de captage artisanal dans un drain endokarstique de faible d bit et chroniquement pollu pour alimenter les sanitaires des b timents d accueil Le village d Arith sur Bange d pend de sources situ es sur des communes voisines avec pour l une un partage r gi par une convention qui date des ann es cinquante et qui ne lui octroie que le trop plein Or Arith dont la position ensoleill e est tr s convoit e est en pleine expansion et le manque d eau pourrait devenir un s rieux probl me l avenir Quant la station de la F claz sur le Revard elle a choisi en 1987 par souci d assurer son ind pendance et de permettre son d veloppement immobilier de pomper la rivi re souterraine de la Cha syst me de la Doriaz travers 213 m tres d Urgonien Cela a t rendu possible gr ce au travail de topographie des sp l ologues et la technique nouvelle l poque de rep rage par barreau magn tostatique 6 Le probl me d enfouissement de la ressource a t quantitativement r solu ici gr ce de gros investissements mais l assainissement du plateau et la protection de cette ressource ont eu du mal suivre et le d veloppement immobilier n a pu se faire que 20 ans apr s le forage II LES APPORTS DE MICHEL
265. ng des drains majeurs et ventuellement les ph nom nes de dispersion dans le flot coul Les tra ages r alis s entre les pertes de Jargeau et les exutoires du syst me du Val d Orl ans ont permis d observer des vitesses moyennes de transit assez fortes Ces vitesses sont peu d pendantes du d bit du fleuve Un accroissement de la vitesse apparente entre l amont de la zone d exhaure a t ainsi observ vitesse apparente jusqu la source du Bouillon 100 140 m h et l aval vitesse apparente jusqu la source de la Pie 200 m h environ Il existe une liaison souterraine directe sous la Loire entre des gouffres absorbants rive droite pertes de Lanche et du ru de Chenailles pr s de Ch teauneuf Loire et les sources du Loiret La contribution de ces pertes l alimentation du syst me a t confirm e trois reprises Les 110 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 tra ages r alis s ont montr des vitesses apparentes diff rentes selon les conditions hydrologiques 68m h en basses eaux et 142 m h hautes eaux 9 Divers tra ages r alis s partir de gouffres absorbants pertes de Jargeau et plan d eau de l ile Charlemagne ont donn s des restitutions la source de Bellevue La Chapelle Saint Mesmin vitesse apparente 79 m h Ceci indique l existence le long de la Loire de drains karstiques importants distincts de ceux du Loire
266. nouveau en ayant recours des m thodes de d tection plus fiables Elles peuvent galement servir choisir la fiabilit d une exp rience avant de la r aliser en connaissant les risques d erreur que l on prend sur les r sultats positifs et n gatifs Le principal enseignement de cet exercice est qu il est imp ratif de demander les moyens de d tection utilis s sur les fiches destin es dresser un inventaire des tra ages De plus il faut toujours donner le protocole de suivi des restitutions de tra age lorsque que l on fait une publication L important n est pas automatiquement que le r sultat soit fiable mais que l on sache s il ne l est pas 100 I INTRODUCTION I 1 Utilisation des tra ages Le tra age est une technique employ e de longue date en hydrog ologie Les premi res colorations des eaux souterraines remontent en effet la fin du 19 si cle Les premiers essais relat s ont t r alis s par le Professeur Knop en 1869 pour mettre en vidence des pertes du Danube entre Immendingen et Tuttlingen en Allemagne 1 La coloration fran aise la plus c l bre reste celle r alis e en 1931 par N CASTERETt au Trou du Toro qui a d montr que la Garonne prenait sa source en Espagne dans le massif de la Maladetta 2 191 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Cette technique a t initi e par les sp l ologues So
267. nses L origine du CO n cessaire pour cette dissolution ne semble pas provenir du sol mais r sulter de ph nom nes internes au syst me karstique 5 Les travaux de Livrozet 11 ont permis d clairer les ph nom nes biog ochimiques intervenant pendant le transit des eaux souterraines Le suivi hebdomadaire de la source du Bouillon et bi mensuel de la Loire pendant un cycle hydrologique complet des param tres contr l s par les r actions microbiologiques pH teneur en oxyg ne formes de l azote confirme les tendances d crites par Ch ry et met en vidence une baisse de pH de 0 1 0 3 unit en saison froide et de 1 5 unit en saison chaude entre les pertes de Loire et la r surgence la disparition presque totale des mati res en suspensions abondantes pendant les crues et pendant les p riodes d eutrophisation de la Loire Les germes introduits dans le syst me se retrouvent dans les captages de la Ville d Orl ans avec des teneurs certes inf rieures celles trouv e en Loire mais encore bien au del des normes sanitaires et avec parfois des traces de mati res organiques non d grad es p nalisantes pour le traitement de l eau Le comptage des bact ries du cycle de l azote indique la pr sence de tous les germes de min ralisation et de d nitrification de l azote mais les conditions de temp rature ne favorisent pas leur m tabolisme La biod gradation des mati res organiques et notamment du
268. nt Le deuxi me axe 24 9 de variance est repr sent par Na et CI Cet axe traduit soit les eaux d origine m t orique et ou anthropique soit de l infiltration diff r e car ces l ments peuvent tre reconcentr s dans la partie sup rieure de la zone non satur e Les variables d bit et temp rature sont globalement mal repr sent es et ou peu significatives Leur r le dans la variation de concentration des ions majeurs n est pas direct Par ailleurs dans l espace des individus ACP permet de discriminer 6 groupes d eaux qui confirment le caract re saisonnier du comportement de ce syst me Les r sultats apport s par l ACP vont tre test s par une AFD En effet l AFD est une m thode permettant de discerner des groupes et de tester l appartenance d un individu un groupe en fonction des valeurs prises par plusieurs variables Afin de distinguer des groupes choisis a priori l AFD consiste minimiser la variance intra groupe et maximiser la variance intergroupe Dans notre cas les variables explicatives des groupes sont les variables utilis es pr c demment pour l ACP et les variables 89 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 expliquer sont les groupes d appartenance un pisode du cycle hydrologique groupes 1 5 L AFD Figure 6 permet de discriminer deux axes de variances principales qui repr sentent la m me inform
269. nt cette source r sultat n gatif En effet ce type de tra age est le plus courant et surtout la fiabilit de ce r sultat conditionne la justesse des cartes et atlas hydrog ologiques publi s L utilisation des fluocapteurs dont le principe rend plus que douteux les r sultats n gatifs nous a conduit proposer deux grilles d valuation une grille pour les tra ages dont le r sultat est positif et une grille pour les tra ages dont le r sultat est n gatif Pour les tra ages n gatifs et pour simplifier nous avons pris les hypoth ses suivantes la quantit inject e est suffisante pour obtenir un r sultat positif si la m thode fiable 100 avait t utilis e le temps de suivi de la restitution est suffisant pour obtenir un r sultat positif si la m thode fiable 100 avait t utilis e Ces grilles ont t labor es en utilisant pour chaque technique de d tection un organigramme Ces organigrammes sont propos s la fin de cette note Ils peuvent tre utilis s pour automatiser la cotation des exp riences de tra age et introduire par exemple un code de couleur sur les cartes et atlas hydrog ologiques ou associer les tra ages par note de fiabilit sur des couches SIG Dans un souci de coh rence avec la grille de cotation propos e par Michel Lepiller nous avons regroup les cas pr sentant la m me note comprise entre 0 et 10 Enfin comme Michel Lepiller nous nous sommes restreints au
270. ntinentale jurassienne et vers l Est par les hauts fonds brian onnais faci s condens s et p lagiques Dans ce bassin s est d pos e une paisse s rie dite subalpine Au Jurassique du Lias sup rieur au Malm inf rieur il s agit de s diments hemi p lagiques argiles marnes calcaires argileux passant des d p ts p lagiques calcaires au Malm sup rieur Tithonique Au Cr tac inf rieur une s dimentation hemi p lagique se poursuit N anmoins sur sa bordure occidentale Bauges externes partir du Berriasien sup rieur et du Valanginien se produit une progradation temporaire de la plateforme jurassienne et le d p t de calcaires zoog nes Valanginien moyen se poursuivant par celui des Calcaires Roux bicolores et silex du Valanginien sup rieur Ces apports et d p ts de plateforme permettent de d finir une S rie presubalpine Semnoz et du Revard Il est remarquer que ces faci s d butent 62 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 SERIE PRESUBALPINE Massif des Bauges externes Semnoz Revard molasse rouge Chattien pm am SERIE SUBALPINE Massif des Bornes 5 5 et Aravis Massif des Bauges moyennes et internes Fi olistostrome wildftysch SE r s du Val d Illez flysch mamo gr so micac mames foraminif res et Meteties i Higac ne gr s de Taveyannaz
271. nts BRGM 284 Editions BRGM 329p these 16 Perrin Ganier C Breuzin C Portal J M Shiavon M 1996 Availability and persistence of IPU under field and laboratory conditions Ecotox Environ Safe 35 226 230 17 Walker A Rodriguez Cruz M S Mitchell M J 2005 Influence of ageing of residues on the availability of herbicides for leaching Environ Pollut 133 43 51 18 Johnson A C Besien T J Bharwaj C L Dixon A Gooddy D C Haria A H White C 2001 Penetration of herbicides to groundwater in an unconfined chalk aquifer following normal soil applications J Contam Hydrol 53 101 117 19 Haria A H Hodnett M G Johnson A C 2003 Mechanisms of groundwater recharge and pesticide penetration to a chalk aquifer in southern England J Hydrol 275 122 137 20 Brouy re S Dassargues A Hallet V 2004 Migration of contaminants through the unsaturated zone overlying the Hesbaye chalky aquifer in Belgium a field investigation J Contam Hydrol 72 135 164 148 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Tra ages et limites des bassins versants exemple du syst me des Trois Fontaines Loiret Bruno LECLERC G o Hyd Parc du Moulin 101 rue Jacques Charles 45160 Olivet bruno leclerc geo hyd com I INTRODUCTION La source des Trois Fontaines est utilis e pour l adduction en eau potable du Syndicat des eaux de la Cl
272. odelin C Laserre D Bottazzi J Maniez P 1996 La tanne des Biolles un axe de drainage majeur sous le massif du Marg riaz Bauges Savoie France Karstologia 27 p 41 56 8 Hoblea F 1999 Contribution la connaissance et la gestion environnementale des g osyst mes karstiques montagnards tudes savoyardes Th se de doctorat en g ographie Am nagement et urbanisme Universit Lumi re Lyon 2 2 tomes Lyon 995 p 9 Lemordant Y 1977 Infiltration et transfert des eaux souterraines en pays karstique Le plateau du Mont Revard Savoie Th se de g ologie appliqu e de l Universit Scientifique et M dicale Grenoble 203 p 10 Lepiller M 1967 Le massif du Semnoz G ologie Possibilit s sp l ologiques Spelunca n 3 80 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 11 Lepiller M 1976 R sultats et interpr tation de cinq op rations de tra age effectu es sur les syst mes Kkarstiques du Semnoz et de la montagne de Bange Bois de Pr poulain massif subalpin des Bauges Savoie et Haute Savoie France Actes du deuxi me colloque d hydrologie en pays calcaire Besan on p 251 262 12 Lepiller M 1980 Contribution de l hydrochimie la connaissance du comportement hydrog ologique des massifs calcaires tude de quelques syst mes karstiques du masif du Semnoz et de la r gion d Annecy Savoie Haure Savoie France Th se Doct
273. ogie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 0 0 01 02 03 04 05 f 1 0 5h aV VN k 0 5h K O 5h Figure 4 Pendant la p riode de fonte 04 2002 a Spectre de la chronique de temp rature de l air c Spectre de la chronique de d bit b Corr logramme temp rature d bit d Corr logramme temp rature d bit de la composante 24 h des chroniques isol es par analyses en ondelettes r xXy k r xy k Cette partie a eu pour objet de faire la synth se de l ensemble des analyses qu il est possible de r aliser pour ausculter et comprendre le fonctionnement d un syst me karstique Quel que soit le type d analyses le syst me karstique de Bange L Eau Morte se caract rise donc par une bonne karstification l existence de faible r serves et un caract re tr s nerveux en r ponse une stimulation par la pluie ou par la temp rature de l air en p riode de fonte 15 z w 0 2 Y 9 E d T o G 01 d OPOLO 14 04 02 21 04 07 OPORO 14 04 02 21 04 02 T 128 7e 1e ae 77 Se a 64 o 64i z H b M e o 2f 2M 2o TT D 1 L SR o 05 OPOLO 14 04 027 21 04 02 07 04 02 14 04 02 21 04 02 Figure 5 Pendant la p riode de fonte 04 2002 d Chronique de temp rature de lair c Chronique de d bit b Analyse en ondelette de la chronique de temp rature e Analyse en ondelette de la chronique de d bit La cyclicit de la temp rature et du d
274. ogie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IL 1 3 Donn es disponibles Les donn es utilis es dans le cadre de la caract risation de l effet de la gestion active sur le syst me karstique du Lez sont d une part les d bits mesur s l aval du rejet du d bit r serv le niveau pi zom trique au niveau du captage pour la p riode 1946 2006 soit au niveau de la vasque 1946 1981 et au niveau d un des forages d s 1982 ainsi que les volumes pr lev s par les pompages d s 1968 et les d bits du Lez l aval au niveau de la station de Lavalette Les donn es climatiques sont celles de trois stations situ es au niveau du bassin d alimentation ou proximit St Martin de Londres Valflaun s et Montpellier Fr jorgues Du un certain nombre d absence de donn es dans les s ries de d bits des reconstructions ont t faites bas es sur des extrapolations partir des relations entre hauteur d eau et d bits consid rant les diff rentes p riodes avant 1982 et post 1982 les d bits de d bordement et d coulement gravitaire ainsi que les sorties de mod les de transfert pluies d bits Des comparaisons statistiques ont t men es afin de v rifier la validit des donn es reconstitu es IL 1 4 Mod lisation du syst me La m thode de mod lisation utilis e est celle base sur la m thodologie de mod lisation inverse 11 12 et 13 La mod lisation inverse a pour objectif de d termine
275. ogique Ce sont les forages et la g ophysique Les forages r v lent les zones karstifi es soit directement par le carottage Figure 4 soit par la mesure en continu de l avancement de l outil ou de sa pression Ils peuvent mettre en vidence des vides de tr s petites dimensions mais leur d veloppement spatial ne peut tre appr hend que par une multiplication co teuse des points d observations rarement possible dans le cadre d une tude hydrog ologique Les m thodes de diagraphies en forage sont nombreuses mais presque uniquement utilis es par les p troliers elles ne pr sentent d int r t pour le karst que si le nombre de forages explor s est suffisant par rapport la forte h t rog n it du milieu Dans tous les cas une imagerie 3D peut tre tent e 80 _ E LT mx 22 3 At ey TT LE x S y mn ur TYS f gt l Lan hi PT N Figure 4 Carottes pr lev e dans un aquif re karstique non TT sous un gisement de lignite occupant le fond d un graben mioc ne de l est de la Turquie A gauche cavit tapiss e de calcite d pos e en milieu noy h rit e d une phase de karstification mioc ne droite s diments intrakarstiques typiques et cavit s ouvertes La g ophysique peut dans certains cas aider r v ler l existence de formes karstiques souterraines condition qu elles offrent un contraste suffisant c est dire qu elles soient de dim
276. ol France 11 71 79 9 Lepiller M Mondain P H 1986 Les tra ages artificiels en hydrog ologie karstique Mise en uvre et interpr tation Hydrog ologie 1 33 52 10 Guizerix J Margarita R 1976 M thodologie d tude par traceur des transferts de masse La Houille Blanche 3 4 205 221 11 Molinari J 1976 Perspectives offertes par l utilisation rationnelle des traceurs naturels et artificiels en hydrologie karstique Commentaires de nombreux exemples r cents de multitra ages Actes 2 Coll Hydrol Pays Calcaire in Ann Sc Univ Besan on 25 275 306 12 Mangin A Molinari J Paloc H 1976 Les traceurs en hydrog ologie karstique Leur apport la connaissance des r servoirs aquif res calcaires La Houille Blanche 3 4 261 267 13 Soci t Suisse d Hydrog ologie Groupe de travail Tra age 2002 Utilisation des traceurs artificiels en hydrog ologie Guide pratique Rapport de l OFEG S rie G ologie 3 78 p 14 Lallemand A et Paloc H 1964 Possibilit s offertes par la m thode de d tection au charbon actif pour les exp riences de coloration la fluoresc ine Spl unca m m 4 27 40 15 Jozja N 2008 Importance de la composante analytique dans la fiabilit de l interpr tation d un tra age Hydrog ologie et Karst aux travers des travaux de Michel Lepiller Journ es techniques de CFH AIH Orl ans 16 17 mai 2008 16 Inventaire des tra ages du
277. ombement de la plaque oc anique qui est le socle des les Loyaut Fig 3 Au fur et mesure de l avanc e de la plaque australienne les les Loyaut Mar la premi re ont atteint depuis le Pl istoc ne ce bombement et ont progressivement merg Fig 3 1 Mar semble avoir d j bascul de l autre c t du bombement et entam son plongeon vers la fosse de subduction tandis que Lifou est encore en phase d ascension Ouv a ferme la marche et se trouve dans la position qu occupait Lifou et Mar il y a quelques centaines de milliers d ann es Elle a ainsi peine entam sa phase d ascension ce qui explique qu elle ne pr sente qu une faible surface merg e et un plateau central encore submerg C est au cours de cette mersion 180 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 que des r cifs coralliens ont recouvert le calcaire rhodolithes au niveau du littoral donnant naissance un certain nombre de terrasses et de falaises tout autour des les Fig 2 Arc du Vanuatu Quv a Lifou Mar 46 m 104 m 136 m sse des Nouvelles H brides Plaque australienne Plaque Pacifique Figure 3 Profil de la zone de subduction proximit des les Loyaut II 2 Organisation du r seau karstique et structure de la nappe d eau douce IL 2 1 D veloppement du karst Depuis le d but de l mersion des les un important r seau ka
278. omme un aquif re unique double couche laval de Ch teauneuf Loire o ont lieu les pertes et l amont comme deux aquif res s par s par une couche semi perm able K Darcy 10 5 m s permettant la circulation de d bits verticaux L espace est d coup en mailles de 635 m de c t Le meilleur ajustement entre la pi zom trie mesur e et calcul e est obtenu apr s 18 phases de calage en introduisant dans le champ spatial des transmissivit s de l aquif re calcaire des drains extr mement transmissifs simulant les chenaux Kkarstiques figure 2 Les valeurs de transmissivit hors chenaux varient de 0 01 0 1 m s dans la partie aval o l aquif re des calcaires est en contact direct avec les alluvions elles sont 10 100 fois plus faibles dans la partie amont o cet aquif re est captif Le d bit du Loiret pour le meilleur calage est 0 31 m s ce qui pourrait indiquer le tr s rapide tarissement des volumes stock s dans les alluvions Chenal karstique rj aille Loire ou Loiret i Figure 2 Distribution spatiale des transmissivit s de l aguif re calcaire du Val d Orl ans L autre approche poursuivie depuis longtemps 2 9 12 consiste en des tra ages avec des colorants inject s en divers points de pertes dont l ventuelle restitution est suivie aux points de r surgence suppos s Cela permet de pr ciser les limites du syst me de caract riser les vitesses d coulement le lo
279. on de la solution d quilibre Sur la figure 7 a sont rapport es les courbes d adsorption de l uranine osine sulforhodamine B sulforhodamine G et rhodamine WT pour une gamme compl te de concentrations initiales test es comprises entre 10 kg l et 10 kg l pour l chantillon de Bange tandis que celles du Causse de Sauveterre figurent sur la figure 7 b Sulphorhodamine G gt Rhodamine WT Sulphorhodamine B X Eosine a ranine 0 25 0 15 0 05 i J m Q Ke S S 3 z ao gt mma Q pc F Cm aa e Q et rt F 90 190 290 390 490 590 Concentrations de solution d quilibre mg L Figure 7a Courbe d adsorption de 5 traceurs pour l chantillon de Bange L Eau Morte 214 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 8 ranine X Fosine Suforhodamine G gt Rhodamine WT Sulforhodamine B Quantit de mat riau adsorb mg m g 90 190 290 390 490 590 Concentrations de solution d quilibre mg L Figure 7b Courbe d adsorption de 5 traceurs pour l chantillon du Causse de Sauveterre Pour les deux s diments le ph nom ne d adsorption se manifeste clairement L analyse des r sultats confront e la comparaison empirique des courbes d adsorption peut nous permettre d tablir un ordre relatif de la tendance l adsorption
280. on de tendance ou centrage des donn es susceptibles de masquer une partie des fluctuations de plus hautes fr quences 11 estimation du nombre de composantes et de leurs fr quences 111 ajustement par moindres carr s lin aires du mod le param trique Dans une premi re tape la chronique de l indice de r ponse du syst me est mod lis e partir de sinuso des amorties rendant compte de la perte de puissance progressive et continue observ e et suppos e imputable aux am nagements y Asin 2nFx P e A d signant l amplitude F la fr quence P la phase et k le coefficient d amortissement des sinuso des x le temps Dans une seconde tape afin de simuler l indice de r ponse du syst me d pourvu de l impact des am nagements 1l est n cessaire de cr er de nouveaux mod les qui ne tiennent pas compte de l amortissement du signal Pour cela des sinuso des non att nu es sont g n r es partir des sinuso des amorties pr c demment utilis es Ces nouvelles sinuso des conservent les m mes propri t s param triques et statistiques que les sinuso des de base et donc les propri t s de l indice de r ponse du syst me y A sin 2r1Fx P La comparaison entre les diff rentes sinuso des g n r es amorties et non amorties est illustr e par la figure 2 25 20 15 f A 10 l 5 5 E 10 m j V V 20 4 25 1 10 00 19 4 01 5 11 01
281. onctuelles dans le temps et des distances relativement proches La protection de l alimentation en eau d Orl ans s est donc faite suivant 3 directions Une station de contr le et d alerte Jargeau en service depuis le d but des ann es 1990 hauteur des principales pertes pour pr venir d une ventuelle pollution par la Loire g rer le traitement de l eau ou se connecter sur les forages de secours situ s sur le coteau de Sologne La protection autour des captages du Val par l instauration de p rim tres de protection ce qui est pr sent ci apr s Un syst me performant de traitement des eaux avec charbon actif et membranes IL LE LONG PARCOURS JUSQU A L ARRETE PREFECTORAL Les tudes pr alables la mise en place des p rim tres de protection se sont d roul es entre 1988 et 1994 permettant Jean Claude Schmidt Hydrog ologue agr de d finir les p rim tres de protection dans son avis d avril 1994 r actualis en 2003 Le dossier de demande d autorisation a t tabli par le BRGM en 1994 II a t officiellement d pos en 129 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 janvier 2004 pour aboutir un arr t pr fectoral en date du 19 avril 2006 Cette d marche a donc dur pr s de 18 ans dont 15 ans d tudes et de mise au point 2 ans de proc dure HI LES PERIMETRES DE PROTECTION Les p rim tres de prot
282. one SAUT E perch e Hi au p com crique 5 aoa EE PR E P Faa Sratbmes annexes a drainage SAD Karsi noy Beware Drain Figure 1 Mod les conceptuels de l aquif re karstique gauche milieu double perm abilit avec continuit hydraulique et stockage dans les blocs matriciels d apr s 42 droite milieu discontinuit s hydrauliques dans la zone noy e d apr s 93 En se basant sur les caract ristiques de l hydrogramme d duites de la courbe de r cession 1l est possible de classer les aquif res Kkarstiques en prenant en compte les modalit s d infiltration et la capacit de stockage et de renouvellement de la zone noy e 93 99 53 13 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Fontaine l Ev que eChamsine e A n ez Zarka Afka ee Fontaine de Anjar Vaucluse Fontestorbes e Bagei 10 k en ann e 100 Figure 2 Classification d aquif res karstiques de France et du Proche Orient en fonction des caract ristiques de leur infiltration i et de leur zone noy e k temps de s jour moyen de l eau souterraine 53 Cette classification Figure 2 distingue des aquif res karstiques fonctionnels domaines 1 4 organisation de drainage plus ou moins complexe et plus ou moins d velopp e Le domaine 5 est celui des syst mes Kkarstiques poss dant une zone noy e profonde karstification multiphas e tr s d velopp e p
283. one du p rim tre de protection rapproch e VILLE C ORLEANS R cencement des gouffres et dolines dans l emprise du P rim tre de Protection approch d s CApiges du Val d Orl ans O Cum Alf have B dekorer Te an aa HR Tie a f dMbemeeernenTe ihai p diae Mages Len ira grues l Teigi ES A Ekma keme Mia late jire clore bon PR ar dhi res du Rah i E Miiran mob sahi pie mme lens dari Jus se TERT emh a en Fete ibn fon par be amp amp does d edfscsheren rech chere bu opte ce chsh i Torm do SET dia mi por re dire lTi Hi si Sr RTE BEAUTHIER ms Figure 5 Recensement des dolines Extrait du rapport ANTEA 48541 1 de novembre 2007 Mise en place de proc dure d alerte L arr t pr fectoral de DUP pr conise la mise en place d un plan d action dans l emprise des p rim tres de protection Ce plan d action vise notamment Mettre en place un protocole pour l utilisation des captages existants afin de pi ger une pollution dans la nappe 132 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Mettre en place un suivi de 5 10 forages situ s l amont du p rim tre de protection rapproch e La Ville d Orl ans a souhait associer cette d marche un Coll ge d expert en hydrog ologie La premi re r union de ce groupe de travail a eu lieu le 25 octobre 2007 1 Pour la mise en place du protocole et compte tenu de
284. onstat consensuel de fa on faciliter la gestion collective de la ressource Pour cela le tableau suivant tableau 1 r sume les bilans hydrologiques publi s en pr cisant le cadre spatial et temporel et chaque fois que possible les conditions climatiques ou hydrologiques I ESQUISSES DE BILANS HYDROLOGIQUES Ces bilans sont tablis partir de l quation g n rale suivante Entr es annuelles sorties annuelles ou variations de stocks du syst me Les entr es dans le syst me hydrologique sont Pe pluies efficaces Qc apports du coteau de Sologne PI pertes de la Loire Les sorties sont Ex volumes pr lev s pour les diff rents usages QI volume coul l embouchure du Loiret RI r surgences en Loire l aval d Orl ans Les variations de stocks correspondent aux fluctuations saisonni res du niveau pi zom trique de la nappe alluviale On sait que l amplitude annuelle de ces fluctuations est r duite 1 2 m au maximum ce terme repr sente sur un cycle hydrologique 20 40 millions de m par an pour une surface de 200 km et une porosit utile de 10 En consid rant des cycles hydrologiques cal s sur les fins d tiage ce terme est n gligeable au regard des autres 108 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Tableau 1 Bilans hydrologiques annuels du syst me du Val d Orl ans en millions de m Auteur Conditions Pe
285. orat 3 cycle G ologie appliqu e Universit Scientifique et M dicale de Grenoble 478 p 13 Lepiller M 1989 Rapport relatif aux op rations de tra age r alis es dans les massif des Bauges et des Bornes Convention pass avec l agence financi re de bassin RMC et l Universit d Orl ans 65 p 14 Mathevet T 2002 Analyse du fonctionnement du syst me karstique de Bange L eau Morte Bauges Savoie amp Haute Savoie France M moire DEA Hydrologie Hydrog ologie G ostatistique et G ochimie Laboratoire souterrain CNRS de Moulis Universit d Orl ans 59 p 15 Najib H 2000 Etude de la structure et du fonctionnement hydrologique du bassin versant karstique de la Doria massif des Bauges Savoie Th se de Doctorat de G ographie Hydrologie de l Universit Louis Pasteur Strasbourg 1 273 p 16 Nicoud G 1973 Hydrog ologie de la haute vall e du Ch ran Massif des Bauges Savoie Th se de g ologie appliqu e Universit Scientifique et M dicale Grenoble 181 p 17 Zamolo G 1980 R gime des eaux souterraines dans les massifs calcaires Hydrog ologie du secteur sud est du massif des Bauges Savoie Bassin versant du Tern ze et du nant d Aillon Th se de G ologie appliqu e de l Universit Scientifique et M dicale Grenoble 326 p 81 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 82 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au traver
286. ors s rie de la Societ g ologique de France 11 p 81 90 26 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 134 Reynaud A Y Guglielmi J Mudry and C Mangan 1999 Hydrochemical approach to the alterations of the recharge of a karst aquifer consecutive to a long pumping period example taken from Pinchinade Graben Mouans Sartoux French Riviera Ground Water 37 3 p 414 417 135 Rodet J 1991 La craie roche carbonat e poreuse et son karst Karstologia 18 p 13 18 136 Rouchy J M and J P Saint Martin 1992 Late Miocene events in the Mediterranean as recorded by carbonate evaporite relations Geology 20 p 629 632 137 Scanlon B R R E Mace M E Barrett and B D Smith 2003 Can we simulate regional groundwater flow in a karst system using equivalent porous media models Case study Barton Springs Edwards aquifer USA Journal of Hydrology 276 1 4 p 137 158 138 Shaban A M Khavwlie and C Abdallah 2001 New Water Resources For Southern Lebanon Thermal InfraRed Remote Sensing of Submarine Springs South Lebanon Conference Beirut p 181 189 139 Sharp J M J 1990 Stratigraphic geomorphic and structural controls on the Edwards aquifer Texas USA in Selected Papers on Hydrogeology IAH Heise p 67 82 140 Shuster E T and W B White 1971 Seasonal fluctuations in the chemistry of limestone Springs a possible means for charac
287. ou dans la matrice fissur e g n ralement connect e du point de vue hydraulique au r seau de conduits karstiques Le r seau principal de drainage souterrain pr sente un certain degr d organisation li diff rents facteurs tels que le contexte g ologique le climat et la chimie de l eau le potentiel hydraulique et les variations du niveau de base Les aquif res karstiques m diterran ens sont ainsi fortement influenc s par les variations du niveau de base notamment celles li es la crise de salinit du Messinien durant laquelle le niveau de la mer chuta jusqu 1500m sous le niveau de la mer actuelle Par cons quence le niveau de base du syst me karstique s est accommod celu du niveau de la mer les r seaux karstiques se sont d velopp s en profondeur comme le montrent par exemple les r seaux explor s de la Fontaine de Vaucluse 235m NGF et de la source du Lez 47m NGF La plupart des aquif res karstiques de type fonctionnel 3 caract ris s par une grande h t rog n it des r seaux karstiques pr sentant un certain degr d organisation hi rarchique d amont vers l aval sont g n ralement capt s pour l alimentation en eau potable au niveau de leur exutoire exploitation gravitaire d une partie ou de la totalit du d bit naturel de la source Cette m thode traditionnelle ne permet pas de mobiliser l eau stock e au sein des r serves de l aquif re sous le niveau d exhaure du
288. ou satellite 8 9 Cet inventaire a ensuite t suivi de l exploration sp l ologique de ces grottes afin de voir dans quelles conditions elles permettaient l acc s la nappe d eau douce de juger de leur taille de leur morphologie et de leur orientation Ce recensement a galement t effectu Mar Ce rep rage des zones d exhaures et la sp l ologie dans les cavit s karstiques constituaient le travail de base l tude hydrog ologique des les Loyaut Il a t men de mani re r guli re et soutenue au cours de toutes les missions de terrains par l ensemble des l ves ing nieurs sous la responsabilit de Michel Lepiller que ce soit Lifou ou Mar Si le rep rage des zones d exhaure est loin d tre complet il a toutefois permis de montrer que l exhaure s effectuait de mani re localis e et non diffuse et le plus souvent dans des parties concaves du trait de c te comme au niveau de la baie de Ch teaubriand Lifou Cette observation s av re galement coh rente avec les zones de drainage de l aquif re mises en vidence par la pi zom trie qui montre une partition de l aquif re en syst mes hydrog ologiques individualis s 184 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 a ba x A RE ae eur Er T Jr pra k ER Ye i Figure 5 Diff rents aspects g ologiques et hydrog ologiques des les Loyaut a
289. oulain Massif subalpin des Bauges Savoie et Haute Savoie France 2 Colloq Hydrol en Pays Calcaires Besan on pp 251 252 32 Mathevet T 2002 Analyse du fonctionnement du syst me karstique de Bange l Eau Morte Bauges Savoie amp Haute Svoie France DEA Universit Pierre et Marie Curie 52p 33 Frisch U and G Parisi 1985 On the singularity structure of fully developed turbulence In Turbulence and Predictability in Geophysical Fluid Dynamics and Climate Dynamics dit par M Ghil R Benzi amp G Parisi Noerth Holland New York pp 84 88 34 Hardy H H and R A Beier 1994 Fractals in reservoir engineering Ed Word Scientific 359 p 35 Feder J 1988 Fractals New York Plenum Press 36 Mandelbrot B 1997 Fractales hasard et finances Champs Flammarion 246p 37 Barbut M et C Fourgeaud 1971 El ments d analyse math matique des chroniques Collection Hachette Universit 208 p 38 Berg P et Y Pomeau 1988 Le chaos th orie et exp riences Ed Eyrolles Paris 389p 39 Takens F 1981 Detecting strange attractors in turbulence Lect Notes in Mathematical 898 Springer 366 p 40 Grassberger P and I Procaccia 1983 Measuring the strangeness of strange attractors Physica 9 D North Holland Publishing Company pp 353 371 41 Fowler A D et D E Roach 1993 Dimensionality Analysis of Time Series Data Non linear Methods Computers and Geosciences Volume 79
290. oursui vent depuis plusieurs ann es des recherches sur les circulations souterraines karstiques qui sont tablies dans les calcaires qui for ment le soubassement du Val d Orl ans Les circulations sont tudi es sous l angle de la g ochi mie des eaux en liaison avec les transformations subies par la mati re organique L inversac est un ph no m ne rare c est le rapport de simultan it de bas niveaux d eau en Loire et l l vation rapide du niveau du Dhuy cours d eau adjacent se jetant dans le Loiret apr s de fortes pr cipita tions ce qui permet l inversion du sens d coulement des eaux la source du Bouillon source du Loiret Elles se transforment en perte des eaux limoneuses du Dhuy Cet effet de vases communi cants est d au niveau d eau de la source trop lev par rapport celui de la Loire ENVIRONNEMENT Inversac la source du Bouillon Ce ph nom ne rare int resse les scientifiques Michel Lepiller et Patrick Alb ric ont suivi le cheminement des circulations souterraines karstiques du val d Orl ans L inversac a eu lieu pour la derni re fois samedi 13 d cem bre 1997 et les deux scientifi ques en ont profit pour suivre les eaux l aide de l injection de 500 grammes de fluoresc ine tra ceur non polluant d tectable tr s faible dose L int r t tait donc de recueillir des indications sur la vitesse de circulation de l eau mais surtout sur sa
291. oursuivre les actions engag es depuis 2000 Cette convention pr cise les obligations de chacun des signataires et en particulier leurs engagements financiers V 2 Les actions r alis es Etat des lieux de la zone d tude En 2000 il a t r alis un tat des lieux dans le p rim tre de protection rapproch e 48 exploitations r parties en 4 types d activit s repr sentent une surface de l ordre de 900 ha Chaque exploitation a fait l objet d un diagnostic de ses pratiques culturales et plus sp cifiquement des pratiques en terme d utilisation de produits phytosanitaires et des risques de pollution de la ressource C est sur les cultures de pleins champs 45 de la surface cultiv e que les marges de progr s sont les plus importantes pour limiter le risque de pollution Un diagnostic phytosanitaire a t men aupr s des utilisateurs agricoles et non agricoles hors particuliers Figure 7 R partition des surfaces Donn es Chambre d Agriculture R partition des surfaces Zone Dhuy Cornay Pour chaque activit les risques identifi s portent Te D sur l tat des t tes de forages la gestion des actives A e E roms hl 101 d chets de produits phytosanitaires les stockages d hydrocarbures et d engrais les remplissages des pulv risateurs n et les rejets sur des zones imperm abilis es bepraten 0 1052 et des serres ai 1 o oaa ooo 15 Cradiaien adi 4 w
292. p 153 172 5 Blavoux B Simler R Daniel M Blondel T 2005 tude hydrochimique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses Laboratoire d hydrog ologie d Avignon et des Pays de Vaucluse 6 Blondel T 2004 contribution l tude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre caract risation de l alt ration de la qualit de la ressource en eau des syst mes karstiques du Causse de Sauveterre rapport de stage de l cole polytechnique d Orl ans 7 Bruxelles L 2001 D p ts et alt rites du Larzac central Causses de l Hospitalet et de Campestre Aveyron Gard H rault Evolution morphog nique cons quences g ologiques et implications pour l am nagement PhD thesis University of Provence document du BRGM n 304 Editions BRGM Orl ans 2004 8 Danneville L 2008 L eau des karsts des Grands Causses enjeu pour le d veloppement durable d un espace prot g G osciences n 7 8 p 236 243 9 De Montety V 2003 participation l tude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses d termination de syst mes hydrog ologiques karstiques l aide de campagnes de multitra ages tude de l influence de la nature du milieu sur le transit de divers traceurs fluorescents par multitra ages simultan s rapport de stage de Polytech Orleans Ecole Sup rieure de l Energie et des Mat riaux 10 L D Abadou
293. par des vall es et des cluses fa onn es par les glaciers quaternaires avec du Nord au Sud la vall e de l Arve entre les Bornes et les massifs de Plat et du Haut Giffre la cluse de Faverges d Ugine au lac d Annecy entre les Bornes et les Bauges la cluse de Montm lian Chamb ry entre les Bauges et le massif de Chartreuse leur arri re oriental les vall es de l Arly et de l Is re Combe de Savoie les s parant du massif de Belledonne s l et constituant partir d Ugine le sillon sub alpin Le Massif des Bornes se compose d Est en Ouest de trois entit s la cha ne calcaire des Aravis culminant la Pointe Perc e 2752 m la d pression marno gr seuse allant du Reposoir au Nord par Th nes jusqu Faverges au Sud avec les reliefs centraux des Annes 2232 m de la T te du Danay 1730 m et de Sulens 1839 m les cha nons calcaires occidentaux Bornes s stricto ou Bornes externes avec du Nord Est au Sud Ouest la cha ne du Bargy 2299m la montagne de Sous Dine 2004 m le Plateau des Gli res 1400 m Le Parmelan 1832 m et les reliefs dominant le lac d Annecy dont le Mont Veyrier 1291 m et la c l bre Tournette 2351 m Les vall es du Foron du Reposoir du Bronze du Borne de la Filli re et du Fier recoupent perpendiculairement ces cha nons Quant aux Bauges leurs reliefs sont faits d un faisceau de cha nons calcaires orient s Nord Nord Est Sud Sud Ouest au Nord du Ch r
294. par exemple et dans cas 1l est n cessaire de bien ma triser le probl me d chelle afin de focaliser le mod le la question r soudre C est galement dans ce cas que les probl mes de non lin arit de pr dictibilit prennent toute leur importance L exemple trait montre clairement que l on sait r pondre toutes ces questions et que l on a la possibilit d ajuster la fa on d agir la r alit de terrain M me si l tude des aquif res karstiques reste un domaine difficile et d licat le karst a cess d appara tre comme une curiosit inaccessible nos moyen d action Il s ouvre d sormais tout un champ d investigations dont l issue r side dans l exploitation d un potentiel norme qui doit pouvoir r pondre aux enjeux et aux besoins du 217 si cle R f rences bibliographiques 1 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstiques Th se Doctorat d Etat Univ de Dijon Publi e dans Ann Sp l ol 1974 29 3 p 283 332 1974 29 4 p 495 601 1975 30 1 p 21 124 2 Mangin A 1994 Karst hydrogeology Groundwater Ecology p 43 67 3 Alligood K T T D Sauer and J A Yorke 1996 Chaos An introduction to dynamical systems Springer New York 603 p 4 Manneville P 1990 Structures dissipatives Chaos et turbulence 419 pp 5 Farmer J D et J J Sidorowich 1987 Predicting chaotic time series Phys Rev Let
295. partie la plus anthropis e du massif avec une qualit menac e par les activit s touristiques stations de ski r sidentielles agro sylvo pastorales ou extractives 4 Ce sont a contrario de multiples sources plus modestes qui sont sollicit es issues d aquif res de dimensions plus r duites et souvent mieux pr serv s des facteurs de contamination notamment pour les karsts scell s du Valanginien et du Malm o la contribution fissurale 76 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 semble plus pr gnante dans les caract res physico chimiques des eaux source de la Dhuy de Bellecombe en Bauges Les traitements de potabilisation sont bien s r partout la r gle compte tenu du type de ressource la qualit des eaux brutes tant ici tr s al atoire et souvent insuffisante Mais la fr quence des pisodes de forte turbidit lors des crues entra nant de nombreux franchissements du seuil normatif des 1 NTU reste probl matique et limitante Malgr la hausse de la pression d mographique plus importante en p riph rie qu au c ur du massif les Bauges n ont pas de probl me d alimentation en eau au point de vue quantitatif l exception des villages et stations plac s sur les massifs karstiques Arith la F claz et le Marg riaz Le site du Marg riaz est le plus concern par le manque d eau En effet c est ce param tre qui a impos la formule stade de
296. piller montr toute l importance du r le des failles transversales du Bois de Pr poulain et de Montagny la limite de la Montagne de Bange qui drainent vers les calcaires valanginiens sous jacents une partie des eaux de l aquif re urgonien de surface e Le syst me du Bout du Monde Il se d veloppe jusqu aux mergences du Bout du Monde dans l entaille du talweg de la Leysse o les eaux d bouchent du r seau fissural et karstique du Valanginien inf rieur Berriasien sup rieur plus calcaire Des tra ages montrent qu une partie de leur alimentation se fait partir des calcaires urgoniens du Sud du Revard par un transfert probable au niveau de la faille de Lachat En d finitive une diffluence majeure axiale est pr sente entre les deux syst mes au droit du Mont Revard avec quelques drainages lat raux en direction du petit syst me karstique de La Meunaz l Ouest Dans le reste des Bauges comme dans les Bornes seuls les calcaires roux du Valanginien sup rieur sont encore pr sents en passant progressivement des calcaires argilo siliceux plus fractur s que karstifi s Il en r sulte des mergences li es des aquif res tr s cloisonn s en particulier au bord subalpin Fontaine de Cayan II 4 Aquif res urgoniens s l Ces aquii res les plus vastes sont soit perch s la faveur de l incision des vall es et ou des inversions de relief soit ennoy s leur aval sous la surface topographique par enc
297. pin calqu sur un plus grand nombre de plis de longueurs d ondes plus courtes C est ici que se trouvent les plus hauts sommets du massif des Bauges d passant les 2000 m l Arcalod au Tr lod au P cloz la Sambuy l Arclusaz au Colombier Aillon Les pendages souvent tr s forts ne favorisent pas le d veloppement de r seaux Kkarstiques p n trables Seul le val perch de la Sambuy est connu pour ses ph nom nes karstiques abondants tandis que ceux du val perch de l Arclusaz sont masqu s et d fendus par une couche de lauzes s noniennes peu karstifi e et peu p n trable Ces deux styles morphostructuraux sont nettement d limit s et correspondent la distinction g ographique entre Bauges derri re et Bauges devant fig 2 Ouest Tr lod Est e Colombier P clod Marg riaz f Arclusaz Revard Peney 1 l lt ATCIUSaz Combe de NS i A ka Savoie Lac du sf A brae NOY D Bourget TT NX S SN H gt Sa N TS SITY lt k o v ar i N Nues m 7 k ari LE y M m r Sa y ES N Faille R Urgonien Bauges occidentales Bauges orientales dites derri res dites devant 2 Jurassique sup rieur Figure 2 Coupe simplifi e du massif des Bauges d apr s M Gidon http www alpes geol fr in Denavit 2005 Ce relief est compartiment par l ensemble des vall es qui maillent le massif la vall e principale du Ch ran correspondant un ensellement des plis
298. plancton de Loire introduits dans le karst explique la production de CO n cessaire la dissolution de l aquif re calcaire Le bilan de production de ce compos a pu tre tabli 5 En outre les r actions biog ochimiques ont pu tre simul es in vitro en laissant voluer l obscurit de l eau de Loire dans un fermenteur soumis une temp rature contr l e 11 la figure 5 montre que l volution au cours du temps des param tres physico chimique correspond bien aux r sultats obtenus in vitro figure 5 En conclusion les eaux souterraines de ce syst me karstique sont peu min ralis es proches de la composition de l eau de la Loire Mais la forte demande en oxyg ne n cessaire la biod gradation des mati res organiques provoque notamment lors des pisodes d eutrophisation de la Loire 6 la quasi anoxie des eaux r surgentes et en cons quence le bas niveau de leur capacit puratrice 113 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 oxyg ne dissous en mgO2 L CO gt dissous 0 100 200 300 400 500 heures Figure 5 Evolution physico chimique et chimique des eaux pendant la simulation en p riode estivale ao t 1982 IV CONSEQUENCES PRATIQUES PERSPECTIVES Aspects quantitatifs Le potentiel de production de cette ressource karstique avec une alimentation lat rale 5 10 fois sup rieure aux apports m t oriques di
299. polation param trique a permis de d finir le signal qu il y aurait eu sans les am nagements puis de le comparer au signal observ Les r sultats ont montr une nette diminution de pr s de 70 de la sensibilit du captage et une inversion de la tendance l augmentation de cette r ponse La m thodologie propos e dans cet article offre des perspectives int ressantes pour l valuation des impacts des am nagements sur la sensibilit de la r ponse la pluie des captages d alimentation en eau potable De plus cette m thode peut galement tre utilis e pour valuer d autres impacts li s notamment aux changements d occupation du sol et d am nagement du territoire R f rences bibliographiques 1 Laignel B 1997 Les alt rites silex de l ouest du Bassin de Paris Caract risation lithologique gen se et utilisation potentielle comme granulat Th se Universit Rouen Edition BRGM 176 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 2 Lesage J 2004 Protection du captage des Varras tude de l am nagement des b toires et suivi de la qualit des eaux brutes Rapport MST 2 ann e Universit de Rouen 3 Desetres 2005 Caract risation de l origine de la turbidit au captage des Varras Eure Rapport MST 2 ann e Universit de Rouen 4 De La Queriere P 1993 R vision des p rim tres de protection du captage des Varra
300. portante des eaux issues des aquif res des cha nons b arnais dont l origine est chercher dans l imperm able argileux associ syst matiquement aux ophites de la r gion dont l origine hydrothermale est encore d montrer Rey 3 a montr que les teneurs en sulfates sont particuli rement lev es lors des p riodes d tiage essentiellement durant les mois de juin juillet et ao t dans les eaux des sources d Ourtau et de la Fontaine d Orbe Les c fficients de variation des concentrations en ions sulfates sont plus de deux fois sup rieurs pour ces deux sources que pour les sources des Mourt s et de Gourgouch La dispersion due la variable Potassium refl te l influence de rares valeurs lev es tant pour une source que pour l autre et qui apparaissent encore comme al atoire Avec cinq axes 86 96 de la variance totale de chaque source est absorb e mais seulement 71 88 de leur variance intragroupe En effet cinq variables ont encore des saturations inf rieures 90 ce sont les variables T CT NO7 Na et Ca et il faut atteindre laxe F pour que les saturations soient toutes au moins gales 94 on notera en particulier les sauts respectifs de 13 et 9 des saturations des variables CT NO3 de laxe F6 laxe F7 associer la source des Mourt s Ceci traduit l effet de la variation de l une et ou l autre de ces variables l int rieur de chaque groupe variation qui est pour partie d
301. qu elles produisent qui fera r f rence ces nouveaut s mais galement et surtout d veloppera sur la base d exemples les volets techniques d organisation des acteurs de strat gie et de sc narios de protection et enfin s appuiera sur les guides sp cialis s d crits au V dont la n cessit est reconnue pour diffuser hors du cercle des sp cialistes les m thodes d tude du karst 45 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 R f rences bibliographiques 1 Loi du 15 f vrier 1902 http www2 urbanisme equipement gouv fr cdu accueil histoire loisantepublique htm 2 Martel E A 1894 Les Ab mes Les eaux souterraines Les cavernes Les sources La sp l ologie Explorations effectu es de 1888 1893 Paris Delagrave 1 vol in 4 4 phototypies et 16 plans h t 100 gravures 200 cartes Plans et coupes 578 p table r dit par Editions Jeanne Laffitte 1996 3 Agence de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse 2005 Bilan et analyse de la mise en uvre des proc dures de protection des captages AEP en milieu karstique Rapport final Synth se des phases 1 2 et 3 106p www eaurmc fr documentation files bilan karst pdf 4 Agence de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse 2006 Bilan et analyse de la mise en uvre des p rim tres de protection des captages AEP en milieu karstique Synth se des pr conisations en faveur de l a
302. que assez bien contraint il offre la possibilit de tester in situ de nombreux processus parmi lesquels la r activit ou la stabilit des micropolluants organiques les fractionnements isotopiques la sp ciation des l ments traces ou les interactions avec la mati re organique totale Certains de ces volets sont en cours de d veloppement en particulier gr ce des collaborations fructueuses entre les quipes du BRGM et de l Universit d Orl ans D autres aspects li s la r activit des microparticules et aux informations qu elles transmettent sur la dynamique et l origine des eaux dans les syst mes karstiques devraient certainement tre d velopp s comme ils l ont t dans d autres syst mes 23 124 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 R f rences bibliographiques 1 Phillips J D Walls M D 2004 Flow partitioning and unstable divergence in fluviokarst evolution in central Kentucky Nonlinear Processes in Geophysics 11 371 381 2 Fontenu abb de 1736 R flexions historiques sur le Loiret M moires de l Acad mie Royale des Inscriptions et Belles Lettres Tome XII 153 163 3 Beauvais de Pr au D M 1784 Essai sur la topographie d Olivet Couret de Villeneuve Orl ans 93 pp 4 Dufr noy P A 1847 Cavit s et courants souterrains dans la vall e de la Loire Orl ans Bulletin de la Soci t G ologique de France 4 n 2 7
303. ques 3 me partie Constitution et fonctionnement des aquif res karstiques Annales de Sp l ologie 30 1 p 21 124 94 Mangin A 1981 Apports des analyses corr latoire et spectrale crois es dans la connaissance des syst mes hydrologiques Comptes Rendus Acad mie des Sciences Paris D 293 2 p 1011 1014 95 Mangin A 1981 Utilisation des analyses corr latoire et spectrale dans l approche des syst mes hydrologiques Comptes Rendus Acad mie des Sciences Paris D 293 2 p 401 404 96 Mangin A 1984 Pour une meilleure connaissance des syst mes hydrologiques partir des analyses corr latoires et spectrales Journal of Hydrology 67 p 25 43 97 Mangin A 1994 Karst hydrogeology in Groundwater Ecology J Stanford J Gibert and D Danielopol Editors Academic Press p 43 67 98 Maqsoud A 1996 Approche hydrologique et hydrochimique du caract re karstique ventuel d hydrosyst mes souterrains de la craie du Bassin de Paris 1996 Universit des Sciences et technologies de Lille Lille p 324 99 Marsaud B 1997 Structure et fonctionnement de la zone noy e des karsts partir des r sultats exp rimentaux Documents du BRGM Vol 268 Orl ans BRGM 306 p 100 Marsaud B 1997 Une d marche d interpr tation des essais de pompage adapt e aux aquif res karstiques Hydrog ologie 3 p 31 42 101 Martel E A 1921 Nouveau trait des eaux souterraines Paris O Doin 83
304. ques ont d but sur le BAC des Varras en 1985 et plus d une trentaine de pertes ont t d nombr es ce jour Dans ce contexte le captage des Varras tait fr quemment touch par des pisodes de turbidit et une usine de traitement par ultrafiltration sur membranes a t construite afin de continuer l exploitation de la ressource 170 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 HI MATERIELS ET METHODES III 1 Jeu de donn es La turbidit est mesur e au captage depuis 1995 d abord au pas de temps journalier jusqu en 1999 puis au pas de temps horaire partir de 2001 jusqu en 2005 Figure 1 La pluviom trie est suivie au m me pas de temps dans une station situ e sur le bassin versant Les travaux d am nagement ont t r alis s entre 1997 et 2001 de sorte que ces deux chroniques permettent globalement de consid rer les restitutions sans et avec ces am nagements afin d valuer l efficacit de ceux ci sur l occurrence des pisodes turbides au captage Cependant l occurrence de ces pisodes est fortement contrainte par l occurrence et l intensit des pisodes pluvieux Afin de d affranchir de cet impact le rapport entre la turbidit et la pluviom trie a t calcul afin d obtenir un indice de r ponse du syst me Cet indice a t liss par moyenne mobile d ordre 7 correspondant au temps modal maximum observ dans les diff rents tra
305. r ces am nagements l isolement des points d mergence a cr des conditions privil gi es pour le pr l vement et accessoirement l analyse des eaux r surgentes 117 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 b FPLAN des deux fources du ENT TT Loiretet deleursbaflinsk Torea guels Milor Bou gt e E RS linbrock fit encore AR SICILE due 2 depuis des change Ny RS le 0 T a amp a t 4 4 amp S pimp rajata getet amp D tsa COST CES CPE CET LL PEP IUT PLAN Des deux ources du Loiret et de es Baflins tels u ils font a prelent a A lee Ceggraphe ord duRot1739 PRO M RE ji FAN HAE snme TETTE EREE TOHE LEDE EE ev AEE m EEr nas AENEA EEEE a AARRAIH FA TITLET DETESTEI raw FLY bassin aln nette de LA Premiere Source FRET inses dedarge n etot en1734 dargeavecunpettP au dessus Boullon sSonbassin acte conside qu un n fosse que navoi qu une denas apresent rablement elargi deputs 1734 tose de largeur Ge en 1736 comen otle gr Cmald B Gorge de 4 toues de large alextrem D Ces trous parties n etorent en1736 WA Deck du Boul lons gu ilgrossit trop te de da quelle estun Mursous L eau quunvaste bassin d une egale I Gr Canaldontles eaux Sont Presque par dessus Le quelles eaux delasou largeur qu on a retrec au mieu mortaset rien ordn
306. r la courbe de restitution Restitution constat e la source de Courtemaux sur quelques chantillons manuels ne permettant pas de tracer la Courtemaux Sorne OP OTEP Perte diffuse MU Uranine Source de Courtemaux Chuelles 10h35 courbe de restitution Vitesses de circulations souterraines probablement proches de 20 m h Bois Barreaux Mardelle avec 25 04 05 Lee Source de Champ 27 04 05 18h00 soit 2 26 gt 2 mai 12h00 soit 7 E E E 33 m h Merinville sortie de drain 11h45 Pelledieu jours jours zI PEIEE our n en lt y Uranine Non connu Courtemaux nS 12h30 m canique Perte aval du ru St Jacques Perte diffuse RAC Sulforhodamine Non connu 14h30 Chuelles Les Gonguets 24 01 06 Sources F3 des Trois Pa es F3 8 Perte diffuse Amino G acide 15 02 05 6h00 soit 21 7 20 02 06 05h00 soit gt 27 e 14 m h Chuelles 13h00 Fontaines Environ 24jours jours jours Perte amont du ru St Jacques Perte diffuse Se Naphtionate Non connu 13h30 Chuelles La restitution n tait pas totalement termin e lors de l arr t de la surveillance ANNEXE 1 Tableau de synth se Pas de restitution aux Trois Fontaines ni Courtemaux Pas de restitution aux Trois Fontaines ni Courtemaux Pas de restitution aux Trois Fontaines ni Courtemaux 155 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 ps dia h hir in y Hi i i is hs A am a T Las Fays i 7 F
307. r la structure et le fonctionnement des syst mes Kkarstiques notamment gr ce l identification des modalit s d infiltration Les notions de transfert et de transit tant tr s nettement dissoci es dans les syst mes karstiques la g ochimie des eaux apporte donc des renseignements compl mentaires sur la structure et le fonctionnement des syst mes karstiques 1 6 17 16 18 Dans ce cadre la concentration des ions majeurs l exutoire du SKBLM a t mesur e de 1981 1985 au pas de temps journalier Cette chronique qui repr sente un travail d analyse tr s important a t malheureusement peu exploit e L analyse de cette chronique d ions majeurs 14 a t faite gr ce des analyses en composantes principales ACP et des analyses factorielles discriminantes AFD Ce type d analyses est classiquement utilis en hydrog ologie karstique pour traiter de nombreuses donn es concernant la g ochimie des eaux 17 L ACP permet de discriminer deux axes de variances principales Le premier 39 4 de variance oppose la conductivit le Mg le K la silice au d bit bien que ce dernier soit mal repr sent dans le plan F1 F2 Ainsi cet axe traduit l opposition entre les eaux peu min ralis es et les eaux tr s min ralis es c est dire les eaux temps de s jour court infiltration imm diate et les eaux temps de s jour long infiltration lente ce qui rend compte des conditions d couleme
308. r les fonctions de transfert partir de l hydrogramme dans son ensemble permettant de reconstituer celui ci Ce type de mod le permet de reconstituer les d bits de la source du Lez en conditions naturelles afin de compl ter les s ries y compris pour les p riodes de hautes eaux et d effectuer une analyse sur l ensemble de la s rie sur les p riodes avant et apr s la gestion active Le traitement des donn es est effectu l aide du code TEMPO BRGM 14 Le mod le comprend deux sous mod les dont la structure peut tre expliqu e l aide des tapes suivantes 15 1 l entr e du syst me est d fini l aide des pr cipitations qui vont donner lieu des variations de d bits consid rant uniquement les pr cipitations efficaces obtenues en utilisant une fonction seuil Q d finie partir des chroniques de pluies brutes et de la temp rature de lair de telle sorte que Pefficace Pbrute W t si Pbrute gt Q t Pefficace 0 si Pbrute lt Q t Dans le cas d un mod le pluie d bit W t peut s apparenter au d ficit de la r serve utile des sols 11 l entr e est ensuite s par e en deux composantes une composante rapide et une composante lente l aide de fonctions de transfert traduisant la dynamique des coulements au sein de l aquif re 11 la r ponse impulsionnelle de chaque composante est d termin e l aide d un processus it ratif La sortie du premier sous mod le
309. raire les sources situ es plus en aval sur le cours du Loiret Rigouillarde St Avit La Pie pr sentent des teneurs l g rement diff rentes qui t moignent d un m lange plus important entre les eaux de Loire et un ou plusieurs autres p les 16 14 XXE o NET Pal Apaes b CG PR 7 gt 12 De E Bouillon Ab me Gouffre D 1 5 z O O Kez 8 6 9 4 01 19 4 01 29 4 01 9 5 01 19 5 01 Figure 2 Variation des teneurs en chlorure de la Loire et des sources du val d Orl ans lors d une crue de la Loire Bouillon Ab me et Gouffre pr sentent des concentrations identiques et plus proches de celles de la Loire que le second groupe Rigouillarde St Avit la Pie 119 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 HI RELATIONS LOIRE SOURCES DU LOIRET D s 1736 2 l hypoth se d une relation troite entre la Loire et les sources du Loiret avait t formul e et m me ensuite fortement tay e 4 9 Ce n est qu partir du d but du XX si cle que les tra ages artificiels relat s dans plusieurs travaux particuliers ou de synth se sur les sources du Loiret et l hydrog ologie du val d Orl ans 10 11 12 13 14 15 ont permis d tablir puis de pr ciser les liens entre les cours d eau de surface Loire principalement mais galement ruisseau de l Anche et les r surgences sources du Loiret Ces exp rimentations ont permis de d terminer qu en
310. rance 11 p 71 79 25 Batiot C J L Seidel H Jourde O Hebrard and V Ba lly Comte 2007 Seasonal variations of CO2 and 222Rn in a mediterranean sinkhole spring Causse d Aumelas SE France International Journal of Speleology 36 1 p 51 56 26 Benderitter Y 1997 Karst et investigations g ophysiques Hydrog ologie 3 p 19 30 27 Bezes C 1976 Contribution la mod lisation des syst mes aquif res karstiques tablissement du mod le Bemer Son application quatre syst mes karstiques du Midi de la France in Centre d tudes et de recherches hydrog ologiques 1976 Universit des Sciences et Techniques du Languedoc Montpellier p 135 28 Blanc J J 1997 G odynamique et histoire du karst Application au Sud Est de la France Quaternaire 8 2 3 p 91 105 29 Blanc P L 2002 The opening of the Plio Quaternary Gibraltar Strait assessing the size of a cataclysm Geodinamica Acta 15 5 6 p 303 317 30 Bonacci O and T Roje Bonacci 1997 Sea water intrusion in coastal karst springs example of the Blaz spring Croatia Hydrological Sciences Journal des Sciences Hydrologiques 42 1 p 89 100 21 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 31 Bonnet M J Margat and D Thi ry 1976 Essai de repr sentation d un syst me karstique par mod le d terministe application la Fontaine de Vaucluse Annales Scient
311. rapidement en 3 jours t moignant de l importance de la karstification du syst me 17 La Figure 3 pr sente la variation en chlorure des eaux de Loire et du Bouillon lors d une crue suivie en 1993 La diminution des teneurs en CI avec la crue constitue un tra age naturel de l ensemble de la mase d eau du fleuve On a pu constater qu partir d une situation quasi stationnaire avant la crue teneurs gales en Loire et au Bouillon le transfert de la diminution de la teneur en Cl se faisait avec un d calage de 3 jours la r surgence concordant donc avec les tra ages artificiels Ce r sultat nouveau a permis de consid rer le syst me hydrog ologique du val d Orl ans comme un r acteur biog ochimique fonctionnant sur 3 jours dont on pouvait connaitre facilement en p riode de faible impact de l impluvium local les concentrations des compos s entrant Loire et sortant r surgence du Bouillon Il a ainsi t possible de montrer que les processus de d gradation de la mati re organique apport e par les eaux de Loire pouvaient expliquer quantitativement la dissolution du calcaire dans l aquif re 17 18 19 Cependant en p riode de forte contribution des pr cipitations locales par infiltration diffuse ou par perte des ruisseaux drainant les eaux de ruissellement du val la contribution d au moins un troisi me p le chimique ne permet plus d quilibrer facilement les bilans de mati re 120 CFH Colloque Hydrog ologie et kar
312. rapport essentiellement au crit re infiltration Ce sont les pertes qui sont mises en vidence ce niveau l infiltration est rapide elle peut s effectuer en quelques heures voire en quelques jours Ce niveau pourrait tre propos comme Zone de protection imm diate satellite En ce qui concerne les autres zones de protection il appara t de toute vidence qu une zone de protection imm diate doit tre effective au niveau du captage ainsi qu une zone de protection rapproch e autour de celui ci et enfin une zone de protection loign e En effet pour l ensemble des sources concern es la pr sence d un coulement permanent en p riode estivale indique des temps de s jour assez longs au sein de l aquif re de l ordre de l ann e Des pr cipitations dans une zone loign e du bassin d alimentation vont donc mettre un certain temps avant d arriver l exutoire Cette r gulation est bien s r aussi influenc e par les syst mes annexes au drainage qui permettent une alimentation continue du drain karstique principal C est ainsi que les niveaux 0 1 et 2 pourraient tre propos s en zones de protection loign e et les niveaux 3 10 pourraient tre propos s en zone de protection rapproch e V APPORTS DES TRA AGES Les tra ages s av rent indispensables dans l tablissement des tudes hydrog ologiques plusieurs titres pour la d termination des bassins d alimentation o ils perme
313. re 1l Localisation et carte hydrog ologique du syst me karstique de Bange L Eau Morte Seul un ruisseau issu d une d pression de type ruz est creus dans les niveaux marneux et argileux de l Hauterivien Les limites lat rales du syst me sont bien connues car elles ont fait l objet de campagnes de tra ages 4 A l est la limite orientale est constitu e par les formations non karstiques formations de l Albien au sud et formations tertiaires au nord qui recouvrent stratigraphiquement les calcaires de l Urgonien et de l Aptien A l ouest la limite occidentale est constitu e par les affleurements des marnes de l Hauterivien moyen au sud et par les buttes r siduelles de marnes de l Hauterivien inf rieur au nord du Cr t de l Aigle Au sud la limite m ridionale a t plac e au niveau de la cote critique de 647 m surface libre du plan d eau recoup par la Grotte de Bange lorsque le circuit de trop plein de l Eau Morte rentre en fonctionnement Au nord la limite septentrionale a t d termin e par de nombreux 84 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 tra ages Elle se trouve certainement au niveau de la ligne de divergence des pendages de l Urgonien Enfin la limite inf rieure le substratum imperm able est principalement constitu e par les marnes de l Hauterivien moyen qui sont continues sur le Semnoz Une campagne de terrain r c
314. re en effet directement dans le sol Ces les sont v ritablement des cailloux pos s au milieu de l oc an Pacifique De ce fait l existence d une nappe d eau douce appara t comme un petit miracle g ologique Les les Loyaut disposent pourtant toutes d une nappe d eau douce ou saum tre qui flotte sur l eau sal e gr ce sa plus faible densit et la faible miscibilit des deux liquides Vue de profil cette nappe prend la forme d une lentille dite de Ghyben Herzberg d apr s les auteurs qui ont d crit ce mod le F1g 4 181 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Bourrelet P rpherque Cavit s karstiques Surface pl zom trique Lentille d eau douce Figure 4 Repr sentation sch matique de la lentille d eau douce des les Loyaut adapt de 2 Ce mod le est assez simpliste mais permet de bien d crire la morphologie g n rale des nappes d eau douces des les Loyaut s La taille et la salinit de cette lentille d eau d pendent de la taille de l le Ainsi on trouve une nappe d eau douce importante Lifou et Mar tandis que seule une petite nappe d eau contamin e par l eau de mer est pr sente Ouv a et Tiga Les niveaux pi zom triques suivent la m me tendance la nappe d eau douce Lifou et Mar atteint respectivement 3 5 et 2 5 m tres au dessus du niveau de la mer tandis qu elle atteint
315. re pas tre un outil adapt l tude des signaux non stationnaires dont le contenu fr quentiel varie au cours du temps De tels signaux n cessitent la mise en place d une analyse temps chelle qui permet la localisation des p riodicit s dans le temps et indique si la p riode varie d une fa on continue ou si elle dispara t puis r appara t par la suite Pour r pondre cette probl matique l analyse spectrale par transform e en ondelettes a t introduite en hydrologie karstique 16 20 Contrairement la transform e de Fourier celle ci d compose le signal en une somme de fonctions de taille finie localis es dans le temps pour chaque fr quence rep r e dans le signal Elle permet d analyser efficacement les signaux en 171 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 identifiant les fr quences et en les localisant dans le temps tout en prenant en compte la nature particuli re du fonctionnement karstique comme le comportement multi chelle et l instationnarit I 3 Mod lisation par interpolation param trique La m thode d interpolation param trique 21 permet de g n rer un mod le param trique stochastique du signal en utilisant plusieurs sinuso des amorties ou non amorties de mani re ce que les propri t s statistiques du mod le soient les plus proches de celles des donn es La mod lisation s effectue en plusieurs tapes 1 suppressi
316. rects est remarquable Cependant ce bilan apparemment tr s exc dentaire vis vis des besoins actuels ne doit pas faire oublier le tarissement rapide des r surgences lors d tiages de la Loire Une augmentation excessive des pr l vements en tiage dans le Val risque d aggraver la vitesse de tarissement des r surgences et de diminuer le d bit du Loiret avec des cons quences sur l envasement et la dilution des polluants Une gestion rigoureuse de cette ressource visant encadrer les attributions de pr l vement en fonction de la s v rit des tiages sera sans doute n cessaire Aspects qualitatifs Du point de vue qualitatif le syst me karstique est tr s fortement vuln rable dans sa partie libre o l aquif re communique directement avec la nappe alluviale Le poids de la Loire dans son alimentation exige un contr le continu de la qualit des eaux du fleuve et le recours une solution imm diate de secours en cas d accident polluant grave sur le fleuve En outre les activit s et installations de surface existantes sur le Val grandes cultures et cultures maraich res p pini res serres industries agro alimentaires cr ent une pression polluante importante Le pouvoir de filtration et d puration de cet aquif re est tr s faible voire inexistant les pollutions chimiques et microbiologiques peuvent s y propager avec des vitesses tr s rapides En outre les missaires qui drainent la plaine alluviale et d
317. res al delomi s du Faille en Do ei di Jurassique A l Formations magemalnques Sources Gave de Pau C Niveau hydrotherma Figure 1l Les masses d eau du district F Figure 2 Localisation des sources tudi es Adour Garonne extrait d apr s 2 d apr s 3 97 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 II CONTEXTE DE L ETUDE L importance conomique et environnementale des eaux souterraines fait de leur pr servation un facteur de d veloppement durable 1 Les massifs pyr n ens bordant le sud du d partement des Pyr n es Atlantiques constituent une r serve en eau qui dans le contexte climatique actuel et une chelle de temps raisonnable peut tre consid r e comme importante et renouvelable Parmi ces ressources celles des cha nons b arnais dont certaines sont karstiques sont d j l objet de pr l vements par le biais d une quinzaine de captages et de sources et constituent un potentiel en eau potable compl mentaire ou de substitution remarquable Les cha nons b arnais au nombre de trois font partie des cha nons calcaires de la zone nord pyr n enne limit e au nord par le front nord pyr n en et au sud par la faille nord pyr n enne Ces cha nons constituent en venant du nord les premiers reliefs pliss s essentiellement constitu s de mat riel jurassique et cr tac inf rieur Les terrains aquif res sont donc essentiellem
318. riorit la complexit des phases min ralogiques qui composent les mat riaux ne nous permet pas d avancer sur des aspects plus quantitatifs Malgr cela le ph nom ne d adsorption a t mis en vidence en fonction du type de traceur ainsi que du type de s diment On constate cependant que l adsorption est la plus importante sur les s diments dominante carbonat e dolomite calcite du Causse de Sauveterre que sur ceux de Bange L Eau Morte qui sont plus riches en min raux silicat s notamment des argiles Ce fait n cessite une r flexion plus approfondie sur un ventuel comportement sp cifique du traceur en fonction de la diversit des milieux naturels dans lesquels il est utilis Il peut y avoir sans doute d autres variables en fonction desquelles l adsorption varie 9 10 qui n a pas t l objet de mesures dans le cadre de ce travail 216 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Plusieurs autres questions restent cependant pos es quoi le ph nom ne d adsorption est il d Quelle est la contribution des diverses phases min ralogiques constituant les s diments au processus d adsorption Il reste surtout avancer sur la quantification du ph nom ne afin de mieux situer la r ponse face la question pos e au d part quel est le r le de l adsorption dans la r duction de la masse de traceur en transit Quoiqu il en soit on peut e
319. rnal of Hydrology 339 p 79 92 61 Fleury P M Bakalowicez G de Marsily and J M Cortes 2007 Functioning of a coastal Karstic system with a submarine outlet in southern Spain Hydrogeology Journal DOI 10 1007 s10040 007 0215 8 62 Fleury P V Plagnes and M Bakalowicz 2007 Modelling of the functioning of karst aquifers and flow rate simulation Fontaine de Vaucluse Journal of Hydrology 345 p 38 49 63 Forkasiewicz J and H Paloc 1967 Le r gime de tarissement de la Foux de la Vis Etude pr liminaire Chronique d hydrog ologie 10 p 60 73 64 Fournier M N Massei M Bakalowiez and J P Dupont 2007 Use of univariate clustering to identify transport modalities in karst aquifers Comptes Rendus Geosciences 339 9 p 622 631 65 Fournier M N Massei L Dussart Baptista M Bakalowicz J Rodet and J P Dupont 2006 Characterization of karst aquifer vulnerability by means of univariate clustering on electrical conductivity turbidity and discharge datasets Proc amp th Conference on Limestone Hydrogeology Neuch tel Switzerland Presses universitaires de Franche Comt Besan on France p 117 120 66 Garry B C Emblanch A Cras D Boyer M Auguste A Cavaillou and M Daniel 2006 Utilisation du 13CCMTD dans la discrimination des coulements de la Zone Non Satur e des syst mes karstiques Cas du syst me de Vaucluse Proc 8th Conference on Limestone Hydrogeology Neuch tel Swit
320. rocessus de d gradation ou la formation de r sidus li s 16 17 Ces auteurs ont d ailleurs montr que le d lai entre l application et le premier pisode pluvieux significatif avait une incidence sur la qualit d IPU lessiv e Supposant que sur la dur e du suivi les usages relatifs l IPU ont peu chang la localisation des parcelles trait es sur le bassin pourraient aussi avoir une incidence et expliquer la variabilit des concentrations observ es d une ann e l autre En effet Johnson et al 18 ont montr que dans des secteurs o la zone non satur e crayeuse est peu paisse 5 m des infiltrations rapides de solut s peuvent tre observ es m me si il n y a qu une faible variation du potentiel de pression dans la craie en relation avec la teneur en eau Haria et al 19 ont aussi montr que des flux rapides et matriciels existent sous les vall es s ches alors que seuls des coulements matriciels sont observ s dans les interfluves Enfin le contexte 144 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 hydrodynamique global avec des alternances d ann es s ches et humides doit tre pris en compte car 1l joue sur le fonctionnement des fissures 20 Les 2 principaux m tabolites de PIPU le MDIPU et le DDIPU ont t analys s entre d cembre 1994 et mai 1995 et entre avril 1998 et mai 2006 Le DDIPU n a jamais t d tect alors que le MDIPU
321. roximation de la sensibilit la pluie du captage des Varras s il n y avait pas eu les am nagements L impact de ces am nagements est plus important partir de 2003 lorsque tous les ceux c1 ont t termin s figure 5 On pourrait y voir aussi l effet de l ajout de la tendance mais cet aspect est galement perceptible sur le signal non amorti sans la tendance figure 4 175 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Bu signal brut non att nu C signal brut tendance lin aire signal non att nu y 0 0288x 1015 3 ILE il LAN 9 1 01 5 11 01 1 9 02 28 6 03 23 4 04 17 2 05 Figure 5 Comparaison entre l indice de r ponse du syst me observ e et mod lis e V CONCLUSION L occurrence des ph nom nes turbides un captage est fortement d pendant de la r partition temporelle des pluies Le calcul du ratio entre turbidit et pluviom trie comme indice de la sensibilit de la r ponse du captage la pluie permettrait de s affranchir de l impact des variations interannuelles de la pluviom trie et ainsi d valuer les seuls impacts des am nagements de b toires La d composition du signal et sa reconstruction partir des hautes et basses fr quences par transform e en ondelettes ont permis de constater une diminution de moiti de la sensibilit due aux infiltrations concentr es au niveau des b toires La mod lisation du signal par inter
322. rs des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Les ressources en eau souterraines dans les cha nons b arnais Pyr n es atlantiques Jo lle Riss gt Fabrice Rey Fr d ric Huneau Fr d ric Pr tou D Universit Bordeaux 1 Av des Facult s 33405 Talence j riss ghymac u bordeaux1 fr CETRA 12 rue de l artisanat 64110 Laroin scp cetra wanadoo fr R sum La nature et le fonctionnement de quatre aquif res des cha nons b arnais Pyr n es Atlantiques aux caract ristiques bien individualis es sont d crits ainsi que leur vuln rabilit en relation avec le contexte climatique r gional I INTRODUCTION L acc s l eau la gestion et la pr servation de cette ressource constituent un immense d fi pour aujourd hui et pour l avenir En France les deux tiers des pr l vements en eau potable ont pour origine les eaux souterraines 1 Dans la continuit de la loi sur l eau et en r f rence aux directives cadres FD 2000 60 europ ennes WCE et NDC 2006 118 EC huit districts hydrographiques ont t d finis au sein desquels des masses d eau souterraine ont t d limit es 2 Le district F Adour Dordogne Garonne Charente et les cours d eau c tiers charentais et aquitains est l un d eux parmi lequel cent cinq masses d eau souterraine ont t identifi es L une d elle correspond en extension superficielle la majeure partie du d partement des
323. rstifications profondes sont r v l es de plus en plus fr quemment en relation soit avec des zones de subsidence soit avec des r gions soumises des variations eustatiques marqu es dont la crise messinienne de salinit en M diterran e soit avec des circulations thermales enrichies en CO ou en d autres gaz d origine profonde soit enfin dans des bassins s dimentaires o les formations carbonat es constituent des aquif res captifs L tude de ces ph nom nes b n ficie des outils g ochimiques vari s dont la panoplie compl te des isotopes pour mieux comprendre les m canismes en jeu et la distribution des ph nom nes karstiques Elle devrait en outre aider int grer la place du karst dans le cycle global du carbone et son r le ventuel dans le stockage du CO Enfin ce sont certainement les aquif res karstiques littoraux qui vont le plus retenir l attention car du fait de l accroissement de la demande en eau le long des c tes leurs ressources sont ou vont tre tr s sollicit es alors qu elles sont souvent menac es par les 19 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 intrusions marines pour le moment incontr lables et par les pollutions provoqu es par l intense activit conomique De plus les usines de dessalement se tournent maintenant de plus en plus vers le pr l vement d eaux souterraines saum tres ou sal es 130 et donc vers le karst
324. rstique s est form dans le plateau calcaire sous l effet de l infiltration des eaux m t oritiques et de l eau de mer par les nombreuses fractures qui parcourent les massifs calcaires Cette fracturation a t accentu e par les d formations provoqu es par le parcours des les sur le bombement de la lithosph re Les formations karstiques se sont d velopp es dans le calcaire rhodolithes qui est beaucoup plus sensible l rosion que le calcaire corallien Le sous sol de toutes les les Loyaut comporte ainsi de nombreux vides cavit s trous d effondrements fractures largies qui peuvent atteindre des tailles impressionnantes jusqu une centaine de m tres de diam tre Mar et Lifou Fig 5b Ces formations karstiques atteignent parfois la surface exokarst dans les zones ou la couche de calcaire corallien est peu paisse et s est effondr e De ce fait les formations exokarstiques sont essentiellement pr sentes en p riph rie des les au pied du bourrelet p riph rique IL 2 2 Une lentille d eau douce L une des caract ristiques principales des quatre principales les Loyaut Lifou Mar Ouv a et Tiga est leur absence de r seau hydrographique superficiel on n y trouve en effet aucun cours d eau Du fait de la grande porosit du socle calcaire de l importance de la fracturation et du r seau karstique la totalit des importantes pr cipitations 1600 mm an en moyenne s infilt
325. rtenaires des les Loyaut et de Nouvelle Cal donie IRD Province des les Loyaut Mairie de Lifou autorit s coutumi res ALCATEL Space Industrie et UNC avec l objectif de rassembler les connaissances relatives la ressource en eau de cette le Il en est ressorti que le volume de la nappe d eau douce de Lifou tait nettement suffisant pour subvenir aux habitants et aux activit s de l le condition de pomper l eau de mani re r partie et mod r e 7 Ces conclusions sont galement valables pour Mar En ce qui concerne Ouv a et Tiga si la nappe d eau est insuffisante ou inutilisable en l tat elle demeure tout de m me vuln rable une pollution humaine Ce programme a aussi mis en avant notre manque de connaissances concernant les risques de pollution aux les Loyaut les zones les plus sensibles et la conciliation du d veloppement social et conomique agriculture tourisme levage urbanisation de ces les avec une gestion quilibr e des ressources en eau C est avec l objectif de r pondre ces probl matiques que le programme SAGE les Loyaut Syst me d Aide la Gestion de l Environnement Gestion Durable de la Ressource en Eau a t entrepris partenariat pluridisciplinaire g osciences g omatique g ographie droit communication entre l IRD les Universit s de Nouvelle Cal donmie et d Orl ans et la Province des Iles Loyaut Les objectifs taient d am liorer la
326. rtes vers l amont la ligne d eau de la Loire est 4 6 m plus haute et le fleuve reste toute l ann e en charge sur le syst me aquif re Le niveau pi zom trique de l aquif re calcaire et celui de la nappe alluviale sont proches selon Desprez l aquif re calcaire semble g n ralement un peu en charge vis vis de la nappe alluviale selon Lepiller 9 des mesures l aval d Orl ans montrent une cote pi zom trique de la nappe alluviale gale ou un peu sup rieure celle de l aquif re calcaire On sait que dans les aquif res discontinus les mesures pi zom triques sont d licates interpr ter car 1l existe de brusques carts de niveau dans l espace et dans le temps avec de possibles inversions de sens de courant Figure 4 Cotes de la Loire Orl ans et la source du Bouillon lors du cycle hydrologique 1979 80 HI MANIFESTATIONS PHYSICO CHIMIQUES ET MICROBIOLOGIQUES Les ph nom nes physico chimiques principaux existant lors du transit des eaux de la Loire jusqu la source du Bouillon dans le syst me karstique sont d apr s Ch ry 4 forte diminution de l amplitude thermique maximale 16 pour la source du Bouillon contre 24 pour la Loire majoration sensible de l alcalinit et de la teneur en calcium faible augmentation de l azote sous forme de nitrate gain de 1 2 mg l N et surtout chute de l oxyg ne dissous 3 4 mg l en moyenne contre 11 mg
327. ry depuis de nombreuses ann es Elle constitue la seule ressource en eau du Syndicat F k i L y 4 TH LALI ia H i Hii ke rque 9 _ amp HELGIUX Ee ti English sh Chonn F C E r g ON tens Che Peur t Dur ELUX EMD pa Le Havre ag Our ni N j f ent y TN a f J oy an Li Ni WA i OR Pa ki ch e im Pai J Te p EAA Ii ur A ia d Je P h ii DRE A TO y ri N j d a Res Ci COL JRTE NAY Bourgeis AC N gura A A artres nn Vol Di TE Man s 17 VE MONTARGIS Errar A ii 7 Limites du syst me des Trois Fontaines arton i fol Dons fuon i 20 km 500 K Figure l Localisation du syst me hydrog ologique karstique des Trois Fontaines En raison de la relative proximit du site avec l Universit d Orl ans de son int r t scientifique et de l importance de mieux conna tre cette ressource tr s vuln rable de nombreuses tudes ont t men es par Michel LEPILLER et le Laboratoire d Hydrog ologie de l Universit d Orl ans d s la fin des ann es 80 avec en particulier deux travaux de th ses Celle d ric LASNE 1989 1992 avait pour sujet principal la structure et l volution de l aquif re crayeux 1 La th se de Nicole BARAN 1993 1996 avait pour sujet l tude du transit de l isoproturon et de l atrazine dans le syst me hydrog ologique des Trois Fontaines 2 Plusieurs tra ages ont t r alis s durant ces deux th ses
328. s Le d bit des sources des Trois Fontaines ont t enregistr s de mani re continue entre Janvier 1989 et d cembre 1999 novembre 2000 d cembre 2003 juillet 2004 mai 2006 figure 2 La mesure de la hauteur d eau est convertie en d bit l aide d une courbe de calibration r guli rement valid e et consolid e par des jaugeages au micro moulinet Les mesures de d bit sont fiables jusqu la valeur de 198 L s Au del de cette valeur la mesure est biais e par la Cl ry situ e 100 m en aval qui lorsqu elle est en crue bloque les coulements Alors qu au d but du suivi les sources n taient utilis es que quelques heures par jour pour l alimentation en eau potable l installation en mars 2005 d une nouvelle usine n cessitant la mise en eau continue des lits bact riens a contribu une augmentation des d bits pompes et surtout g n rer des pr l vements continus Les d bits consid r s sont corrig s des volumes pompes Trois campagnes pi zom triques forte densit de mesures 2 3 mesures par kilom tres carr s ont t men es en f vrier 1988 septembre 1990 et mars avril 2003 Les mesures manuelles effectu es hebdomadairement depuis janvier 1990 au forage de la Bissaugerie localis dans la partie amont du bassin permettent de juger des fluctuations de la pi zom trie et en relation avec les variations climatiques tout au long du suivi II 4 Contexte agro p dologique Environ 10
329. s BRGM 5 De La Queriere P 1997 Reconnaissance du sous sol du bassin d cr tement du Val Postel b toire 14 ANTEA 6 Gombert P et Ternon M 2000 Expertise contradictoire environnementale juridique et financi re sur les rejets vers l environnement du captage des Varras Gaudriot 7 Gombert P 2001 Exp rience de tra age de la b toire n 3 avec suivi au captage des varras Gaudriot 8 G ocarta 2003 Rapport sur la prospection g ophysique de la b toire n 14 9 Sogeo expert 2003 Reconnaissance g ologique b toire n 14 10 Gombert P 2004 R alisation d une op ration de tra age sur la b toire n 10 rapport final Gaudriot 11 Rodet J 1991 Les karsts de la craie tude comparative Th se d Etat Universit Paris IV 12 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des aquif res karstiques Th se d Etat Universit de Dijon 13 Mangin A 198la Apports des analyses corr latoire et spectrale crois es dans la connaissance des syst mes hydrologiques Comptes Rendus de l Academie des Sciences Series ITA Earth and Planetary Science 293 1011 1014 14 Mangin A 1981b Utilisation des analyses corr latoire et spectrale dans l approche des syst mes hydrologiques Comptes Rendus de l Academie des Sciences Series ITA Earth and Planetary Science 293 401 404 15 Mangin A 1984 Pour une meilleure connaissance des syst mes hydro
330. s lois sur l eau de 1964 1992 Plan National en Sant Environnement le constat est que pour les captages en milieu karstique le retard est nettement plus important que pour les aquif res en milieu poreux ou fissur Pour infl chir la tendance les deux Agences de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse et Adour Garonne particuli rement concern es se sont engag es ensemble dans une d marche en deux tapes visant la protection des ressources en eau karstiques en portant chacune une phase du projet II PROCEDURES DE PROTECTION DES CAPTAGES D ALIMENTATION EN EAU POTABLE EN MILIEU KARSTIQUE EN FRANCE BILAN ET PRECONISATIONS Cette premi re phase port e par l Agence de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse a t r alis e en 2004 2005 par le bureau d tudes GINGER Environnement sous le contr le d un comit de pilotage associant Agences de l Eau les 2 porteurs du projet l Agence de l Eau Seine Normandie services de l Etat collectivit s universit s BRGM 3 Elle fait le point sur la situation existante tat des lieux analyse des diverses causes du retard ou au contraire des strat gies gagnantes et fait des propositions pour am liorer la situation 3 4 IL 1 Le bilan Les proc dures de protection comprennent 3 tapes tape amont concernant l organisation et les strat gies d partementales tape de proc dure aboutissant aux p rim tres de protection r
331. s pour aboutir aux zones d exhaure reconnues La mod lisation a ainsi permis de repr senter de mani re significative et spectaculaire l influence de tels r seaux karstiques sur la pi zom trie locale Les coulements d eau apparaissent tre captur s par les drains karstiques et atteignent pr f rentiellement la mer au niveau des zones d exhaure localis es Fig 7 Cette mod lisation a enfin eu une application concr te en montrant que l ensemble du drain karstique suppos au sud de la baie pourrait tre expos une pollution provenant d un centre d enfouissement technique install proximit de formations exokarstiques Fig 6 et 7 IV CONCLUSION APPORTS LA COMPR HENSION DE CES AQUIF RES Sur le plan scientifique les recherches en hydrog ologie entreprises dans le cadre du programme SAGE ont permis de faire voluer de mani re sigmificative notre repr sentation des aquif res des les Loyaut pour aboutir une mod lisation dynamique de la circulation de l eau Auparavant vus comme des milieux avec une porosit interstitielle primaire o la porosit et la perm abilit varient de mani re homog ne et continue ces aquif res sont d sormais consid r s comme des milieux porosit interstitielle primaire laquelle se juxtapose une porosit secondaire r sultat de la karstification o la porosit et la perm abilit pr sentent des variations spatiales tr s fortes et brutales La simul
332. s Bauges est situ entre celui des Bornes Aravis au nord et la Chartreuse au sud fig 1 Ce territoire de moyenne montagne culminant au Mt Arcalod 2217 m d altitude est un Parc Naturel R gional depuis 1996 regroupant une cinquantaine de communes des d partements de la Savoie et de la Haute Savoie Agriculture pastoralisme exploitation foresti re et tourisme t hiver en sont les principales activit s auxquelles s ajoute une mont e en puissance de la fonction r sidentielle p riurbaine g n r e par les villes et agglom rations qui l encadrent notamment Annecy Chamb ry Aix les Bains Albertville Faverges Le c ur des Bauges est drain par le Ch ran qui prend sa source dans le vallon de Bellevaux au pied du P cloz et se dirige vers le nord ouest pour rejoindre le Fier Les bordures du massif sont drain es par une multitude de petits cours d eau tributaires des lacs d Annecy et du Bourget ainsi que de l Is re 71 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Les surfaces karstifi es couvrent avec 217 km un quart de la surface totale des Bauges Les karsts affleurants sont de type montagnard et renferment les plus longues et les plus profondes cavit s de la Savoie Ces derni res donnent acc s des collecteurs souterrains alimentant d importantes sources situ es pour la plupart dans ou sous la zone de battement de la water table Ces eaux Kkarstiques constituent
333. s Don ji a El Ion L gende Rasia d alin niaiton R seau routier Bassins d alimenteion trdeog ologiques IN ATS Bassins pwee apports souterrains profonds Routes naconahes ad Bassins d alimentation des sources du platena dx Routes d parementules 7 Aane ranvinhrematns that VE T ens d rnulenent principal des enuk TA 4 me E pouterraimes T n ETE T Loan D lmration du p re d tude ne Surfate du bassin en km Is Camenenes ete ananas nu Rs a Limites des comenuner du Pare Cavit s et F RCAUX leCONEUE ps el Ps em Es Commune Cuvit turli es Limites du Pare mature r monal Autre cavit des Grandi Causses JNE h Are seatre eplir R seau hydrographique Fari Rivi re Tra ages et r seaix ANS Tra age s ais durant l rude LP ad Stations M 5 z nou Autres tra ages r alls s ant rieurement BE Stecon hpdrom trique Pirn d inecoon Sources ct puits Point de resntanon fources du iuris sup rieur Point dim chon d avant pas donn de restilitien aux sour es tudi es t pendant ki dur e du pr l vement Sourocs du Has Sources sur le crusse Temps de s jour rninurrnl fes 1 Autres sources Nate die Vitesse tnov nne en m h Svurces capt es pour l Alimentaun Longueur apparente en my en Eau Potable Puita Pui mi an jal imi Er BS a Mii 167 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Parc naturel r micmal des Gr
334. s cha nons et au confluent des deux gaves les traversant les gaves d Aspe et d Ossau La s rie chronologique dont nous disposons commence au mois de f vrier 1964 et se termine au mois de d cembre 2007 on pr sente ci dessous une analyse des chroniques annuelles et mensuelles Les pr cipitations annuelles fluctuent Figure 5 sans toutefois montrer de tendance significative les plus faibles d entre elles datent de plus d une vingtaine d ann e Figure 6 Les pr cipitations mensuelles Figure 7 sont elles aussi tr s variables avec des coefficients de variation tous sup rieurs 40 Cette forte variabilit est principalement due des valeurs maximales extr mes qui l exception de celles du mois d ao t 2007 sont toutes ant rieures la d cennie coul e ceci est particuli rement net pour les mois de janvier 350 mm en 1986 mai 318 mm en 1980 octobre 317 mm en 1992 et dans une moindre mesure pour les mois de juin et d cembre L analyse d taill e mois par mois ne montre de tendance significative ni l augmentation ni la diminution que ce soit au cours de la totalit de la p riode 1964 2007 ou au cours des seules dix derni res ann es Les distributions des pr cipitations cumul es se r partissent l int rieur d un fuseau dessin par les mois de juillet mois les plus secs et d avril mois les plus pluvieux l instar de celle du mois de mars report e sur la Figure 8 Le f
335. s des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Fonctionnement hydrologique et g ochimique du syst me karstique de Bange L Eau Morte Thibault Mathevet Nevila Jozja O EDF DTG 21 avenue de l Europe BP 41 38040 Grenoble cedex 9 thibault mathevet edf fr Environnement Tra age et D tection Polytech Orl ans 8 rue L onard de Vinci 45072 Orl ans cedex 2 nevila jozja univ orleans fr L INTRODUCTION Michel Lepiller a d couvert les Bauges en 1967 4 et y a consacr sa th se d s le d but des ann es 1970 Parmi l ensemble des syst mes Kkarstiques auxquels Michel Lepiller s est int ress le syst me karstique de Bange L Eau Morte SKBLM a t l objet d tudes longues et intensives 2 4 5 6 7 8 9 14 151 Dans le cadre des travaux de recherche de Michel Lepiller et du laboratoire d Hydrog ologie de l Universit d Orl ans de nombreuses g n rations d tudiants sont pass es par les bauges et ce syst me a t l objet d tudes climatiques hydrologiques g ologiques et g ochimiques auxquelles on peut rajouter de nombreux tra ages Par ailleurs partir du d but des ann es 1980 Michel Lepiller a mis en place une station d acquisition l exutoire du SKBLM qui lui a permis de suivre en continue le d bit la temp rature de l eau et la conductivit lectrique de l eau Au prix d un effort constant et de visites r guli res partir d Orl ans l
336. s enregistr s du 19 octobre 2001 au 9 avril 2002 Les quelques traitements pr sent s ici donneront un exemple d emploi des m thodes pr conis es 48 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 d bits en m s ly 0 1981 1983 1986 1989 1991 1994 1997 Fig 1 D bits moyens journaliers de Bange l Eau Morte e Analyse de la complexit du syst me et des effets d chelle Au pr alable il est indispensable d avoir une information pr cise sur le degr de complexit du syst me tudi sur les effets d chelle et d en d limiter les intervalles et sur la validit des donn es mis notre disposition Pour r pondre ces questions l analyse multifractale est l outil appropri en utilisant le formalisme de Frisch et Parisi 33 Avant de proc der cette analyse il convient de v rifier que les donn es fournies traduisent bien le fonctionnement de ce syst me et que l on ma trise la totalit des d bits Pour cela on proc de l analyse des d bits class s au pas de temps journalier 1 qui montre dans l exemple trait l absence de rupture dans la r partition des d bits fig 1 indiquant un syst me unique sans apports suppl mentaires ou fuites au cours de son fonctionnement La r partition des crues toujours au pas de temps journaliers n est pas homog ne elle est al atoire et suit une loi fractale comme le montre le spectre de densit d
337. s et Mini res Notice explicative par P Maurizot et al 2003 3 Maurizot P Lafoy Y 2004 Carte g ologique de la Nouvelle Cal donie 1 50 000 feuille Lifou les Loyaut Noum a Service des Mines et de l Energie Bureau de Recherches G ologiques et Mini res Notice explicative par P Maurizot et al 2004 4 Carri re D 1987 S dimentation diagen se et cadre g odynamique de l atoll soulev de Mar Nouvelle Cal donie th se de Docteur s sciences Universit de Paris Sud centre d Orsay 5 Koch P 1958 Hydrog ologie des les Loyaut s Bulletin g ologique de la Nouvelle Cal donie France 1 135 188 6 A2EP 1993 Mod lisation de la ressource en eau Rapport I Chapitre 2 Elaboration d un sch ma d exploitation et de protection de la ressource en eau sur Mar et Lifou Rapport NOUMEA NCH 93 03 02 mars 1993 A2EP Province des les 65pp 7 Allenbach M Taladoire G Lille D 2000 The ADAGE concept Freshwater resources in Loyalty islands New Caledonia In Abst 31st International Geological Congress Rio de Janeiro Br sil Ao t 2000 8 Dupin L 2002 Cartographie g ologique et g omorphologique pour le suivi des nappes d eau douce Lifou et Mar rapport de stage m m DESS G omatique Universit d Orl ans 51 pp 9 Hoez A 2003 Etude hydrog ologique des les Loyaut rapport de stage m m technicien ESEM Universit d Orl ans 68pp 1
338. s et n gatives de leurs individus sur laxe Fz faiblement n gativement corr l la variable SO teneurs moyennes respectives 20 7 et 14 4 mg l et positivement corr l la variable calcium 22 2 et 15 3 mg l en moyenne Les sources de la Fontaine d Orbe et des Mourt s se superposent pour partie dans le plan FF mais se distinguent l une de l autre par des temp ratures plus lev es pour la premi re et des teneurs en nitrates plus importantes pour la seconde composantes respectivement positives ou n gative sur laxe F3 La source de la Fontaine d Orbe est situ e 376 m d altitude celle des Mourt s 675 m on notera alors que la hi rarchie tablie par laxe F3 pour les temp ratures est coh rente avec le gradient de temp rature en fonction de l altitude tabli par Rey 3 les deux autres sources 480 m pour Gourgouch et 582 m pour Ourtau montrent de fa on coh rente des composantes interm diaires sur l axe F3 Le Tableau 2 des saturations des variables et des variances absorb es montre que si les trois premiers axes factoriels permettent de bien distinguer les quatre sources certains de leurs caract res ne sont pas encore identifi s En effet les variables SO et K s expriment de fa on tr s nette sur le plan F4F qui absorbe 15 4 de la variance totale les teneurs en sulfates des eaux des sources d Orbe Mourt s Gourgouch et Ourtau 12 1 13 2 14 4 et 20 7 mg l sont une caract ristique im
339. s grands services One tracer test better than thousand boreholes avait coutume de dire l un des grands sp cialistes am ricains d hydrologie karstique J Quinlan qui avait ainsi d limit les bassins d alimentation des principales sources karstiques du r seau de Mammoth Cave pour d finir les conditions de protection des ressources en eau souterraine 131 Michel Lepiller a suivi la m me voie en devenant le sp cialiste fran ais du tra age artificiel 88 qui a suscit des vocations Les mesures indispensables de protection des ressources en eau karstique 119 int grent d sormais les donn es des tra ages pour valuer la vuln rabilit des aquif res Cependant l interpr tation des courbes de restitution reste encore tributaire de mod les conceptuels qui ne font pas l unanimit 90 107 56 48 104 Les pompages dans le karst restent encore un domaine assez mal explor m me si un certain nombre de principes sert de base aux essais 100 99 Diff rentes approches sont propos es 69 134 41 71 72 sur un plan pratique il est clair qu il faut privil gier les essais de longue dur e de plusieurs semaines ou mois chaque fois que cela est possible afin de se placer dans des conditions aussi proches que possible de l exploitation JII EN GUISE DE CONCLUSION LES PROGRES A VENIR Toutes ces voies ouvertes au cours des derni res d cennies proposent des perspectives int ressantes Pour ce qui est des conn
340. s la fourchette 37 155 m s D apr s Desprez les pertes cumul es entre Ch teauneuf et Combleux pourraient tre de 20 25 m s en basses eaux et atteindre 75 m s en crues Ces valeurs sont estim es par d faut car de petits affluents existent rive droite Oussance Bionne entre ces deux sites et avec une marge d erreur tr s forte car l incertitude sur chacun des terme s ajoute Soulignons la tr s forte valeur du rapport d bit de transit annuel volume de stockage du syst me Sachant que la capacit d emmagasinement dans le r seau karstique des calcaires sous jacents aux alluvions est tr s limit e ce volume correspond essentiellement au d noyage de la nappe phr atique contenue dans les alluvions soit 20 40 millions de m par an d apr s l valuation indiqu e ci dessus Cela signifie en termes hydrog ologiques un temps de s jour moyen de l eau relativement tr s court dans le syst me de l ordre de 1 2 mois et un temps plus court encore dans les drains 109 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IL REGIME HYDRODYNAMIQUE Deux approches ont t tent es la premi re par mod lisation math matique partir d un mod le d coulement d terministe en r gime d coulement permanent correspondant un d bit d tiage 45 m s La surface du Val ainsi mod lis e repr sente 140 km du Val le syst me est consid r c
341. s long entre 40 et 70 jours pour la p riode ant 1982 Pour la p riode actuelle 1l est sensiblement plus court avec des valeurs comprises entre 35 et 55 jours 17 p I ON pk SOJN DIN Z A FR FE Depuis d cembre 1982 la source du Lez est soumise une gestion active le r gime d coulement de la source est ainsi influence le d bit moyen de pompage est de 1 1 m s ce qui correspond un volume de 33 10 m par ann e Les diff rentes analyses effectu es sur 34 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 les chroniques de d bits montrent un changement du comportement hydrodynamique du syst me avant et apr s 1982 Le coefficient de tarissement calcul sur la s rie simul de d bits pour la p riode 1974 2005 est de 0 026 0 011 j traduisant une am lioration du drainage de la zone satur e de l aquif re Ces r sultats sont ainsi en coh rence avec les r sultats des analyses corr latoires et spectrales effet m moire plus court et les analyses des d bits class s Cette am lioration des coulements peut tre li e un d bourrage des conduits karstiques et ou une r activation de conduits par le pompage Cependant la capacit de stockage au sein de l aquif re ne semble pas tre modifi e par la gestion active Le syst me karstique du Lez est semble t il plus transmissive depuis son exploitation par gestion active II 2 Le syst
342. s non lin arit s II CONCEPTS ET METHODES UTILISES Les constatations pr c dentes pourraient laisser supposer que ce type d aquif re chappe toute possibilit de compr hension et de ce fait malgr son norme potentiel ne saurait tre utilis et exploit correctement C est ce qui c est pass pendant tr s longtemps donnant aux aquif res karstiques une r putation de ressources certes int ressantes mais tr s difficiles solliciter et prot ger Depuis quelques ann es de nouveaux concepts ont t propos s 47 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 autorisant une vision nettement plus optimiste et fournissant des moyens pour aborder cette complexit Le principe de base introduit dans le d but des ann es 70 est l analyse syst mique Le comportement global de l aquif re n est plus consid r comme r sultant de la somme de comportements spatialement individualis s ce que suppose et impose l approche diff rentielle mais comme la somme des interactions qui la plupart du temps sont inconnues De ce concept est n la notion de syst me karstique parfaitement d fini l poque 1 Le karst est ainsi con u comme un ensemble si ge d un processus dynamique les coulements dont l tude et la compr hension doit conduire l identification de ses propri t s en permettre une description et in fine en faciliter son exploitation
343. s par l hydrog ologue agr Recensement des puits et forages Le recensement sur le terrain a t effectu par ANTEA et GEOHYD De cet inventaire 1l ressort que 15 ouvrages devront tre combl s Un protocole de comblement a t d fini pour chaque captage Figure 4 Exemple de protocole de comblement Extrait du rapport Geohyd R GHD H06 24 Le co t de comblement est estim pr s de 53 000 HT Les travaux seront termin s en 2009 131 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 La t te de puits de 56 ouvrages exploit s devra tre mise en conformit Le co t des travaux est estim pr s de 73 000 Les travaux devraient tre termin s fin 2008 Mise en conformit des stockages solides et liquides Deux sites de stockages d hydrocarbures enterr s ont t pass s en stockage a rien avec r tention Dans un d lai de 3ans il est pr vu de mettre en conformit 15 cuves de stockages d engrais liquides et 26 aires de stockage d engrais solides pour un montant estim 28 000 H T Recensement des d pressions et gouffres Le recensement des d pressions et des gouffres a t r alis en 2005 partir d archives et actualis en 2007 sur des manifestations visibles en surface ou anciennement connues Les effondrements anciens et rebouch s ont t r pertori s Une quarantaine de manifestations a t cartographi e sur la z
344. s que de la partie du syst me karstique dont les coulements ont t concern s par le transit du traceur inject En aucune mani re ils peuvent tre extrapol s l ensemble des coulements parcourant le syst me karstique Interpr tation des tra ages les donn es d un tra age ne permettent pas uniquement d obtenir une information sur l existence ou non d une relation entre deux points mais permettent galement en cas de restitution av r e d acqu rir des informations sur la structure du syst me tra age et les modalit s de transit du traceur susceptible de simuler un polluant en son sein L interpr tation des tra ages repose sur l tude des modalit s de transfert de la masse de traceur ingect e laquelle est appr hend e au moyen de l analyse de la courbe des flux massiques observ e l exutoire appel e aussi courbe de distribution des temps de s jour lorsque celle ci est norm e par rapport la masse de traceur restitu e 10 11 12 Le syst me tra age est alors assimil un syst me scalaire dont la fonction d entr e est la courbe de flux massique du traceur inject et la fonction de sortie la courbe de flux massique du traceur restitu l exutoire Le plus souvent la dur e de l injection du traceur peut tre consid r e comme n gligeable et de ce fait la courbe des flux de traceur l exutoire repr sente une image de la r ponse impulsionnelle du syst me tra age tudi A
345. s travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 notables ceux ci ayant g n ralement des bassins d alimentation de plus grande dimension que les autres Parall lement le Minist re charg de la Sant ach ve l laboration d un document intitul pour l instant R f rentiel l usage des hydrog ologues agr s en mati re d hygi ne publique qui int gre les toutes derni res volutions et constitue en quelque sorte un vademecum l usage des hydrog ologues agr s et de ceux qui font appel leurs services Il faut voquer galement la prise en compte progressive des diff rentes dispositions pr vues par la Directive Cadre europ enne sur l eau du 23 octobre 2000 selon le calendrier qu elle d finit En particulier l article 10 de l arr t du 17 mars 2006 fixant le contenu du SDAGE 2009 pr voit que les futurs SDAGE identifient les zones utilis es actuellement pour l alimentation en eau potable pour lesquelles des objectifs plus stricts seront fix s afin de r duire les traitements n cessaires la production d eau potable proposent les zones pr server en vue de leur utilisation future pour des captages destin s la consommation humaine Enfin on ne peut passer sous silence les suites du Grenelle de l Environnement qui se traduisent en particulier par la volont affirm e de prot ger les 500 captages d eau potable les plus menac s d ici 2012 captages dits prioritaires
346. s vitesses de circulation lev es 1l a t d cid d laborer plut t une proc dure d alerte ayant pour objectif de mettre en place une proc dure d information d une pollution accidentelle dans les plus brefs d lais d arr ter d s sa connaissance le fonctionnement des captages du Val en basculant l approvisionnement partir des forages de secours de La Saussaye ce qui a t mis en uvre vers 1985 de mettre en uvre la r sorption de la pollution soit par interception dans la nappe soit par d capage des terres avec contr le de l eau sur des forages en aval Pour la mise en place d un suivi 1l a t d cid de choisir des points de contr le de la teneur en pesticides l amont du p rim tre de protection rapproch e ce qui est plus d licat mettre en uvre Avant de mettre en place ce suivi il convient de pr ciser Quels forages choisir Il faudra s assurer de la liaison hydraulique entre ces ouvrages et ceux du Val ainsi que de leur quipement Quels param tres analyser et quelle fr quence Plut t qu une analyse tous les cinq ans le groupe de travail a pr conis la recherche de moins d l ments mais plus fr quemment sur les produits phytosanitaires Quand effectuer ces analyses Les prochaines r unions de ce groupe de travail permettront de finaliser les proc dures ERRE HE CAS ME CHILI SEA LOIR ns LE YAL POLLUTION DANS LE VA a S
347. se de Sauveterre et ses prolongements avec le Causse du Massegros au Sud Est et le Causse de S v rac au Nord tous deux appartenant aux formations du Jurassique moyen les avants Causses liasiques cf figure 2 Deux accidents majeurs de direction Nord Ouest Sud Est recoupent ces entit s la faille des Vignes et la faille des Palanges Figure 2 Contexte g ologique et g omorphologique globale de la zone tudi e Pour simplifier on peut indiquer que deux grands aquif res sont pr sents l aquif re inf rieur compos des formations de l Hettangien du Sin murien et du Dom rien l aquif re sup rieur qui d marre depuis les formations de l Aal nien pour se terminer aux formations du Portlandien cf coupe g ologique jointe 158 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Epaisseurs a PORTLANDIEN q 200 600 m n l urassique sup rieur f J que sup i TR ARGOVIEN A KIMMERIDGIEN E d BATHONIEN Corniche S u 400 600 m p BAJOCIEN Corniche Jurassique moyen r i i AALENIEN JET SE S r Ses a i 0 250 m a a DOMERIEN TOARCIEN Lias sup rieur arnes supraliasiques See 60 300 m LE SE 7 TA SINEMURIEN Lias inf rieur y KHETTANGIEN Figure 3 Socle cristallin et m tamorphique ou permien Eee rL TRIAS coupe g ologique simplifi e et aquif res principaux L existence de couvertures d
348. si me source dite du Gouffre mentionn e par les auteurs d s la fin du XVII si cle 3 jusqu la fin du XIX si cle 4 5 mais apparemment absente des plans et cartes datant de la premi re moiti du XVIII si cle Beaurain Cassini se situait sur le bord du foss du Dhuy en face de l actuel captage AEP du puits du Gouffre mis en service par la ville d Orl ans en 1876 6 Cette troisi me source dite du Gouffre colmat e vers 1879 5 devait correspondre un effondrement des berges du foss du Dhuy l aplomb d un conduit karstique exploit ensuite par la prise d eau du puits du Gouffre Les descriptions faites du fonctionnement alternativement missif ou absorbant de cette cavit 4 6 5 correspondent troitement aux observations qui seront faites partir de 1997 la source du Bouillon puis l Ab me 7 8 Bien que l exploration sp l ologique indique que ces trois points d mergence Bouillon Ab me Gouffre correspondent des regards acc dant des conduits karstiques diff rents les pr l vements d eau effectu s aux trois points montrent une composition chimique unique au moins en ce qui concerne les l ments majeurs et le carbone organique dissous La variation de leur teneur en chlorure lors d une crue de la Loire est illustr e Figure 2 La r percussion identique en concentration et dans le temps de la diminution des teneurs en CT aux trois sources indique l origine commune des eaux Au cont
349. sible l il nu la fiole tait plut t incolore 212 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Les mat riaux ont t caract ris s l aide des m thodes classiques telles que l analyse chimique des oxydes la Diffraction des Rayons X DRX la mesure de la surface sp cifique et de la capacit d change cationique CEC etc Quelques r sultats sont regroup s dans les tableaux 1 et 2 D on Eco ne eo a nl oo ce td feu Bange l Eau 56 92 3 95 0 88 14 1 0 32 1 12 0 54 0 16 15 3 101 4 Morte Causse de 6 87 3 87 1 45 0 07 15 3 24 6 0 11 0 13 0 22 0 26 43 83 96 71 Sauveterre Tableau l Analyses chimiques des deux chantillons pr lev s en milieu karstique Capacit d Echange d argile Carbonates Cationique CEC CaCO3 Morte Sauveterre Tableau 2 Caract risation des deux chantillons pr lev s en milieu karstique L ensemble des r sultats nous a amen aux conclusions suivantes e L chantillon de Bange L Eau Morte est constitu majoritairement par des phyllosilicates regroup s en 3 phases une phase argileuse gonflante une phase d mix e non gonflante illite et une phase minoritaire chlorite On note une quantit importante de quartz un pourcentage non n gligeable de calcite et la pr sence des oxydes hydroxydes de fer ainsi qu une faible quantit de plagioclases e L chantillon de Causse de S
350. sorier du CFH AIH Ancien Professeur de l Universit d Orl ans Secr taire adjoint CFH AIH Agence de l Eau Adour Garonne Callig e Ginger Environnement amp Infrastructures Pr sident du CFH AIH Agence de l Eau Loire Bretagne Orl ans Val de Loire Technopole Actes des journ es techniques du Comit Fran ais de l Association Internationale des hydrog ologues Hydrog ologie et Karst au travers des travaux de Michel Lepiller 16 17 mai 2008 ISBN 978 2 9530816 1 9 ISSN 1958 5365 Hydrog ologie et Karst au travers des travaux de Michel Lepiller Michel Lepiller hydrog ologue enseignant chercheur l Universit d Orl ans Polytech Orl ans et Institut des Sciences de la Terre d Orl ans d c d accidentellement le 30 octobre 2006 a consacr l essentiel de ses travaux l tude des coulements des eaux souterraines dans les milieux karstiques en pr tant une attention particuli re aux probl mes de d gradation de la qualit de la ressource Ses terrains de pr dilection furent d abord le Massif des Bauges dont le Semnoz o il a effectu sa th se de 3 cycle et a accumul plus de 25 ans de mesures et d observations puis la R gion Centre avec notamment le syst me du Val d Orl ans et l aquif re crayeux du G tinais ainsi que plus r cemment le Causse de Sauveterre et la Nouvelle Cal donie Dans ces r gions il a dirig plusieurs th ses de sp cialit en hydrog ologie
351. souvent plus d licat car les formulaires disponibles dans les inventaires ont beaucoup de champs pour d crire les r sultats du tra age point d injection de restitution temps et le plus souvent tr s peu voire aucun champ permettant de d crire les conditions de suivi des restitutions qui ont abouti attribuer un r sultat positif ou n gatif R f rences bibliographiques 1 Kass W 1998 Tracing Technique in G ohydrology Taylor amp Francis 585 p 2 Casteret N 1961 Ma vie souterraine M moires d un sp l ologue Ed Flammarion 151 156 3 Fournier M 1919 Gouf fres grottes cours d eau souterrains r surgences etc du d partement du Doubs Essai statistique Imp Jacques et Demontrond Besan on 303 p 4 Lepiller M 2001 Tra ages appliqu s la dynamique des aquif res possibilit s et limites G ologues 129 79 84 5 Mangin A 1974 La notion de syst me karstique Sp lunca M m 8 65 68 6 Mangin A 1975 Contribution l hydrodynamique des aquif res karstiques Th se Doctorat in Ann Sp l ol 29 3 283 332 29 4 495 601 30 1 21 124 7 Mangin A 1976 Les syst mes karstiques et leur m thodologie d investigation Actes 2 Coll Hydrol Pays Calcaire in Ann Sc Univ Besan on 25 263 273 8 Bakalowicz M Mangin A 1980 L aquif re Karstique Sa d finition ses caract ristiques et son identification M m h s r Soc g
352. spond un karst tr s d velopp et ayant subi une volution prolong e de telle sorte qu il est r duit actuellement au niveau fonctionnel aux seuls drains Les r serves sont n gligeables les r ponses la pluie instantan es et brutales sans influence long terme comportement de type Aliou Toutefois la diff rence d Aliou il ne pr sente pas de caract re d impr visibit qui pourrait d terminer des crues catastrophiques La mod lisation des d bits partir de la pluie doit pouvoir fournir de bons r sultats En hiver l influence de la neige est incontestable et compte tenu du d phasage observ de 24h qui ne peut tre interpr t que comme le temps de transfert dans la zone non satur e 1l semblerait que la zone d infiltration soit importante et pas forc ment bien karstifi e ce qui assure une certaine protection La mod lisation spatiale d un tel karst serait illusoire et une exploitation par forages une erreur Ces r sultats coupl s avec la connaissance de l anisotropie de la perm abilit obtenue partir de la d termination des plans de drainage donne une image assez compl te de l organisation de ce karst d ailleurs en parfait accord avec les donn es sp l ologiques qui nous ont t fournies Le traitement des informations g ochimiques en utilisant ces bases conduit une vision d ensemble de ce syst me et de son fonctionnement extr mement pr cise 55 CFH Colloque Hydrog ologie e
353. st au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 19 18 f J OAN A A V h 1 OS 0 5 17 gii 16 pa E KR S L Tha D 15 a Source du Bouillon 2 m O i Se ans E 14 i 0 5 T3 E Loire 12 Za 1 ap ap ap ap ap ap ap O ex ex ex ex ex ex D ex O ex O OO LO Se T Za N N O Figure 3 Variation des teneurs en chlorure des eaux de Loire et de la r surgence du Bouillon lors d une crue d apr s 17 Dans son travail de th se r orient apr s le d c s de Michel Lepiller Ali Joodi utilise les informations apport es par les tra ages artificiels fluoresc ine et naturels chlorure pour contraindre un mod le num rique du syst me hydrog ologique du val d Orl ans 16 20 IV RELATIONS DHUY SOURCES DU LOIRET ET SOURCES AVAL ST AVIT LA PIE L intrusion des eaux boueuses du Dhuy dans la vasque du Bouillon d but juillet 1997 a marqu le d marrage d un travail sur le fonctionnement en perte des sources du Loiret L inventaire des pisodes d coulement inverse a permis d tablir une relation alg brique entre les niveaux journaliers des hauteurs d eau de la Loire et du Dhuy permettant de retracer les diff rents v nements connus entre 1997 et 2000 7 8 L indice d absorption calcul par cette m thode permettrait m me de pr voir l ventualit imminente d un nouvel pisode et d anticiper au besoin les mesures
354. st environments Bulletin d Hydrog ologie du CHYN 16 p 167 183 45 Dreybrodt W F Gabrovsek and D Romanov eds 2005 Processes of speleogenesis a modeling approach ZRC Publishing Ljubljana 376 p 46 Drogue C 1972 Analyse statistique des hydrogrammes de d crues des sources karstiques J Hydrol 15 p 49 68 47 Drogue C 1974 Structure de certains aquif res karstiques d apr s les r sultats de travaux de forage C R Acad Sci Paris s rie III 278 p 2621 2624 48 Einsield F 2005 Flow system dynamics and water storage of a fissured porous karst aquifer characterized by artificial and environmental tracers Journal of Hydrology 279 1 4 p 312 321 49 Eisenlohr L 1995 Variabilit s des r ponses naturelles des aquif res karstiques in Centre d Hydrog ologie 1995 Universit de Neuch tel Neuch tel p 184 50 Eisenlohr L M Bouzelboudjen L Kiraly and Y Rossier 1997 Numerical versus statistical modelling of natural response of a karst hydrological system Journal of Hydrology 202 p 244 262 51 El Hajj A M Bakalowicz and W Najem 2006 Hydrog ologie des calcaires cr tac s du Nord Liban Conference on the Water Resources in the Mediterranean Basin WATMED 3 Tripoli Lebanon 22 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 52 El Fa z M 2005 Les ma tres de l eau Histoire de l hydraulique arabe Arl
355. stique du Val d Orl ans Fran ois LELONG Ancien professeur de l Universit d Orl ans Les trois pertes mergences ou inversacs du domaine de la Source Loiret Patrick ALBERIC ISTO Protection des captages du val d Orl ans action dans le p rim tre Dominique CHIGOT Eau et Industrie G tinais terrain d observation exceptionnel de la naissance et du d veloppement de syst mes karstiques Pollutions diffuses et karst exemple du syst me des 3 Fontaines Loiret Nicole BARAN BRGM tude des limites et du fonctionnement des syst mes hydrog ologiques du G tinais par l utilisation de traceurs fluorescents Bruno LECLERC G o Hyd Causses de Sauveterre Apport des tra ages l tude hydrog ologique de la partie Ouest du Causse de Sauveterre Laurent DANNEVILLE Parc Naturel R gional des Grands Causses Normandie Impact des am nagements de b toires sur la turbidit des eaux destin es l alimentation en eau potable exemple du forage des Varras Eure France Mathieu FOURNIER Universit de Rouen Nouvelle Cal donie Synth se des travaux sur les les Loyaut Nouvelle Cal donie Probl mes de la gestion de la ressource en eau Fran ois ORANGE ISTO CBM Session 2 Tra ages artificiels m thodologie technique outils interpr tation Proposition d une grille valuation des r sultats de tra age au moyen de traceur fluorescent Philippe MUET Ginger Environnement
356. sures de d bit et de conductivit la station du Nant de la Combe prenait tout son sens dans la dur e En plus de l analyse du fonctionnement court terme du SKBLM et des diff rentes modalit s d infiltration et d coulements cette chronique permet de comprendre comment la g ochimie des eaux et l exportation carbonat e d un syst me karstique est influenc e par une variable climatique telle que la temp rature Dans le cadre du SKBLM la conductivit de l eau repr sente tr s bien la concentration de HCO relation lin aire avec un R 0 99 Ainsi la seule mesure de la conductivit permet de suivre l exportation carbonat e du syst me karstique La figure 7 montre l volution des chroniques de temp rature de l air et de T A C de 1981 1996 Il serait int ressant d tudier cette chronique jusqu en 2005 mais l existence de lacunes rend plus difficile les analyses La Figure c montre les chroniques de temp rature de lair et du T A C liss e par une moyenne mobile et centr e r duite On observe tout d abord sur cette chronique le caract re saisonnier des variations de temp ratures de lair et de T A C ainsi qu une tendance sur le long terme l augmentation de la temp rature de l air et du T A C Cette figure montre une bonne co fluctuation de ces deux variables avec un d phasage de 2 3 mois Cette augmentation de temp rature de l air et du T A C est mettre en relation avec
357. surestim es car les enqu tes n ont port que sur une partie du bassin environ 50 60 du bassin La d tection d ATR plusieurs ann es apr s les derni res applications met en exergue le fait qu il est difficile de comparer les sorties du syst me une date d application Par cons quent il pourrait tre plus judicieux de raisonner en consid rant les pratiques moyennes et non pas en pratiques connues une ann e sp cifique Ainsi consid rant une surface en ma s de 250 ha et une dose moyenne de 1 500 g ha les flux minimum et maximum en ATR DEA correspondent 0 11 et 0 24 de la quantit d ATR th oriquement appliqu e Consid rant que les sources des Trois Fontaines repr sentent 50 du d bit total cela sugg re que moins de 0 5 des quantit s appliqu es quittent le syst me bien que la valeur guide de 0 1 ug L retenue pour l AEP puisse tre d pass e Pour l IPU quelque soit l ann e consid r e le flux aux sources correspond moins de 0 03 des quantit s appliqu es soit moins de 0 06 l chelle du syst me une valeur bien plus faible que la valeur mesur e 0 2 dans un cas d favorable d un aquif re crayeux 19 mais similaire aux 0 02 estim s dans un autre contexte hydrog ologique 4 IV CONCLUSION Le syst me des Trois Fontaines a fait l objet d un suivi haute fr quence de mesures pendant 17 cycles hydrologiques le rendant ce titre exceptionnel aussi bien au niveau na
358. t Les taux de restitution des traceurs sont g n ralement tr s faibles de l ordre de 1 ou moins encore indice que les masses de colorants inject es sont fortement dilu es apports venant de la nappe alluviale ou plus probablement de drains lat raux convergents vers l mergence ou encore que la masse d eau color e subit des ph nom nes de diffluence 9 Des tra ages ont t galement op r s l aide de traceurs microbiologiques 3 en injectant des germes bact riens dans les pertes de Jargeau Ces traceurs migrent de la m me mani re que les traceurs color s jusqu la source du Bouillon et se retrouvent quoi qu en concentration moindre et avec un d lai plus long dans les captages d eau potable de la Ville d Orl ans situ s l cart 500 m du drain karstique Le sch ma physique d crivant le syst me peut tre repr sent par une couche perm able en petit les alluvions superpos e directement ou non l aquif re discontinu des calcaires de Beauce comportant un r seau de drains plus ou moins anastomos s La figure 3 repr sente dans la partie du Val o l cran semi perm able entre les deux couches est absent la trace des drains principaux principalement entre Jargeau la source du Bouillon et les diverses sources chelonn es le long du Loiret d une part et entre Sandillon et ces sources d autre part On remarque aussi l existence d un drain majeur le long de la Loire d
359. t 59 pp 6 Box G E P and G M Jenkins 1976 Time series analysis forecasting and control Revised Edition Holden Day San Francisco 575 p 7 Jenkins G M and O G Watts 1968 Spectral analysis and its applications Edition Holden Day San Francisco 525 p 8 Mangin A 1981 Apports des analyses corr latoire et spectrale crois es dans la connaissance des syst mes hydrologiques C R A S Paris s rie II 293 p 1011 1014 9 Mangin A 1981 Utilisation des analyses corr latoire et spectrale dans l approche des syst mes hydrologiques C R A S Paris S rie II 293 p 401 404 56 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 10 Mangin A 1984 Pour une meilleure connaissance des syst mes hydrologiques partir des analyses corr latoires et spectrales Journ of Hydrol 67 p 25 43 11 Abry P 1997 Ondelettes et turbulences Multir solution algorithmes de d composition invariance d chelle et signaux de pression Diderot Editeur Arts et Sciences 290 pages 12 Arneodo A F Argoul E Bacry J Elezgary et J F Muzy 1995 Ondelettes multifractales et turbulence de l ADN aux croissances cristallines Diderot Editeur Arts et Sciences 160 pages 13 Burke Hubbard B 1995 Les ondes et les ondelettes la saga d un outil math matique Pour la Sciences 235 pages 14 Daubechies I 1992 Tenlectures on Wavele
360. t constitu contribuant la connaissance des aquif res carbonat s des cha nons b arnais tant du point de vue de la d finition de leur g om trie et de leur aire d alimentation que de la compr hension de leur fonctionnement hydrodynamique essentielle leur bonne gestion L interpr tation de ce corpus de donn es et les mod les conceptuels qui en ont d coul ont permis Rey 3 de proposer un mod le pour l tude des ressources en eau souterraine dans la r gion des cha nons b arnais ce qui devrait permettre de r pondre aux exigences mises dans la Directive Cadre Europ enne 2000 60 CE Une caract risation compl te de la richesse et de la vuln rabilit des sources des cha nons b arnais devrait donc tre envisag e court terme afin d tablir des bilans hydrologiques quantitatifs pr cis ce qui demande ce que des d bits puissent tre pr cis ment mesur s Les pr occupations d ordre soci tal exigent par ailleurs que la cartographie de la vuln rabilit de ces sources soit r alis e et mise disposition du public Enfin il semble utile de se donner les moyens d am liorer la connaissance des temps de s jour dans les syst mes hydrog ologiques en se fondant sur l analyse des couples isotopiques H He pour les syst mes de type fissur et O H pour les syst mes karstiques Il sera alors possible d estimer l volution de la ressource en fonction de sc narii climatiques labor s en re
361. t pour pouvoir ensuite appliquer et g n raliser les conclusions au reste de l le et Mar IIL 1 Rep rage des cavit s karstiques et des zones d exhaure Avant que soit entreprise l tude hydrog ologique des les Loyaut on consid rait que l exhaure tait diffus et r parti sur tout le littoral suivant le mod le de la lentille de Ghyben Herzberg Les zones importantes d exhaure n avaient jusque l pas t rep r es ou n taient connues que des habitants de l le Une partie importante du temps pass aux les Loyaut par Michel Lepiller et ses tudiants t consacr e au recensement des zones d exhaure littorales pour rep rer de possibles zones pr f rentielles de drainage par prospection du littoral mar e basse D importantes mergences ont ainsi t identifi es en diff rents point du littoral de Lifou et de Mar Figs 5c et d L eau qui y jaillit est toujours saum tre m lang e l eau de mer et peut tre d tect e visuellement aspect huileux des eaux saum tres ou par conductim trie De mani re syst matique leur position a t relev e et des pr l vements d eau ont t faits pour analyse En parall le un recensement des formations karstiques de Lifou et de leur localisation a t effectu par Alexandre Hoez partir de la bibliographie existante des informations donn es par les habitants de l le et compl t par des observations a riennes
362. t s pour s assurer de l tanch it de leur t te de puits et mise niveau si besoin Comblement des forages non exploit s Inventaire tenu jour des effondrements existants visibles ou combl s le long des voies de circulation 130 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 I 3 Plan d action Mise en place avec la profession agricole d une convention pour un code de bonnes pratiques agricoles avec la mise en place de bandes enherb es et la gestion des fonds de cuves des pulv risateurs Mise en place d un protocole pour l utilisation des captages existants afin de pi ger une pollution dans la nappe Mise en place d un suivi de la qualit de l eau sur 5 10 forages situ s l amont du p rim tre de protection rapproch e Mise en place d un service de contr le et de suivi des actions men es avec bilan annuel IV LES ACTIONS REALISEES O EN COURS VISANT LA REDUCTION DES POLLUTIONS ACCIDENTELLES IV 1 Travaux r alis s la demande de l hydrog ologue agr le p rim tre de protection du puits Theuriet a t agrandi et cl tur La d viation des transports de mati res dangereuses sur l avenue Gaston Galloux est op rationnelle Deux cuves hydrocarbures enterr es au niveau du Parc floral ont t neutralis es IV 2 Travaux en cours La ville d Orl ans a lanc les actions suivantes demand e
363. t Charvin au Sud jusqu aux hameaux des Vorziers et de Saxel de la vall e de l Arve au Nord Par suite d un plongement axial des couches en cette direction le drainage souterrain corrobor par des tra ages est l origine d mergences tag es depuis le col des Aravis jusqu au niveau des alluvions de l Arve au hameau de Saxel Dans les Bauges cet aquif re affleure au front subalpin depuis le Nord du Revard captage de la Gouille aux Moines jusqu Chamb ry r surgence capt e de Saint Saturnin aux apports axiaux septentrionaux le long de la combe de Savoie avec de nombreuses sources souvent capt es enfin l int rieur du massif sur les flancs ouest verticalis s d vers s des anticlinaux de Doucy et de Ch rel les marnes berriasiennes formant un mur cran source de la Fontaine de la Rave au contact des terrasses alluviales du Ch ran captage de la Touvi re dans le vallon de Ch rel a Karst tithonique m pa Le M le p 1863 m 1 Captage du Tunnel 2 Tr Le Crot 3 Gr ppon 4 Lanch ron St Pierre ei a Bonneville F reves Bonngtille Cluses La Roche sur Foron 5 Les Vorsiers Saxel L 6 Angon Ann ecy M eg ve 7 Balmette Ugine A Vuardes Karst valanginien fi Magland 8 Clameux s l dE L s O Ecnoloe N Thorens Gli res 1936 m anne Frede oir Fringles Morat s Le Petit Pic de Mllouvra 2408 Born
364. t Pryv Saint Mesmin une partie de Saint Jean le Blanc Saint Denis en Val et Saint Cyr en Val sont aliment es en eau potable par un ensemble de 3 ouvrages souterrains situ s dans le val d Orl ans proximit du Parc floral Le puits du Gouffre r alis en 1877 Le puits Theuriet r alis en 1894 Le puits du Bouchet r alis en 1963 A ces puits s ajoutent 3 forages profonds dits de secours sur le coteau sud de Sologne au lieu dit la Saussaye dont on expliquera le r le plus loin I 2 Des captages en milieu karstique Ces ouvrages peu profonds d une vingtaine de m tres au maximum captent les eaux du complexe aquif re alluvions calcaire de Pithiviers Le calcaire profond de 4 7 m de profondeur seulement est tr s fortement karstifi avec un r seau de galeries complexes explorables par des plongeurs sp l ologues voir film de Philippe Boismoreau et Michel Lepiller Une galerie a t remont e depuis une source du parc floral jusqu proximit d un puits de la Ville d Orl ans Les d bits sp cifiques de ces ouvrages varient de 200 3 400 m h m valeurs significatives d un syst me karstique Nom du N BSS Profondeur Ann e D bit autoris D bit Puits en m de r alisation en m h sp cifique en m h m Gouffre 03982X0007 26 1877 1 050 215 Theuriet 03982X0006 17 1894 900 3 400 Bouchet 03982X0008 25 1963 1 150 1 950 Tableau l Principales caract ristiques des ouvrages AEP du Val
365. t aux exutoires majeurs Ces tudes permettent ainsi de comprendre la nature et le mode de fonctionnement des syst mes karstiques Une synth se 8 9 a t r cemment publi e laquelle 1l est renvoy pour plus de d tails bibliographie comprise Il appara t ainsi que trois groupes d aquif res principaux sont pr sents et qu ils sont associ s aux calcaires du Tithonique du Valanginien et de l Urgonien s l Quant aux calcaires du Cr tac sup rieur et du Nummulitique ils constituent des aquif res limit s souvent en relation plus ou moins directe par le jeu de failles avec ceux de l Urgonien et ce malgr la pr sence des faci s du Gault qui peuvent cependant jouer un r le d cran Les figures 4 et 5 illustrent la r partition de ces aquif res les directions majeures des coulements souterrains et le positionnement des mergences I 2 Aquif res du Tithonique Les calcaires faci s p lagiques sont en g n ral peu karstifi s et pr sentent des r seaux troits la fracturation l emportant sur la dissolution Ce sont des aquif res bien contraints aux aftleurements limit s des corniches comprises entre un mur et un toit imperm ables Dans 65 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 les Bornes ces calcaires sont localis s pour l essentiel au rebord oriental de la cha ne des Aravis 10 dessinant des plis couch s affleurant depuis le pied du Mon
366. t cette tude Un r sultat majeur concerne le bassin des sources de Beldoire Fontmaure qui avec ses 130 km constitue le premier bassin de ce territoire Il s tend jusqu l extr mit Nord Ouest du Causse Les tra ages et notamment celui de la perte de Saint Urbain sur la commune de Campagnac ont permis de mieux d limiter ce bassin La distance entre cette perte et la source de Beldoire est d environ 15 8 km cf figure 5 Il semble av r que l approfondissement des gorges du Tarn soit le facteur principal d attractivit des eaux Ceci est confirm galement par l tendue du bassin de la source de Rouveyrol au d triment du bassin des sources de l Aveyron Autre r sultat il est confirm que l autoroute A75 passe sur les bassins de sources capt es Cayrac qui alimente la commune de S v rac le Ch teau Beldoire qui alimente le camping du m me nom Rocaysou qui alimente la commune de Banassac en Loz re IV 2 Evaluation de la ressource en eau Cette valuation calcul e partir des volumes dynamiques 17 permet d estimer les r serves plusieurs dizaines de millions de m tres cube On peut distinguer e Des volumes sup rieurs 1 5 Mm pour Beldoire et Cayrac impliquant la pr sence de r serves souterraines consid rables e Des volumes compris entre 0 5 Mn et 1 5 Mm pour Bastide Lestang Mayrinhac S gala et Verlenque e Des volumes plus faibles inf rieurs 0 5 Mm pour
367. t karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IV CONCLUSIONS Cette application 1llustre combien l approche syst mique est particuli rement bien adapt e l tude de ces syst mes physiques complexes comportement fortement non lin aire et non invariant Ce fait est en grande partie d aux nombreuses m thodes qui ont vu le jour ces derni res d cennies en physique et qui sont parfaitement adaptables aux syst mes hydrauliques que constituent les aquif res karstiques Il appara t que sous cette d nomination d aquif re karstique correspond toute une famille de syst mes aux comportements fort diff rents Aussi avant toute chose il convient d identifier quel type de comportement on a affaire car en fonction des r sultats obtenus la strat gie que l on va adopter sera totalement diff rente Il faut savoir d abord si l on ma trise bien la totalit de l information d bit si les donn es en notre possession sont fiables Ensuite 1l faut savoir o en est le syst me de son volution peu karstifi moyennement karstifi ou encore r duit aux seuls drains sans r serve Dans ce cas 1l est inutile de chercher l exploiter par forages en revanche il offre des possibilit s d exploitation par barrages souterrains S1 l on veut r aliser une mod lisation le probl me ne sera pas le m me pour une mod lisation temporelle relation pluie d bit ou une mod lisation spatiale mod le maill
368. t marqu e par l influence pr pond rante du fort gradient hydraulique r sultant de l incision creus e par le Tarn dans les formations carbonat es Ces syst mes tendent leurs aires de drainage vers l ouest en se partageant plus de la moiti de la surface tudi e D une fa on g n rale le fait d tudier une zone hydrog ologiquement coh rente dont les exutoires sont tous connus permet de mieux appr hender les limites des diff rents syst mes karstiques 163 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 R f rences bibliographiques 1 Bailly Comte V 2003 tude hydrog ologique de l Ouest du Causse du Massegros et participation l tude hydrog ologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses rapport de stage de Polytech Orleans Ecole Sup rieure de l Energie et des Mat riaux 2 Bruxelles L et Mallet A 2004 tude g omorphologique de la partie ouest du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses 3 Brusset S avril 2004 tude g ologique et tectonique du Causse de Sauveterre et de ses avants Causses Universit Paul Sabatier 4 Blavoux B Mudry J Puig JM 1991 1992 Bilan fonctionnement et protection du syst me Kkarstique de la Fontaine de Vaucluse sud est de la France Water budget functioning and protection of the Fontaine de Vaucluse karst system southeastern France Geodinamica Acta Paris 5 3 p
369. t vrai dans le cas d une coloration verte qui peut tre attribu e de la fluoresc ine Fluocapteurs les traceurs fluorescents sont suppos s s adsorber sur du charbon actif en grain CAG immerg dans l exutoire surveill Le traceur fluorescent est ensuite d sorb dans une solution alcoolique de potasse 10 14 La restitution est alors appr ci e partir de la coloration visuelle de l luat ou bien apr s son passage dans un fluorim tre ou bien un spectrofluorim tre Il convient de rester tr s prudent sur les r sultats ainsi obtenus En effet l absence de signal ne veut pas dire pour autant absence de restitution si tous les sites d adsorption du CGA sont satur s au moment o le traceur est restitu les traceur ne sera pas pi g sur le fluocapteur A contrario une coloration verte non v rifi e par spectrofluorim trie ne veut pas dire n cessairement restitution de traceur 1l peut entre autre s agir de chhorophylle 194 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Fluorim tres de terrain l utilisation de ces appareils est de plus en plus r pandue D un usage facile ces appareils permettent d obtenir un signal de fluorescence dans une gamme de longueur d onde donn e Toutefois il convient de s assurer que le signal mesur correspond bien celui du traceur inject et qu il ne provient pas d un signal parasite venant interf rer s
370. talement termin e lors de l arr t de la surveillance L exploitation des courbes de restitution a permis le calcul des vitesses de circulation d taill es dans le tableau de synth se en annexe 1 IV CONCLUSION Les 4 sources ont le m me bassin d alimentation Les limites de syst me obtenues par les tra ages sont coh rentes avec les limites obtenues par pi zom trie D une mani re stricte ces sources sont davantage des exurgences que des r surgences Bien que d j relativement avanc e la maturation du karst n a pas encore v ritablement atteint le stade d un syst me binaire perte ponctuelle source Cette nouvelle campagne de tra age laisse en suspens deux questions Pour quelle raison le tra age r alis partir de la perte des Gonguet a donn lieu une restitution aux Trois Fontaines alors que cette exp rience avait d j tait men e plusieurs fois sans succ s par le pass Probablement cause des conditions hydrologiques niveau pi zom trique et d bit favorables Lors du tra age r alis l aval de la STEP de Chuelles les apports d eau dus au fonctionnement al atoire de la STEP et non continu n ont pas permis d identifier le point d infiltration du traceur r cup r la source de Courtemaux R f rences bibliographiques 1 Lasne E 1992 Etude du syst me hydrologique karstique des sources des Trois Fontaines Saint Loup de Gonois Loiret Contribution l
371. tants pour tre capt es C est le cas par exemple pour la bordure orientale des sources de Cayan sur Fr terive du Pontet ou du Pr de la Tour sur Montailleur ou bien des sources de St Saturnin de la Meunaz de la Gouille des Moines c t occidental Pr cipitations moyennes z annuelles encaissant PUBA iG Volume en km T Effi otales Efficaces pcnn en hm3 EoI Pr Valanginier 10 9 1900 1500 16 4 25 500 Monde Colombier a o Dr pr jus Noire Petit pont de l le 21 Arclusaz 9 9 9 Sambuy Jeu de OR L L i Morte iii Bourneau Tableau 2 Caract ristiques des principaux syst mes karstiques des Bauges d apr s synth se Denavit 2005 Mesures sur un cycle hydrologique par G Zamolo 1980 I 4 Une ressource fragment e et vuln rable mais incontournable Les ressources en eau du massif doivent satisfaire les besoins de plus de 50 000 habitants permanents et 7000 t tes de b tail auxquels s ajoutent les p riodes de fr quentation touristique hiver t 75 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 On recense en Bauges pr s de 150 mergences karstiques 8 3 4 dont pr s de la moiti sont capt es sans qu il soit possible par manque de donn es de sommer les volumes pr lev s Le karst alimente plus de 40 du nombre de captages AEP baujus tabl 3 Une tude plus fine sur les Bauges savoyardes 3 a cependant montr que le
372. tation d un tra age Nevila Jozja Environnement Tra age et D tection Polytech Orl ans 8 rue L onard de Vinci 45072 Orl ans cedex 2 nevila Jozja univ orleans fr I INTRODUCTION L utilisation des traceurs artificiels en hydrog ologie est une technique forte ancienne L analyse de nombreuses exp riences effectu es tout au long de ces ann es ainsi que le d veloppement de l approche interpr tative avec ou sans mod le permettent de mettre plus en avant l int r t l efficacit et les perspectives de l outil tra age 6 Notamment en milieu Karstique les fra ages artificiels restent essentiels pour d limiter les syst mes hydrog ologiques et valuer les caract ristiques du transit partir de la Distribution des Temps de S jour D T S M me si c est dans les milieux karstiques et fractur s que se rencontre la plus grande vari t d applications des tra ages ils ne sont pour autant pas limit s ce type de milieu La demande croissante pour de telles expertises et l attention de plus en plus accentu e port e aux aspects quantitatifs exigent une ma trise de tous les l ments qui peuvent limiter l interpr tation Le but de cette communication est de montrer que l optimisation des r sultats d un tra age passe n cessairement par la prise en consid ration de la composante analytique souvent n glig e par les praticiens Celle c1 ne traitera que du cas des traceurs fluor
373. tecter de faibles concentrations de traceur l exutoire Ces questions se posent encore avec plus d acuit si le traceur inject n a t retrouv sur aucun des exutoires surveill s 192 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 I 2 Rappel des notions de base des tra ages Un tra age artificiel consiste introduire dans le sous sol un traceur puis rechercher cette m me substance en un ou plusieurs points d mergence des eaux souterraines Le traceur est d fini comme tant une substance facilement d tectable et peu d gradable dans le milieu souterrain qui est transport e par l eau et susceptible de repr senter son transit Notion de syst me karstique le syst me karstique est d fini comme tant un ensemble au niveau duquel les coulements souterrains s organisent pour constituer une unit de drainage 5 6 7 et 8 l image d un bassin versant de surface le syst me karstique correspond l impluvium au niveau duquel les coulements souterrains s organisent en une unit de drainage aboutissant un nombre r duit d exutoires Notion de syst me tra age le syst me tra age n est repr sentatif uniquement que de la zone effectivement parcourue par le traceur entre le point d injection et le point de restitution C est donc un sous ensemble du syst me karstique 9 Les r sultats d un tra age ne seront donc repr sentatif
374. tection r alis e par l hydrog ologue agr l installation de futurs am nagements ou infrastructures zones d activit s stations d puration routes entreprises artisanales ou industrielles etc C est le facteur I de la m thode RISKE qui est apparu primordial facteur d crivant la plus ou moins grande facilit que poss de un polluant rejoindre le r servoir aquif re De fa on plus pr cise ce sont les param tres suivants pond r s qui ont t s lectionn s pour tablir une premi re version de la carte de vuln rabilit a couverture sup rieure 1 m absence ou pr sence la pr sence de vallon fluvio karstiques indice d coulement ancien superficiel et indice d coulement souterrain pr f rentiel la pr sence de d pressions dolines lapi s indice d une infiltration plus ou moins rapide suivant la pr sence de formations superficielles plus ou moins paisses les pertes av r es zone d infiltration rapide l occupation du sol 2 cat gories de donn es sont utilis es for t et pelouse cultures et prairies Ce param tre a galement t retenu car 1l conditionne la vuln rabilit de l aquif re karstique aux pollutions IV 5 Propositions de zones de protection pour les sources capt es Plusieurs classes de vuln rabilit ont t d termin es Elles vont de la valeur 0 la valeur 11 La valeur 11 correspond une vuln rabilit forte par
375. tera galement du volet tra ages dont 1l avait t initialement envisag de faire un document s par Plusieurs universitaires et bureaux d tudes ont t associ s la conception du cahier des charges de l op ration et participeront sa r alisation en tant que co traitants du BRGM La plupart d entre eux sont des intervenants de cette journ e en l hommage Michel Lepiller qui aurait t sollicit pour participer ce travail s il tait encore parmi nous Il est pr vu de solliciter les remarques des professionnels sur ce document et le pr c dent en cours de conception et avant leur dition d finitive en s appuyant pour cela sur le sous comit Karst du Comit Fran ais d Hydrog ologie qui se chargera de l organisation de la consultation au sein de la profession VI CONCLUSION On voit qu en quelques ann es des avanc es notables se sont produites en mati re l gislative et r glementaire qui r pondent pour certaines aux difficult s que l on constatait lors de la premi re phase de la d marche des Agences de l Eau Rh ne M diterran e amp Corse et Adour Garonne L ambition des deux agences reste de contribuer par les diff rents moyens leur disposition faire aboutir plus rapidement les d marches de protection en synergie avec les orientations strat giques de l action publique Pour cela elles sont attach es notamment l ach vement du guide m thodologique
376. terizing carbonate aquifers Journal of Hydrology 14 p 93 128 141 Smart P P Beddows J Coke S Doerr S Smith and F F Whitaker 2006 Cave development on the Carribean coast of Yucatan Peninsula Quintana Roo Mexico in Perspectives on karst geomorphology hydrology and geochemistry A tribute volume to Derek C Ford and William B White Special Paper 404 R S Harmon and C M Wicks Editors Geological Society of America p 105 128 142 Soulios G 1991 Contribution l tude des courbes de r cession des sources karstiques exemples du pays hell nique Journal of Hydrology 124 p 29 42 143 Stringfield V T and H E LeGrand 1969 Hydrology of carbonate rock terranes A review with special reference to the United States 1st part Journal of Hydrology 8 3 p 349 376 144 Stringfield V T and H E LeGrand 1969 Hydrology of carbonate rock terranes A review with special reference to the United States 2nd part Journal of Hydrology 8 p 377 417 145 Teutsch G and M Sauter 1997 Distributed parameter modelling approaches in karst hydrological investigations 6fh Conference on limestone hydrology and fissured aquifers session on modelling karst aquifers La Chaux de Fonds Universit de Franche Comt Sciences et Technique de l Environnement p 27 40 146 Thierry P N Debeblia and A Bitri 2005 Geophysical and geological characterisation of karst hazards in urban environments applica
377. th ses r sultant de l analyse des hydrogrammes Toutefois 1l se pose le probl me d licat de repr sentation spatiale du r seau karstique Pour y chapper la seconde d marche de mod lisation adopte une approche de type bo te noire ou grise en repr sentant le syst me par des r servoirs en cascade et ou en parall le li s entre eux par des fonctions de production ou de transfert simples Cette voie ouverte dans les ann es 70 27 74 conna t un regain d int r t d abord gr ce au mod le Gardenia d velopp au BRGM 147 et au simulateur VENSIM 57 62 jusque l utilis pour simuler les coulements de surface 70 Cette approche compl te bien celle proposant partir de l analyse de s ries chronologiques de d bits crois s avec celles des pr cipitations une mod lisation inverse pouvant s appuyer sur des chroniques de traceurs naturels 125 124 126 Ainsi peuvent tre approch es les parts relatives des diff rentes modalit s d coulement au sein du syst me tout en prenant en compte des non lin arit s Par exemple dans le cas des syst mes karstiques du Larzac cette mod lisation est contrainte de prendre en compte des non lin arit s pour simuler le fonctionnement de certains des syst mes 126 qui traduisent l apparition de courts circuits entre la surface inond e par le d bordement d un pikarst ayant d pass sa capacit d absorption et la zone noy e lors de longs pisodes de fortes
378. tion to Orl ans France Bulletin of Engineering Geology and the Environment 64 2 p 139 150 147 Thi ry D 1988 Forecast of changes in piezometric levels by a lumped hydrological model Journal of Hydrology 97 p 129 148 148 Valdes D J P Dupont N Massei B Laignel and J Rodet 2006 Investigation of karst hydrodynamics and organization using autocorrelations and T Delta C curves Journal of Hydrology 329 3 4 p 432 443 149 Van Meir N D Jaeggi M Herfort S Loew P Pezard and G Lods 2007 Characterizing flow zones in a fractured and karstified limestone aquifer through integrated interpretation of geophysical and hydraulic data Hydrogeology Journal 15 2 p 225 240 150 Vouillamoz J M A Legchenko Y Albouy M Bakalowicz J M Baltassat and W Al Fares 2003 Localization of saturated karst aquifer with magnetic resonance sounding and resistivity imagery Ground Water 41 5 p 578 586 151 Vouillamoz J M 2003 La caract risation des aquif res par une m thode non invasive les sondages par r sonance magn tique protonique in Sciences de la Terre 2003 Universit Orsay Paris XI Orsay p 315 152 Williams P W 1985 Subcutaneous hydrology and the development of doline and cockpit karst Zeitschrift f r Geomorphologie 29 4 p 463 482 153 Zuber A and J Motyka 1997 Hydraulic parameters and solute velocities in triple porosity karstic fissured porous carbonat
379. tional qu international Les chroniques en produits phytosanitaires et m tabolites associ s sont diff rentes d une mol cule une autre et pour une mol cule donn e au cours du temps Bien que PIPU soit la mol cule la plus appliqu e IPU est moins souvent d tect que ATR et son m tabolite DEA PATR n tant pourtant plus appliqu e depuis 2003 Cette variabilit de la fr quence de d tection souligne l importance des propri t s physico chimique des mol cules sur la contamination des eaux souterraines En terme de bilan moins de 0 6 de des quantit s d IPU ou d ATR appliqu s quittent le syst me annuellement provoquant toutefois des d passements de la valeur guide de 0 1 ug L La qualit de l eau l exutoire du syst me d pend du m lange d eaux de diff rentes origines infiltration imm diate infiltration lente dont les proportions varient au cours du temps en fonction des conditions climatiques L utilisation de donn es g ochimiques coupl es des suivis hydrologiques permet de mettre en vidence la contribution de ces diff rents r servoirs Les concentrations en produits phytosanitaires et m tabolites associ s apparaissent donc clairement gouvern s par la combinaison des propri t s sp cifiques aux mol cules et au contexte hydrodynamique Seul un suivi pluri annuel permet de mettre en vidence d valuer correctement l impact des diff rents facteurs L interpr tation des donn es et la pr d
380. tionnement la cavit Y a t il une absorption du traceur dans le sable dolomitique argileux des tudes sont en cours En tout tat de cause lorsque l injection s est effectu e sur une partie fonctionnelle du syst me karstique Zone noy e petite circulation d eau dans le fond d un aven pertes de ruisseau sources de plateau qui se perdent dans les formations sous jacentes il y a eu syst matiquement une restitution VI CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Cette tude hydrog ologique g n rale pluridisciplinaire tablie sur un grand territoire a permis de mieux appr cier le fonctionnement et la structure des principaux aquif res karstiques Il s agit l d une premi re vision hydrog ologique d ensemble de la partie Ouest du Causse de Sauveterre Il est bien vident que les investigations doivent se poursuivre notamment sur la base de tra ages afin de mieux cerner les limites des bassins hydrog ologiques parfois d finis avec une grande incertitude sondages afin de mieux comprendre la vuln rabilit de l aquif re et mieux appr hender le fonctionnement de la zone pikarstique Les r serves souterraines de la zone karstique tudi e sont estim es plusieurs dizaines de millions de m L utilisation de diverses approches a montr tout son int r t dans l tude de ces aquif res tr s complexes La mise en place des syst mes karstiques notamment deux grands syst mes Beldoire Fontmaure et Rouveyrol es
381. toire montrant une absence de restitution du traceur prouv e ou non par la r alisation de spectres d excitation et d mission un nombre suffisant d chantillons avec analyses spectro fluorim triques en laboratoire pr sentant quelques valeurs positives non structur es du traceur prouv e ou non par la r alisation de spectres d excitation et d mission Fluorim tre de terrain et chantillons avec analyses spectro fluorim triques en laboratoire pr sentant quelques valeurs positives non structur es du traceur prouv e ou non par la r alisation de spectres d excitation et d mission R sultat n gatifs en laboratoire prouv e par spectres sur un nombre suffisant d luats de fluocapteurs color s ou non R sultat n gatifs obtenu avec un fluorim tre de terrain sans contr le par analyse en laboratoire plusieurs luats de fluocapteurs non color s pr sentant apr s analyse en laboratoire quelques valeurs positives non structur es du traceur sans r alisation de spectres un seul luat de fluocapteur color ou non n gatif apr s analyse en laboratoire avec spectres plusieurs luats de fluocapteurs non color s sans analyse de contr le en laboratoire un seul luat de fluocapteur color ou non n gatif apr s analyse en laboratoire sans spectres 0 Absence de coloration visuelle constat e une ou plusieurs reprises par un ou plusieurs observateurs un seul luat de fluocapteur non color sans analyse de contr
382. tra age qui ne repr sentent qu un sous ensemble des trajectoires constituant le syst me hydrologique karstique En revanche l cart entre ces deux volumes g n ralement tr s important peut constituer un indicateur de la repr sentativit du r sultat obtenu sur un syst me tra age par rapport l ensemble du syst me karstique V 3 Syst me Beldoire Fontmaure Les tra ages ont permis la mise en vidence de l incorporation au bassin du Tarn par drainage souterrain du syst me de Beldoire Fontmaure et suite l enfoncement du Tarn d une majeure partie de la surface du Causse de Sauveterre primitivement drain e superficiellement vers le Lot La faible variabilit de 44 55 m h de la vitesse apparente mesur e vers la source de Beldoire partir de points d injection diversement situ s et dans des conditions hydrologiques vari es tr s basses moyennes eaux sugg re l existence d un r seau de drainage moyennement d velopp et aliment en permanence par de puissantes r serves V 4 Ajustement des limites hydrog ologiques La limite entre le syst me de la source de la Verlenque bassin hydrographique de l Aveyron et celui de la source Rouveyrol bassin hydrographique du Tarn a pu tre plac e entre la perte des Pradels et celle des S gnes Ce r sultat remet en cause les colorations ant rieures 162 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai
383. travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IL 2 2 Conditions d exploitation Au vu des d bits importants et des besoins grandissant des explorations ont t effectu s avec la r alisation d une dizaine de forages proximit de la source de Figeh rayon de quelques 150m avec comme objectif la r alisation d essais de pompage en prenant en consid ration les relations eaux souterraines eaux de surface mais aussi les relations entre source La dur e des essais r alis s en septembre 1982 au niveau de la source de Figeh et de la source lat rale Side spring est de 7 10 jours de 4 jours en octobre 1983 au niveau de la station pilote Les d bits de pompage sont compris entre 0 5 et 2 2 m s Une station pilote de pompage a t install e comprenant une batterie de 20 puits interceptant le r seau de conduits de la source de Figeh avec quatre pompes dans la cavit 18 L eau est pomp e au niveau de la cavit et d un tunnel connect la batterie de puits o trois pompes d une capacit chacune de 1 m s pr l ve l eau du syst me karstique L objectif du pompage tait de tester une augmentation du d bit de la source en p riode d tiage L effet du pompage sur le r seau d observation est variable indiquant que le syst me karstique de la source de Figeh est h t rog ne Le syst me karstique de Deir Moukarren situ l Ouest 2km environ de la source de Figeh est ind pendant ou mal connect celui de
384. ts CSBM NSF Series Appl Math 61 Siem Pub 357 p 15 Mallat S 1999 wavelet tour of signal processing Second edition Academic Press Sand Diego 637 p 16 Labat D Ababou R and A Mangin 2000 Rainfall Runoff Relations for Karstic Springs Part 1 Convolution and Spectral Analyses J of Hydrology 238 p 123 148 17 Labat D Ababou R and A Mangin 2000 Rainfall Runoff Relations for Karstic Springs Part 2 Continuous Wavelet and Discrete Orthogonal Multiresolution Analyses J of Hydrology 238 p 149 178 18 Labat D Ababou R and A Mangin 2001 Introduction of wavelet analyses to rainfall runoffs relationship for karstic basin the case of Licq Atherey karstic system France Ground Water 39 4 p 605 614 19 Labat D Mangin A et R Ababou 2002 Rainfall runoff relations for karstic springs Multifractal analysis J of Hydrology 256 p 176 195 20 Labat D R Ababou et A Mangin 2002 Analyse multir solution crois e de pluies et d bits de sources karstiques Compte Rendus G osciences 334 p 551 556 21 Labat D R Ababou et A Mangin 1999 Analyse en ondelettes en hydrologie karstique partie analyse vari e de pluies et d bits de sources karstiques C R Acad Sci Paris 329 p 873 879 22 Labat D R Ababou et A Mangin 1999 Analyse en ondelettes en hydrologie karstique 2 partie analyse en ondelettes et crois es pluie d bit C R Acad Sc
385. ts pass s avec Michel Lepiller ces occasions taient toujours aussi enrichissants que conviviaux II 3 Applications pratiques du suivi instrument du syst me de Bange l Eau Morte une expertise utile la gestion des ressources li es au karst Michel Lepiller a uvr en tant qu expert scientifique la mise en place d une gestion pertinente des ressources en eau de l ouest des Bauges Il a particip aux r flexions institutionnelles sur l avenir du captage du Nant de la Combe ainsi qu sa protection vis vis de l exploitation de la carri re des Banchets situ e dans la zone d alimentation du syst me proximit du collecteur noy Sa caution scientifique et son sens du dialogue ont notamment contribu sortir de la situation conflictuelle entre sp l ologues et carrier Une convention de surveillance des ph nom nes karstiques recoup s par l exploitation a port ses fruits et un drain actif ainsi d couvert a pu tre appareill par Michel Lepiller avec l aide des sp l ologues pour suivre le fonctionnement de la zone d infiltration et ses relations de mise en charge avec la zone noy e Enfin les travaux de Michel Lepiller et de ses tudiants sur cette partie des Bauges mais aussi sur les Bornes ont t valoris s dans l tude des aquif res patrimoniaux karstiques du bassin Rh ne M diterran e et la mise jour du r f rentiel hydrog ologique Rh ne Alpes cf encadr L in
386. ttent de mieux fixer leurs limites dans la compr hension du fonctionnement des syst mes karstiques dans l estimation des r serves d eaux souterraines 161 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 et enfin dans l estimation des impacts des activit s anthropiques ou des pollutions accidentelles utilisation des pollutogrammes V 1 Vitesses apparentes Les vitesses apparentes d duites des distributions des temps de s jour DTS ne d passent pas 100 m h Les vitesses les plus lev es ont t mesur es sur des syst mes tra age dont l entr e est une perte fonctionnelle pertes des S gnes ou du Souci de Novis source de Rouveyrol perte du ruisseau de Serre au trou de Souci source de Glassac TRACAGES SUR LES CAUSSES DE SEVERAC DU MASSEGROS ET DU SAUVETERRE OUEST Effectif absolu par classe ND BR O1 OO 20 40 60 80 100 Classes de vitesses apparentes en m h Vapp gt Distribution des valeurs de vitesses apparentes d duites des distributions des temps de s jour des tra ages r alis s dans la r gion tudi e V 2 Volume d eau trac Il n existe pas de relation entre le volume d eau trac lors d un tra age et le volume estim des r serves du syst me karstique Le transit d un traceur inject en un point ne s effectue que selon un ensemble de trajectoires syst me
387. u L intensit de la contribution de la fraction de lumi re diffus e au signal brut d pend aussi des caract ristiques du spectrofluorim tre notamment de la r solution autoris e par l appareil dans la s lection des longueurs d onde d excitation et d mission Un bruit de fond lev peut masquer les faibles concentrations de traceur tandis que sa variabilit peut donner l impression d une fausse restitution 1 5 8 II 2 Exemple o l existence du bruit de fond masque le signal du traceur La figure 1 montre le spectre d excitation d un chantillon d eau d min ralis e Rappel Spectre d excitation est la courbe intensit de la lumi re mise par une substance clair e ou excit e diverses longueurs d onde et mesur e une longueur d onde fixe correspondant la longueur d onde d mission de la substance dans une direction perpendiculaire celle de la radiation d excitation de la longueur d onde de la radiation d excitation La longueur d onde d mission est fix e 585 nm longueur d onde d mission de fluorescence de la sulforhodamine B Ce spectre d excitation pour une longueur d onde d mission donn e ne diffuse aucune radiation de fluorescence 565 nm qui est la longueur d onde caract ristique d excitation de la sulforhodamine B Il n y a donc aucune trace du traceur recherch dans l eau d min ralis e figure 1 585 nm 589 nm EX
388. u massif des Bornes J P Rampnoux 2006 HI 3 Aquif res du Valanginien Dans les Bornes seuls sont pr sents les calcaires roux du Valanginien sup rieur et peu d mergences karstiques apparaissent Celle du Clameux 4 perch e en rive droite de la vall e encaiss e du Borne est cependant significative les tra ages montrent que son alimentation se fait l Est partir de l anticlinal urgonien des Rochers de Leschaux et du rebord septentrional du synclinal de Cenise sur un bassin topographique diff rent de celui du Borne et ce par un r seau de failles et de fractures affectant l ensemble de la s rie 66 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Dans les Bauges les aquif res majeurs se situent au droit du cha non occidental du Semnoz Revard o les faci s subalpins calcaires s paississent au d triment du mur et du toit marneux fig 2 Deux syst mes karstiques sont bien repr sent s 6 7 9 avec e Le syst me Semnoz Petit Pont de l Ile Bourbouillon Il alimente les r surgences situ es au pied de la Montagne de Bange en rive gauche du Ch ran dont la vall e transversale aux plis constitue par enfoncement rosif un point bas m dian Les tra ages montrent que le bassin d alimentation se d veloppe axialement la fois au Nord sur le Semnoz jusqu la faille transversale du Cr t de Chatillon et au Sud jusqu au secteur du Revard Michel Le
389. ue un effet saisonnier mais aussi des effets locaux et ponctuels encore claircir 100 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Figure 3 Coefficients de variation a E Orbe E Mourt s 2 5 2 5 E1 Gourgouch BOurtau E Orbe B Mourt s 2 0 2 0 Gougouch W Ourtau i 1 5 1 5 1 0 1 0 0 5 0 5 0 0 0 0 0 5 0 5 1 0 1 0 AR 5 1 5 LL52 Itt E Orb E Mourt O lt L X D 2 0 2 0 rbe ourt s E z Z S 25 25 E3 Gougouch W Ourtau a b Orbe O Mourt s O Mourt s Orbe A Gourgouch A Gourgouch Ourtau Ourtau L F 25 oyennes b des variables centr es r duites et moyennes des composantes principales c de chaque source Plans principaux F FF et cercles des corr lations d et e FC 0 40 70 84 85 95 00 99 100 100 CR CA TT so nl 234 2a 55 902 94 9024 9m som 100 OE 95 95 96 98 99 99 90 99 100 2 Mourt s 36 45 74 83 91 95 97 100 100 100 38 Tableau 2 Saturation des variables sur les axes factoriels espace des variables et pourcentages cumul s de variance totale et intrasource absorb s par les axes factoriels espaces des individus 101 CFH Colloque Hydrog ologie
390. ue des Trois Fontaines contexte hydrog ologique Le syst me hydrog ologique des Trois Fontaines situ dans la partie Est du d partement du Loiret est d velopp dans la craie du bassin parisien figure 1 D un point de vue hydrog ologique le syst me des Trois Fontaines largement tudi notamment via de vastes campagnes pi zom triques a une taille d environ 50 km et des limites relativement stables dans le temps 14 Deux groupes de sources constituent les exutoires principaux sources des Trois Fontaines repr sentant 55 du d bit total et les sources du Moulin de Loinces 30 40 du d bit total Des sources mineures dans le lit de la Cl ry constituent des exutoires de moindre importance L paisseur de la zone non satur e est en moyenne de 25 m mais peut atteindre une quarantaine de m tres localement Le substrat est constitu de craie moins perm able L aquif re est libre Le r seau hydrographique de surface a un fonctionnement intermittent Des pertes de ruissellement ont t observ es et diff rents tra ages ont r v l des vitesses de circulation de plusieurs m tres par heure signe de la karstification du syst me Toutefois l absence de conduits p n trables semble indiquer que le degr de karstification est limit Ag Moulin AA Loincg Fi Source 7 _As Fo taines j a Limite du bassin Thn 7 quipotentielle j Pi f j f f f f f Figure 1 Loca
391. uif res La caract risation de chacune des quatre sources r sulte en autres tudes d une analyse en composantes principales en donn es centr es r duites r alis e sur la s rie statistique multidimensionnelle dont les variables sont les ions majeurs et les param tres physico chimiques les individus tant eux les pr l vements ou date de mesure effectu s au cours de deux cycles hydrologiques Cette analyse permet de structurer un espace vectoriel dont la dimension est gale au nombre de variables p dans lequel les individus forment un nuage de points dont la variance totale est donc gale p Rey 3 a utilis onze variables et quatre cent trois individus Ici on se limite dix variables p 10 apr s limination du pH dont les mesures ne sont pas toujours tr s stables par ailleurs la variable pH pr sentait une forte saturation 78 sur le premier axe principal Les variables sont la conductivit not e uS la temp rature T C les cations Na K Mg Ca et les anions CI NO S0 HCO Chaque source pour laquelle un descriptif statistique exhaustif a t tabli par Rey 3 et dont un r sum succinct est donn Figure 3 a et b constitue dans l espace un sous ensemble du nuage de points M de centre de gravit G avec s variant de 1 4 Les coordonn es des vecteurs OG leur distance l origine i e centre de gravit global O ainsi que les angles que font ces vecteurs pris
392. uire la structure et l organisation spatiale Ceci a t compl t par une trentaine de panneaux lectriques auscultation non destructive 3 Enfin les param tres physico chimiques conductivit temp rature pH d bit et ions majeurs des eaux ont t mesur s de mani re hebdomadaire durant deux cycles hydrologiques complets 2004 2005 et 2005 2006 En parall le des sondes de mesure multi param tres ainsi que des pluviom tres automatiques ont t install s sur les diff rents sites La conductivit la temp rature le pH la turbidit et la pluviom trie ont ainsi pu tre enregistr s un pas de temps horaire durant plus d une ann e Les r sultats obtenus constituent un corpus de donn es qualitatives et quantitatives qui ont permis de poser pour la premi re fois les bases d une v ritable compr hension fonctionnelle des syst mes carbonat s des cha nons b arnais et de mettre en vidence l utilit de leur valorisation On se propose ici de r sumer certains des l ments qui ont conduit cette compr hension en se fondant sur les travaux de Rey 3 Une pr sentation du contexte climatique local suivra la description des caract ristiques hydrog ochimiques des quatre aquif res et l analyse de la vuln rabilit de deux des quatre sources 98 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 IIL 1 Caract risation hydrog ochimique du fonctionnement des aq
393. uorescence dans une gamme de pH inf rieure 7 0 diminution qui atteint 10 20 et que cette diminution devient encore plus importante si le pH descend au dessous de 4 0 figure 6 talonnage pH 7 talonnage pH 5 5 sq v D est j 10 15 20 25 Concentration ng ml Figure 6 Courbes d talonnage tablies l eau pour deux pH diff rents La mesure du pH de l eau d min ralis e qui a t employ e pour tablir l talonnage de l uranine utilis e pour ce tra age variait entre 5 0 et 6 0 Nous avons refait l talonnage en ajustant le pH 7 5 valeur proche de celle de l eau de tra age d une part et valeur pour 211 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 laquelle il a t tabli exp rimentalement que la fluorescence de la fluoresc ine reste stable d autre part Plusieurs essais r p t s ont montr que l intensit de la m me gamme talon pr sente un cart important d un facteur 5 deux pH diff rents figure 5 Nous en avons donc conclu que l eau d min ralis e employ e pour confectionner les talons a provoqu une diminution de la puissance de la fluorescence ce qui a conduit surestimer les concentrations des chantillons pr lev s provenant d une eau bicarbonat e calcique pH gt 7 5 La fiche de donn es de cette fluoresc ine montre qu il s agit bien d une fluoresc ine sodique ur
394. ur la mesure diffusion de mati res en suspension mati res organiques dissoutes De plus ces appareils ont une gamme de mesure peu tendue d o un risque de saturation en cas de concentration lev e en traceur et leur seuil de d tection reste assez lev ce qui peut poser probl me en cas de faibles concentrations en traceur Aussi pour un bon diagnostic du r sultat est il indispensable des pouvoir doser en parall le quelques chantillons au laboratoire Pr l vements r guliers et Analyse spectrofluorim triques le recours des pr leveurs automatiques a consid rablement all g la charge de surveillance de la restitution d un tra age Les chantillons collect s sont ensuite dos s l aide d un spectrofluorim tre en laboratoire Si l on se contente d une simple analyse on risque de rencontrer aussi l cueil d interf rence de signal Mais il est alors possible de r aliser sur quelques chantillons pour lesquels des doutes analytiques subsistent des spectres d mission et d excitation pour s assurer que l on retrouve bien des pics aux longueurs d ondes caract ristiques du traceur recherch 3 15 Les dosages spectrofluorim triques associ s la r alisation de spectres constituent la m thode la plus fiable de d tection d un traceur fluorescent Ces dosages analytiques associ s des spectres deviennent de plus en plus n cessaires pour tayer un diagnostic de r sultat de tra ag
395. ur la mod lisation de l impact des am nagements sur la sensibilit du syst me par interpolation param trique est pr sent e ensuite sur la p riode 2001 2005 IL SITE Le captage des Varras est situ dans le d partement de l Eure sur la rive gauche de la Seine 20 km en aval de Rouen Il a t for en 1960 dans l aquif re de la craie au niveau du talweg de la vall e s che du Fournel Lors de sa r alisation le forage tait sec et ce n est qu apr s le creusement d une galerie horizontale de 39 m de long 41 m de profondeur que celui ci a t mis en eau par le recoupement d un drain karstique du r seau sp l ologique de Caumont 11 Les essais de pompage montrent de faibles rabattements de l ordre de la quinzaine de centim tres apr s 90 minutes de pompage 500 m h 4 Aujourd hui ce captage alimente 35 000 habitants et produit annuellement de 1 5 2 10 m Le bassin versant des Varras couvre une superficie de 30 km Il est de forme tr s allong e d Ouest en Est et fortement entaill en son axe depuis le point culminant 146 mNGF jusqu l exutoire dans la Seine 4 mNGF La station de pompage des Varras se trouve l extr me aval du bassin et draine 28 km de celui ci Les tudes r alis es pour la d finition du BAC divergent et donnent une superficie allant de 30 50 km De part la nature karstique de la ressource en eau les tudes cherchant d montrer les connexions hydrauli
396. ure interne Le p le des aquii res non karstifi s fissur et ou poreux non modifi s par les coulements souterrains Le p le des aquif res totalement karstifi s dans lesquels les coulements souterrains ont cr un r seau plus ou moins complexe de drainage que l on peut illustrer par un plan de r seau sp l ologique b Deux p les extr mes de fonctionnement Un fonctionnement de type aquif re poreux ou fissur caract ris par de faibles variations temporelles de ses caract ristiques aussi bien localement qu ses exutoires et 12 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 par une apparence de continuit hydraulique figur e par des variations pi zom triques spatiales faibles Un fonctionnement karstique typique caract ris par des variations temporelles de grande amplitude aussi bien localement qu ses exutoires et des variations pi zom triques consid rables Il ne peut pas y avoir superposition absolue de ces deux visions pr cis ment parce que l volution de l aquif re karstique est totalement li e celle des paysages et donc qu il garde l empreinte de toutes les transformations subies 14 Par le jeu des changements de niveau de base c est dire du niveau d mergence des eaux souterraines un aquif re carbonat qui pr sente une karstification tr s pouss e polyphas e peut se comporter naturellement comme un
397. uron a t quantifi dans 23 des chantillons collect s l exutoire du syst me 108 fois sur 476 chantillons figure 2 avec une concentration maximale de 2 32 ug L le 2 octobre 1996 Une chronique de ce type avec la pr sence d IPU sous forme de pics a aussi t observ e dans un autre aquif re crayeux 18 Dans notre cas les concentrations en IPU et les d bits ne sont pas corr l s indiquant que contrairement ce qui est observ pour les nitrates le d bit n est pas le seul facteur influen ant les variations de concentrations en IPU Toutes les d tections d IPU sont en relation avec les deux p riodes de traitement potentielles en d but d hiver ou d but de printemps deux p riodes qui correspondent des situations hydrologiques diff rentes d but et fin de la recharge Ces pics sugg rent en fait l existence d pisodes d infiltration rapide capables de mobiliser le solut qui vient d tre appliqu Jusqu l t 1995 les concentrations en IPU sont corr l es aux concentrations en chlorure et nitrate r 0 272 et 0 199 respectivement Comme 1l s agit d indicateur d infiltration la faible corr lation sugg re qu un autre facteur que l infiltration imm diate gouverne les teneurs en IPU Ce facteur est probablement la disponibilit au lessivage de l IPU En effet cette mol cule n est mobilisable que pendant quelques semaines apr s son application suite la mise en place de p
398. urs pentes respectives 13 L analyse des d bits class s pr sente trois ruptures 0 8 2 5 et 2 8 m3 s La premi re rupture correspond la mise en charge des coulements dans la grotte de Bange et l entr e en fonctionnement du trop plein de l Eau Morte Les ruptures 2 5 et 2 8 m3 s sont 85 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 plus difficiles identifier et correspondraient l exploitation de r seaux de drainage pal okarstiques plus transmissifs pendant les fortes crues L analyse des r cessions 10 permet d identifier certains param tres hydrodynamiques du SKBLM tels que les coefficients de tarissement d infiltration et d h t rog n it des coulements ainsi que le volume dynamique du syst me Les analyses r alis es sur la p riode 1980 1996 permettent d estimer ces param tres qui traduisent le caract re bien drain de ce syst me dont les caract ristiques sont proches de celles du syst me karstique d Aliou dans les Pyr n es Le volume dynamique de l aquif re est tr s faible il traduit l absence de r serve de ce syst me qui est d environ 210 000 m3 D apr s la classification des syst mes karstiques de Mangin 12 le SKBLM fait partie des syst mes karstiques poss dant un r seau de drainage tr s d velopp avec une zone noy e peu importante comme celui d Aliou Figure 2 Figure 2 Classification du syst
399. us le niveau d mergence 1l est connect la matrice renfermant les r serves de l aquif re Le pompage permet ainsi de solliciter les r serves de l aquif re La gestion active d un aquif re karstique peut tre d finie comme suit l exploitation des eaux souterraines l aide d un pompage un d bit sup rieur celui du d bit d tiage de la source en conditions naturelles permet de solliciter les r serves de l aquif re particuli rement lors des p riodes de basses eaux les r serves se reconstituant lors des p riodes de recharge Le volume d eau pr lev l chelle d un ou plusieurs cycles hydrologiques doit tre inf rieur la recharge de l aquif re afin de ne pas surexploit ce dernier Les aquif res Kkarstiques de type vauclusien sont particuli rement adapt s ce type de gestion du fait 1 de leur importante r serve accessible proximit de la source 11 un forage interceptant le conduit karstique peut fournir un d bit important 100aines de l s et solliciter un volume important d eau issu des r serves de l aquif re et finalement 111 la recharge est tr s efficace du fait que l essentiel des pr cipitations va s infiltrer dans l aquii re I 2 La mod lisation des syst mes karstiques en gestion active La mod lisation de tels syst mes en gestion active peut tre de deux types soit de type fonctionnel avec des approches de mod les r servoirs ou de fonctions de
400. useau va en s talant des faibles valeurs aux fortes valeurs marquant ainsi nettement l talement des fortes valeurs extr mes En conclusion la distribution des pluies au cours des quarante quatre derni res ann es Oloron Sainte Marie ne montre aucune tendance particuli re caract re statistique av r ni l chelle annuelle ni mois par mois il n y pleut en particulier pas moins il y pleuvrait peut tre un peu plus si l on se r f rait de fa on simpliste la pente de la droite de r gression b 1 5 mm an calcul partir des ann e civiles et 1 8 mm an pour les ann es hydrologiques L analyse de la temp rature au cours de la m me p riode Figure 9 montre que celles des ann es r centes se situent principalement dans le troisi me quart de la courbe des fr quences cumul es ann es 2000 2002 2003 2004 et 2006 l ann e 2007 montre par contre une temp rature inf rieure 13 1 la moyenne 13 3 La tendance l augmentation des temp ratures moyennes annuelles est manifeste et cela d autant plus que l analyse est limit e la p riode 1974 2007 Pour cette p riode l accroissement estim par le coefficient de r gression lin aire serait de 1 15 alors que estim sur la totalit de la p riode 1l serait de 1 05 en 43 ans Rey 3 a montr que cette l vation des temp ratures est due celle de certains mois de l ann e Ces mois sont tenant compte de l ann e 2007 l
401. valuation des r sultats des tra ages ces r sultats douteux peuvent nuire la compr hension hydrog ologique des circulations souterraines HI GRILLE D EVALUATION PROPOSEE PAR MICHEL LEPILLER Dans les ann es 80 l initiative de la F d ration Fran aise de Sp l ologie un inventaire des tra ages avait t entrepris dans la r gion Rh ne Alpes A cette occasion Michel Lepiller avait t contact pour les travaux qu il conduisait dans les Bauges et dans les Bornes Il avait alors remarqu que les fiches d inventaire remplir ne comportaient aucune indication sur les divers crit res qui pouvaient permettre a posteriori d valuer la pertinence des exp riences de tra ages consign es Tous les r sultats de tra ages contenus dans cet inventaire taient prendre pour argent comptant alors que certains d entre eux n taient pas sans poser quelques probl mes d interpr tation hydrog ologique Dans le souci de pallier cette lacune Michel Lepiller avait commenc r fl chir cette question et nous avait propos 1l y a une dizaine d ann es un projet d chelle de cotation du degr de fiabilit des r sultats d un tra age de circulation souterraine 197 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 __ 0 Examen visuel seul de l luat d un fluocapteur o gt SS OO i Examen de l luat d un fluocapteur au fluorim tre av
402. variance expliqu s par les hautes et les basses fr quences durant la p riode 1995 1999 sont respectivement de 30 et 65 alors qu ils sont de 14 et 81 durant la p riode 2001 2005 tableau 1 173 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 1995 1999 2001 2005 hautes fr quences F lt 30j basses fr quences F gt 40j Tableau l Pourcentage de variance exprim par les hautes et basses fr quences de l indice de r ponse du captage des Varras durant les p riodes 1995 1999 ef 2001 2005 Ces r sultats montrent qu en plus d une diminution de la sensibilit la pluie du captage des Varras la part des hautes fr quences dans cette sensibilit suppos e due aux infiltrations ponctuelles via les b toires a diminu de moiti entre les deux p riodes tudi es IV 2 Mod lisation de l impact des am nagements sur l indice de r ponse du syst me Les am nagements de b toires r alis s pour la protection de la ressource en eau du captage des Varras sont suppos s avoir eu un effet sur son indice de r ponse La diminution de la sensibilit la pluie observ e sur la p riode 2001 2005 est suppos e r sulter de ces am nagements engendrant un amortissement des fonctions sinuso dales utilis es pour mod liser le signal Si nous annulons l amortissement de ces fonctions nous supposons recr er le signal qu il y aurait eu en absence des am nagements La
403. ventaire des aquif res patrimoniaux karstiques du bassin RM amp C L inventaire des aquif res patrimoniaux Karstiques du bassin RM amp C Le Sch ma Directeur d Am nagement et de Gestion des Eaux SDAGE du bassin Rh ne M diterran e Corse de 1906 avait identifi trente deux aquif res karstiques d sign s comme aquif res patrimoniaux fort int r t strat gique pour les besoins en eau actuels ou futurs Le SDAGE pr conisait que l opportunit d utiliser ces aquif res pour la diversification de la ressource et la s curisation de l alimentation soit tudi e A cette fin une tude a t lanc e en 1999 sous ma trise de l Agence de l eau avec une association de bureaux d tudes 1 elle avait pour objectif 1 de dresser un tat des lieux de la connaissance de ces aquif res et d en faire la synth se 2 d identifier pour chacun des ensembles karstiques retenus les syst mes pr sentant les meilleures potentialit s en terme de ressource 3 sur ces syst mes en fonction des donn es existantes et des enjeux proposer des axes d tude ou de travaux compl mentaires en vue de l am lioration de la connaissance ou de la mobilisation de la ressource Cette tude a t compl t e en 2005 et 2007 avec l Universit de Savoie sur les massifs des Bauges des Bornes et des Aravis largement tudi s par Michel Lepiller et ses tudiants 4 Les travaux r alis s permettent aujourd hui de disposer pour l
404. viron 3 jours pouvaient suffire aux eaux perdues vers Jargeau pour atteindre le Bouillon Apr s le d c s accidentel de Michel Lepiller le transfert dans le Val d Orl ans de l cole de tra age qu il avait mis en place pour les l ves de Polytech Orl ans dans le massif des Bauges Savoie a donn lieu des op rations annuelles de tra age entre Jargeau et les r surgences qui perp tuent la transmission de l tat de l art et continuent faire progresser la connaissance du syst me 16 Les relations hydrochimiques entre les eaux de Loire et les r surgences ont t particuli rement tudi es par Ch ry 13 La comparaison entre les teneurs en l ments majeurs de la Loire et des sources du Bouillon et de la Pie en fonction des cycles hydrologiques permet d appr cier les similitudes Na K CD et les diff rences O2 dissous pH Ca entre les diff rentes eaux Sur ces bases un temps de transit moyen des masses d eau entre la Loire et les r surgences de plusieurs semaines avait t envisag pour tenir compte des diff rences probables de vitesse des eaux circulant gr ce la perm abilit moyenne de l aquif re ou par les conduits majeurs n cessairement privil gi s par les tra ages artificiels Au d but des ann es 90 de nouvelles campagnes de pr l vement avec un pas de temps plus court et ciblant un suivi des crues de Loire ont permis de montrer que c tait plut t la totalit de la masse d eau qui circulait
405. x tra ages r alis s avec des traceurs fluorescents 199 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 Grille d valuation des tra ages positifs 6 0 Fluorim tre de terrain et ou chantillons avec analyses spectro fluorim triques en Laboratoire montrant une restitution structur e du traceur prouv e par la r alisation de spectres d excitation et d mission Observation visuelle par plusieurs observateurs et plusieurs reprise d une coloration intense au point de restitution Echantillons avec analyses spectro fluorim triques en Laboratoire montrant une restitution structur e du traceur non prouv e par la r alisation de spectres d excitation et d mission Fluorim tre de terrain montrant une restitution structur e du traceur avec une seule analyse spectro fluorim triques en Laboratoire avec r alisation d un spectre d excitation et d mission Observation visuelle d une coloration intense au point de restitution par un observateur et plusieurs reprise ou par plusieurs observateurs une seule fois Restitution structur e obtenue par un fluorim tre de terrain compl t par plusieurs analyses en Laboratoire non prouv es par des spectres ou par un nombre suffisant d luats de fluocapteurs color s avec analyse en laboratoire et spectres Observation visuelle une seule fois d une coloration intense au point de restitution par un seul observateur Rest
406. y past experiences new directions 1st Nerja cave Geology Symposium Malaga 108 Mijatovic B 2007 The groundwater discharge in the Mediterranean karst coastal zones and freshwater tapping set problems and adopted solutions Case studies Environ Geol 51 p 737 742 109 Milanovic P 2000 Geological engineering in karst Belgrade Zebra 347 p 110 Mocochain L G Clauzon and J Y Bigot 2006 R ponses de l endokarst ard chois aux variations eustatiques g n r es par la crise de salinit messinienne Bulletin de la Soci t G ologique de France 177 1 p 27 36 111 Mohammadi Z E Raeisi and M Bakalowicz 2007 Evidence of karst from behaviour of the Asmari limestone aquifer at the Khersan 3 Dam site southern Iran Hydrological Sciences Journal 52 1 p 206 220 112 Mohammadi Z E Raeisi and M Bakalowicz 2007 Method of leakage study at the karst dam site A case study Khersan3 Dam Iran Environmental Geology accept 113 Mohrlok U and M Sauter 1997 Modelling groundwater flow in a karst terrane using discrete and double continuum approaches Importance of spatial and temporal distribution of recharge 6th Conference on limestone hydrology and fissured aquifers La Chaux de Fonds Universit de Franche Comt Sciences et Technique de l Environnement p 167 170 114 Mohrlok U and G Teutsch 1997 Double continuum porous equivalent DCPE versus discrete modelling in karst terranes K
407. ydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 III 3 Mode de recherche du traceur dans les chantillons pr lev s La recherche et le dosage des traceurs ont t effectu s par G o Hyd l aide d un spectrofluorim tre SAFAS FLX Xenius XC aux longueurs d ondes d excitation et d mission respectives de 328 et 420 nm pour le naphtionate 352 et 446 nm pour l amino G acide 486 et 516 nm pour l uranine 516 et 536 nm pour l osine et 530 et 552 nm pour la sulforhodamine Les chantillons ont t laiss s au repos pendant plusieurs jours avant la mesure afin de permettre la d cantation des ventuelles mati res en suspension Celles ci se sont av r es relativement peu abondantes III 4 R sultats Sur les douze tra ages r alis s huit ont donn lieu restitution Les quatre traceurs inject s au Nord de la Cl ry sont ressortis aux sources de Champ Pelledieu cf annexe 1 et 2 Le traceur d vers dans la vall e Saint Jacques au point de rejet de la station d puration de Chuelles a t d tect sur quelques chantillons manuels pr lev s sur la source de Courtemaux Les injections r alis es partir de la perte des Sapins de la perte des Gonguets et du forage de la Bissaugerie ont t retrouv es aux quatre sources des Trois Fontaines III 4 1 INJECTION D URANINE A BOIS BARREAUX Restitution d uranine Champ Pelledieu Restitution d uranine Champ Pelledieu 10
408. zerland Presses universitaires de Franche Comt Besan on France p 125 128 67 Grasso A D and P Y Jeannin 1998 Statistical approach to the impact of climatic variations on karst spring chemical response Bulletin d Hydrog ologie du CHYN 16 p 59 74 68 Grillot J C 1979 Structures des syst mes aquif res en milieu fissur Contribution m thodologique cette connaissance in Hydrog ologie 1979 Universit des Sciences et Techniques du Languedoc Montpellier p 227 69 Gylling B L Birgersson L Moreno and I Neretnieks 1998 Analysis of a long term pumping and tracer test using the channel network model Journal of Contaminant Hydrology 32 p 203 222 70 Hreiche A C Bocquillon and W Najem 2003 Calage d un mod le conceptuel pluie d bit journalier partir de bilans annuels Hydrology of the Mediterranean and Semiarid Regions Montpellier IAHS p 87 93 71 Jourde H F Cornaton S Pistre and P Bidaux 2002 Flow behavior in a dual fracture network Journal of Hydrology 266 p 99 119 72 Jourde H S Pistre P Perrochet and C Drogue 2002 Origin of fractional flow dimension to a partially penetrating well in stratified fractured reservoirs New results based on the study of synthetic fracture networks Advances in water resources 25 p 371 387 23 CFH Colloque Hydrog ologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17 mai 2008 73 Jourde H A Roesch V Gu

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