Compréhension du fonctionnement des aquifères karstiques : Le projet DARDENNES

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1 Journée régionale sur les eaux souterraines 8 septembre 2015 Compréhension du fonctionnement des aquifères karstiques : Le projet DARDENNES Bruno Arfib, Yves Guglielmi, Cécile Baudement Laboratoire CEREGE, Université Aix-Marseille 1

2 Conduit Le KARST Matrice Quel est le rôle des conduits et de la matrice dans le stockage et l'écoulement de l'eau souterraine? Où se développent les vides? 2

3 Recherche scientifique Coordination Financement, partenaires techniques Recherche et développement + 2 thèses de doctorat : Cécile Baudement, Johan Jouves Unité géologique du Beausset Fournillon

4 Un projet à différentes échelles : Echelle Régionale Un territoire caractérisé par : - des transferts d'eau de surface - des eaux souterraines karstiques locales peu étudiées - une ressource en eau souterraine potentiellement disponible pour la diversification et la sécurisation de l'aep Echelle Locale - une source d'alimentation en eau potable pour Toulon - un stock d'eau souterraine potentiellement exploitable en gestion active à condition d'acquérir des connaissances sur les réserves en eau et leur renouvellement Fournillon

5 1 Des mesures in-situ 09/10/2012 Support technique SpeleH2O Plateau karstique de Siou-Blanc Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. 92 m alt. Sources Usine AEP Le LAS Prélèvement gravitaire AEP Le barrage = stock d'eau pour l'étiage estival Débit moyen annuel prélevé = environ 200 l/s 5

6 1 Des mesures in-situ Plateau karstique de Siou-Blanc Photo : P. Maurel et T. Lamarque crue de janvier 1999 Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. 92 m alt. Sources Usine AEP Le LAS Le Ragas Niveau du Ragas Octobre 2012 Décembre

7 1 Des mesures in-situ Plateau karstique de Siou-Blanc Schéma en coupe (sans échelle) Le Ragas (149 m alt.) écoulement souterrain Barrage de Dardennes 123 m alt. 92 m alt. Sources Usine AEP Le LAS Octobre 2012 Décembre

8 1 Des mesures in-situ Octobre 2012 Décembre

9 2 Modélisation réservoirs Pluie-Débit des sources de Dardennes Modèles boite noire Pluie-Débit Entrée : Pluie-ET Aquifère Sortie : Débit Modèles conceptuels à réservoirs Q t = Q 0. e K t vidange d'un réservoir à travers un orifice (Loi de Maillet 1906) 9

10 Modélisation réservoirs Pluie-Débit des sources de Dardennes Interface KarstMOD développée dans le cadre du Service National d'observation KARST (disponible sur 10

11 Modélisation réservoirs Pluie-Débit des sources de Dardennes Débit observé (vert) et simulé (bleu) 13/10/2012 au 17/12/2014 Modèle 1 Test de plusieurs configurations de réservoirs 11

12 Modélisation réservoirs Pluie-Débit des sources de Dardennes Débit observé (vert) et simulé (bleu) 13/10/2012 au 17/12/2014 Modèle 1 26% 74% Q réservoir lent = 26% de l'eau de pluie infiltrée, Q écoulement rapide direct = 74 % Très forte composante d'écoulement rapide Des vides de grande dimension qui connectent la zone de recharge aux exutoires Des conduits karstiques connectés dans la zone non saturée et saturée du karst pour faire passer l'onde de pression Une mise en charge importante visible au Ragas 12

13 2bis Approche géologique : impact des failles dans la karstification Des vides en lien avec l'histoire géologique : tectonique, paléogéographie Faille Vue schématique en coupe conduit karstique 1 niveau 1 conduit karstique 3 niveau 3 Zone endommagée fracturée Coeur Zone endommagée fracturée conduit karstique 2 variations du niveau de base niveau 2 13

14 Contexte géologique Evenos Ragas Faron Toulon Mont Faron Sources de Dardennes et Ragas en projection crétacé jurassique trias Coupe équilibrée Thèse Baudement C. socle 14

15 Failles et karst Evenos Ragas Faron A l'échelle du "bloc" (Evenos) - La faille est une "zone de faille" - La karstification se développe dans le cœur de faille (brèche) et décroit dans la zone endommagée 2 m Thèse C. Matonti (CEREGE AMU) 15

16 Failles et karst Evenos Ragas Faron A l'échelle du massif (Mont Faron) - La faille est une "zone de faille" - La karstification se développe dans le cœur de faille (brèche) et décroit dans la zone endommagée Modèle conceptuel 16

17 Failles et karst Evenos Ragas A l'ouest du Ragas - La faille normale est une "zone de faille" Faron 17

18 Synthèse hydrogéologique Des failles inverses (chevauchements?) qui jouent le rôle de barrières à l'écoulement Des failles normales subverticales où se développe le karst dans la zone de brèche Toulon Saint Antoine Mont Faron Sources de Dardennes et Ragas en projection Coupe équilibrée Thèse Baudement C. 18

19 Synthèse hydrogéologique Plateau karstique de Siou-Blanc Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. Usine AEP 92 m alt. Sources Le LAS Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain 19

20 Synthèse hydrogéologique Plateau karstique de Siou-Blanc Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. Usine AEP 92 m alt. Sources Le LAS Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain Géologie (failles & karst) Barrière semi-perméable Drain karstique sur "zone de faille" 20

21 Synthèse hydrogéologique Plateau karstique de Siou-Blanc ZNS Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. Usine AEP 92 m alt. Sources Le LAS Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain Géologie (failles & karst) Barrière semi-perméable Modèle Pluie débit Ecoulement lent (réservoir M) (26% du volume infiltré) Drain karstique sur "zone de faille" 21

22 Synthèse hydrogéologique Plateau karstique de Siou-Blanc ZNS Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. Usine AEP Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain 92 m alt. Sources Le LAS "suralimentation" du Las et crues éclairs Géologie (failles & karst) Barrière semi-perméable Modèle Pluie débit Ecoulement lent (réservoir M) (26% du volume infiltré) Drain karstique sur "zone de faille" Transfert de pression rapide (74% du volume infiltré) 22

23 Vers une gestion active? Plateau karstique de Siou-Blanc Le Ragas (149 m alt.) Barrage de Dardennes 123 m alt. 92 m alt. Sources Usine AEP Le LAS Schéma en coupe (sans échelle) écoulement souterrain un très fort potentiel de recharge en eau souterraine actuellement non retenue dans le karst en crue un stock d'eau exportée en crue vers le Las, qui pourrait être utilisé pour l'aep? le stock est-il facilement renouvelable? Gestion active (exemple de la source du Lez Montpellier) : * recharge rapide du stock d'eau souterraine exploité à l'étiage * soutien au débit d'étiage du cours d'eau * écrêtement des premières crues du cours d'eau 23

24 Le projet DARDENNES : conclusion Karst = un aquifère complexe à fort potentiel Nécessité d'avoir des données in-situ enregistrées en continu, mettre en place un réseau de suivi Un exemple de collaboration entre les acteurs de la recherche scientifique et les collectivités publiques Une étude locale intégrée au niveau régional 24

25 Thèse J. JOUVES Stochastic simulated karst network with HSIS method Merci de votre attention Plus d'informations sur 25