Gravimétrie appliquée à l’hydrologie karstique Bassin du Durzon (Larzac, France) B. Fores(1), C. Champollion(1), N. Le Moigne(1), J. Chéry(1), H. Jourde(2) (2) Hydrosciences Montpellier, UMR 5569, Université Montpellier, France [email protected] (1) Géosciences Montpellier, UMR 5243, Université Montpellier, France Pourquoi ? Comment ? • Gravimétrie ~ masse = stock total en eau • Échelle intermediaire entre forages (très locaux) et étude à la source (très globale) • Mesure continue de la gravité : - Variation du stock • Cartes gravimétriques : - Zones de stockages Principe : • Correction de tout les effets connus (marées, atmosphère, océans...) • Variation des résidus gravimétriques = variations du stock d’eau dans le sous-sol Jun11 Dec11 Jun12 Dec12 Jun13 Dec13 nm.s-2 2000 1000 0 0 100 200 Signal gravimétrique brut Résidus gravimétriques Le bassin karstique du Durzon GEK • 110 km² • Une seule source • Dolomite / Calcaire • Système karstique unaire • Nombreuses galeries • Zone non saturée: 150m • Aquifères perchés • Stockage dans l’épikarst L’observatoire ‘’GEK’’ ‘’ Geodésie en Environnement Karstique ’’ • Observatoire depuis 2011: - Taille 8m x 8m - Environnement à bas bruit • Instruments - Gravimètre supraconducteur - Tour de flux - Pluviomètres - Forages L’observatoire GEK Gravimètre igrav #002 Mesures hydrologiques ET géophysiques Suivi gravimétrique en continu • Gravimètre supraconducteur : 1Hz depuis mi-2011 • Bonne corrélation entre hydrologie et gravimétrie - Période pluvieuse : augmentation du signal gravimétrique - Période sèche : Décroissance du signal gravimétrique (ET+Q) • Réponse non-linéaire: - État de l’épikarst: pluies antérieures - Effet de «Masque» : action «parapluie» du bâtiment • Modèles numériques (réservoirs ou Hydrus-1D) - Paramètres du milieu - Couplage avec les données de forage (encore en cours...) -100 -50 0 50 100 nm.s -2 gravity residuals 0 50 100 150 200 mm 0 1000 2000 3000 4000 mm cum. 0 5 10 15 20 m 3 .s -1 Spring discharge May11 Jul11 Oct11 Jan12 Apr12 Jul12 Oct12 Jan13 Apr13 Jul13 Oct13 Jan14 Apr14 Jul14 Oct14 Jan15 Apr15 Daily rainfall Cumulated rainfall Cumulated Evaporation -240 -120 0 120 240 water eq. mm RR-ET-Q Mesures ponctuelles autour de l’observatoire • Mesures mensuelles en 4 points autour de l’observatoire (0-150m) Vérification de l’homogénéité du karst à l’échelle de la gravimétrie - Mesures concordantes Mise en évidence de l’effet «parapluie» du bâtiment : - Sur les pluies : augmentation plus importantes à l’éxterieur - Sur l’évaporation : décroissance plus forte en été à l’exterieur Vérifier la présence de transfert rapide ? Sep13 Nov13 Jan14 Mar14 May14 Jul14 Sep14 Nov14 Jan15 -150 -100 -50 0 50 100 nm.s-2 Gravimètre supraconducteur dans l’observatoire Mesures CG5 à l’observatoire Mesures CG5 à autour de l’observatoire Politique de données & Remerciements • L’observatoire est ouvert pour toute nouvelle collaboration, que ce soit pour l’instrumentation ou la méthodologie • Toutes les données sont disponibles gratuitement via la base de données en ligne ORE H+ et OSU OREME • Étude financée par ANR / ORE H+ et OSU OREME