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

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