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OSUG - Terre Univers Environnement

Apport de l’hydrogéochimie pour la caractérisation des mouvements gravitaires

24 juillet 2013 ( dernière mise à jour : 29 août 2013 )

C. Bertrand (1), V. Marc (2) , A. Vallet (1), J. Mudry (1) et A.D. Schmitt (3)

(1) UMR6249 Chrono-Environnement, OSU THETA - Université de Franche-Comté - 16 route de Gray - F-25030 Besançon cedex – France
(2) UMR 1114 EMMAH UAPV-INRA, 33 rue Louis Pasteur F-84000 Avignon
(3) UMS 830, EOST 5 rue René Descartes 67084 Strasb)ourg Cedex
C Bertrand (catherine.bertrand@univ-fcomte.fr)

L’eau joue un rôle majeur dans la déstructuration des versants instables. Il est donc nécessaire d’appréhender les circulations d’eau au sein de ces massifs. Par contre, la diversité des contextes lithologiques (milieu rocheux fracturé pour Séchilienne et La Clapière ; milieu argileux peu consolidé pour Super-Sauze et Avignonet) et hydrogéologiques (écoulements en fracture, écoulements en matrice, zone non saturée d’épaisseur variable, milieux multi-couches) impose des stratégies d’observations différentes pour chaque site. Les méthodes hydrogéologiques classiques ne permettent pas toujours d’appréhender la circulation des fluides dans les massifs fissurés ou peu consolidés (problème de métrologie, durée de vie des appareils de mesures, écoulements lents). C’est pourquoi des méthodes indirectes ont été développées notamment l’hydrogéochimie qui donne des informations globales sur les circulations d’eau à l’échelle de l’aquifère.

L’hydrogéochimie, utilisée avec succès aussi bien dans les massifs rocheux que peu consolidés, permet de définir des familles d’eaux et d’identifier la participation des différents réservoirs à l’écoulement dans les versants en mouvement. Le suivi de la chimie des sources permet de renseigner sur la recharge - mécanismes d’écoulement, temps de transit, inertie du système ou l’étiage (origine et chemin de l’eau souterraine) du ou des aquifères. D’autre part, le suivi de traceurs naturels peut également mettre en évidence l’existence de variations lithologiques ou de structures géologiques qui ne sont pas visibles à partir d’investigations géologiques classiques. Enfin, le suivi de traceurs naturels, couplé à des suivis synchrones de la pluviométrie et des vitesses de déplacement, apporte une meilleure compréhension du comportement hydromécanique et potentiellement l’identification de précurseurs de la rupture ou d’accélération importante du massif.
Au-delà du rôle de traceur des sources d’eau, les caractéristiques hydrogéochimiques au sein d’un versant instable sont susceptibles de jouer un rôle sur l’altérabilité des matériaux et donc sur leur fragilisation mécanique. En effet, l’érosion chimique engendrée par les interactions eau-roche implique une perte de substance qui peut modifier les caractéristiques hydrodynamiques et rhéologiques des roches. Un autre exemple est la relation observée par certains auteurs entre la chimie de l’eau interstitielle et la stabilité physicochimique des minéraux argileux (par exemple, le rôle dispersif du sodium qui mène à une dégradation de la structure des sols argileux).
Tous ces éléments montrent que la chimie de l’eau est un paramètre pertinent pour l’étude des interactions entre l’eau et la matrice de sol dans les versants instables (processus d’écoulement et altérations). A l’image des variables plus classiquement étudiées dans ces milieux (hydrologie, déplacement, séismicité), elle a vocation à intégrer les réseaux de suivi à long terme mis en place dans le cadre des observatoires.


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