Apports des méthodes hydrologiques dans la compréhension des écoulements en pays calcaire : Exemple des bas plateaux jurassiques du haut bassin de la Marne (France)

Hydrological methods for the study of river flows in limestone areas : the marne basin in the Jurassic low plateaux (NE France). We investigated the geographical heterogeneity of river flows in limestone areas in the upper Marne valley (interfluves of Marne-Aube and Marne-Meuse ) by using the low water profiles, the modeling of discharges and the study of physicochemical parameters. We studied five basin-slopes belonging to the Marne-basin (4500 km²) and the measures were realized between 2001 and 2003 at the time of low water periods. We used an instrument (" perche à intégration type Pirée") in order to measure the stream flows of river water. We also measured temperature and electrical conductivity in order to identify the origin of the water , The measures allowed us to identify low water profiles of the river and we also can map the discharge in low water periods. The methods show the water circulations inside a basin-slope and also hydrogeological connections to the adjacent basin-slopes. Thus, they revealed that the divergence or the concentration of discharges depends on the limits of the aquifers sections related to their morphological structure and on the differential incision of the valleys. We obtained a hydrogeological pattern of interfluves and we can distinguish between areas of water lost and areas with an increasing of water volume. We confirmed this process of water transfers, called the "active stream piracy", which is often approved by hydrogeologic tracers. This active stream piracy revealed by these methods in warm or interglacial period, prepare future stream piracy of surface, collectively recognized in the beginning of cold phase.L'hétérogénéité spatiale des écoulements en pays calcaires a été mise en évidence dans la haute vallée de la Marne (interfluves Marne-Aube et Marne-Meuse) grâce aux méthodes des profils hydrologiques, de la spatialisation des débits d'étiage et de l'étude de paramètres physico-chimiques. L'étude s'est portée sur cinq sous-bassins-versants appartenant au bassin de la Marne amont (4500 km²) et les mesures ont été réalisées entre 2001 et 2003 en période d'étiage. Nous avons utilisé une perche à intégration (type Pirée) pour la mesure des débits et un conductimètre pour la mesure de la température et de la conductivité afin de repérer l'origine des eaux. Les mesures nous ont permis d'établir des profils hydrologiques et nous avons également cartographié les rendements hydrologiques d'étiage. Ces méthodes ont révélé à la fois des transferts d'eau à l'intérieur d'un bassin-versant et vers les bassins-versants contigus. Ainsi, sont apparus des secteurs d'infiltration généralisée, de perte, de rendement moyen et de rendement fort. Ainsi, elles démontrent une divergence ou une concentration des écoulements en fonction du compartimentage morphostructural des aquifères calcaires et les différentiels d'incision des vallées. On obtient un maillage hydrogéologique des interfluves entre des secteurs déficitaires et des secteurs excédentaires en eau qui témoignent de transferts d'eaux. Ce processus constitue les «captures actives » souvent corroborées par des traçages hydrogéologiques. Ces «captures actives », révélées par ces méthodes en période chaude ou interglaciaire, préparent de futures captures hydrographiques de surface, communément reconnues en début de phase froide.Lejeune Olivier, Devos Alain. Apports des méthodes hydrologiques dans la compréhension des écoulements en pays calcaire : Exemple des bas plateaux jurassiques du haut bassin de la Marne (France). In: Karstologia : revue de karstologie et de spéléologie physique, n°44, 2e semestre 2004. Approche morphogénique de la grotte Chauvet (Ardèche) pp. 15-24