Etude et modélisation de la dynamique de fonctionnement hydrologique des bassins versants torrentiels marneux, apport du traçage naturel (application aux bassins versants de recherche et d'expérimentation (BVRE) de Draix, Alpes-de-Haute-Provence, France)

Une meilleure connaissance des processus hydrologiques en crue est un enjeu majeur pour la gestion des ressources en eau. La grande complexité des processus incriminés dans la formation des écoulements rend leur conceptualisation délicate. Leur prise en compte est pourtant essentielle pour l'éclosion de nouveaux outils quantitatifs plus fiables. L'idée de la recherche actuelle est que la convergence pluridisciplinaire des résultats doit permettre de conserver les éléments essentiels pour une conceptualisation. Ainsi, les objectifs de ce travail sont (1) de rechercher les processus à l'origine des écoulements en utilisant le traçage géochimique et les mesures hydrologiques, sur trois petits bassins versants adjacents des Alpes-de-Haute-Povence (surface de 0,1 à 100 ha) sensibles à l'érosion ; (2) d' utiliser l'organisation spatiale et temporelle des processus pour obtenir une vision dynamique du fonctionnement ; et (3) d'élaborer un modèle conceptuel des bassins. Le suivi de la minéralisation des eaux sur les bassins montre que les cycles érosifs ne sont pas continus au cours de l'année mais suivent une dynamique saisonnière. Ce contrôle géochimique rend difficile l'utilisation de tels traceurs comme marqueurs des réservoirs contributifs à l'écoulement et a suscité l'utilisation de l'alcanité résiduelle, qui permet d'identifier des zones sources. A l'inverse, le traçage isotopique de l'eau (180) donne une décomposition temporelle des contributions, qui est souvent délicate à croiser avec une décomposition "géographique". Une nouvelle technique à trois composantes est mise en oeuvre et permet de réconcilier ces deux approches. Ainsi, les eaux issues du ruissellement de surface rapide sont majoritaires sur ces formations, mais des eaux de sub-surface issues d'écoulements retardés sont significativement contributives, en particulier en décrue. Ces écoulements sont également susceptibles de remobiliser en crue des eaux plus anciennes issues de réservoirs plus profondsA better knowledge of the hydrologic processes during flood is a major issue for water resources management. The high complexity ot theses processes makes them delicate to conceptualize. Nevertheless, they must be taken into account to propose more reliable quantitative tools. The current research aims at using results from different fields to filter out the unessential parameters for a better conceptualization. In this way, the objectives of this work are (1) to study the hydrological processes using geochemical tracers and hydrological data measured on three alpine small adjacent basins (area from 0.1 to 100 hectares) sensitive to erosion ; (2) to use the spatial and temporal organization of processes to get a dynamic overview of the global functioning ; and (3) to implement a conceptual model of these basins. The geochemical monitoring on these basins revealed that the erosive cycles are discontinuous through the year and have a seasonal dynamic. This geochemical control made it difficult to use such tracers as markers of the contributing reservoirs to the outflow. The use of residual alkalinity, which is chemically conservative, allowed identifying sources areas. On the other hand, the isotopic tracing 'with (180) provided a temporal decomposition of contributions, which is usually delicate to compare to a "geographic" separation. To combine these two approaches, a new technique using three end-members was implemented. The results revealed that surface water was the dominant component, but sub-surface water coming from delayed flows significantly contributed to the total flow, in particular during the falling limb of hydrographs. These flows were also shown to be comprised of pre-event waters coming deeper reservoirsAVIGNON-BU Centrale (840072102) / SudocSudocFranceF