Réseau de suivi "MOnitoring LOcal des échanges NAppe Rivière" du bassin de l’Orgeval : Fonctionnement hydrogéophysique des interfaces nappe-rivière et conséquences sur la ressource en eau Fr En

Résumé Fr

La compréhension de la variabilité spatio-temporelle des processus physiques influençant latempérature de l’eau et de ses flux de chaleur associés à l’interface nappe-rivière est importante pourmieux appréhender le fonctionnement biogéochimique et écologique.Un cas synthétique est développé pour caractériser le comportement de l’interface nappe-rivièresoumis à des forçages météorologiques et hydrologiques. De plus, la sensibilité des échangesnappe-rivière à diverses propriétés hydrodynamiques et thermiques, représentatives d’un largeéventail de lithofaciès allant de l’argile au gravier a été quantifiée. Le régime thermique du systèmenappe-rivière est déterminé par deux cycles pseudo-périodiques : le cycle annuel et le cycle diurne.Les résultats mettent en évidence que les facteurs ayant le plus d’impact sur les flux de chaleursont : 1) les conditions météorologiques, puis la perméabilité du milieu poreux. Selon les valeurs de perméabilité, il existe deux régimes thermiques : pour les valeurs élevées, les flux advectifsprévalent clairement, tandis que pour les valeurs inférieures à 10−6 m.s−1, les flux conductifs sontprédominants. La profondeur thermiquement active varie entre 0,2 et 6 m. Cette profondeur estréduite dans les systèmes nappe-rivière exfiltrant.Le bassin versant des Avenelles dispose d’un réseau de mesures hydrogéophysiques hautefréquence comportant 5 stations de suivis des échanges nappe-rivière. Ce réseau a été remis en état etsuivi pendant toute cette phase du PIREN-Seine. De nombreuses améliorations ont été apportées afind’assurer l’étanchéité des stations, la diminution des impacts de prélèvements biogéochimiques et letraitement des données. Un site internet a été mis en place afin d’améliorer le traitement des données.Les données haute-fréquence récoltées entre 2012 et 2015 ont été utilisées afin d’inverser les propriétés hydrodynamiques et thermiques des milieux poreux constituant l’interface nappe-rivière desstations MOLONARI en utilisant la chaleur comme traceur des écoulements. Puis, des simulationshydro-thermiques sur la période (2012-2015) ont été conduites afin de quantifier les flux d’eau et lesflux de chaleur.Les résultats du modèle montrent un très bon accord entre les valeurs de températures simuléeset observées à différentes profondeurs de la ZH avec des critères statistiques satisfaisants. Lesrésultats montrent une grande variabilité spatio-temporelle des échanges nappe-rivière au droitdes cinq stations MOLONARI. Les résultats obtenus ont permis également de réviser le schémade fonctionnement hydrogéologique du bassin. En conclusion, les résultats montre que les fluxd’eau d’échange nappe-rivière sont très faible dans le Nord du bassin. Dans le centre du bassin et àl’exutoire, les échanges principaux sont entre la zone colluvionaire et la rivière. Les échanges avec lanappe de la Brie semblent se réaliser via la zone colluvionaire. Les variabilités des flux de chaleurobservées sont principalement liés aux différences de couvert végétal, à la composition de la zonehyporhéique et aux pompages anthropiques.Au cours de la prochaine phase du PIREN-Seine, les données des stations MOLONARI acquisesdepuis 2015 seront utilisées afin de réduire l’incertitude, d’améliorer l’identifiabilité des paramètreset d’augmenter notre compréhension de la réactivité hydrodynamique et thermique de l’interfacenappe-rivière. La variation des flux d’eau et de chaleur pendant les événements extrêmes serontétudiés. De plus, un lien entre ces modèles et les mesures biogéochimiques présentées dans lechapitre 5 sera fait lors de la phase VIII du PIREN-Seine.Une fois cette étape réalisée, un changement d’échelle sera réalisé afin d’assurer la continuitéde flux entre l’échelle des MOLONARI simulée avec METIS et l’échelle du bassin modélisée avecCAWAQS. Le modèle des écoulements du bassin versant des Avenelles sera reparamétrés avec cesrésultats.