Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Dynamique et traçage des hydrosystèmes

Les thématiques de l’eau comme ressource vitale pour l’homme et les écosystèmes représentent des enjeux sociétaux majeurs de portée locale et internationale. D'un point de vue scientifique, il s’agit de comprendre et/ou de préciser les processus de transfert de l’atmosphère vers le sous-sol puis vers les milieux aquatiques de surface et enfin les océans. De ce point de vue, le CEREGE par ses développements méthodologiques combinant l’expertise en hydrologie, les outils hydro-chimiques (plateformes analytiques) et la modélisation (numérique, géostatistique) présente les compétences lui permettant d'assumer un rôle majeur et une visibilité tant nationale qu'internationale sur l'étude des hydrosystèmes.

 

Fondé sur ces constats, le thème “hydrosystème” a été créé en 2011, par la volonté de chercheurs du CEREGE d’afficher leur investissement sur les questions de la dynamique et du traçage de l’eau dans les hydrosystèmes. Il regroupe des permanents de 5 équipes (Géochimie et géochronologie, GMT, Interfast, Modélisation, Physique et Structure). Ces travaux fondamentaux, d’ordre méthodologique s’intéressent aux hydrosystèmes dans le continuum atmosphère-continent-océan en privilégiant l’étude in-situ pour des cas d’études variés que ce soit en milieux poreux ou karstiques. Les zones d’études couvrent principalement les milieux méditerranéens et tropicaux, entre autre dans le cadre du Chantier Méditerranée-Mistrals.

 

 

Dans ce continuum, les recherches se concentrent autour des flux et processus aux interfaces, lieux d’échanges, d’interactions et de transformations majeurs qui correspondent souvent à des « hot spots réactionnels »: définitions des limites spatiales, temps de transit ou de résidence, échanges aux interfaces, fonctionnement des échanges, modélisation. Le besoin de connaissances, la compréhension et la modélisation des processus et des cycles biogéochimiques aux interfaces de ce continuum constitue notamment une priorité de très nombreux programmes.

 

Les 4 axes de recherche de la thématique sont :

 

Axe 1 : Transferts et datation dans les hydrosystèmes souterrains

Cet axe est dédié aux hydrosystèmes souterrains :aquifères ou aquitards. Ils sont étudié par des approches couplées géochimie (36Cl, isotopes stable de l'eau, radon,...), modélisation (géostatistique, hydrologie, hydrogéologie) et géophysique (gravimétrie, PS,..). L'un des chantiers est constitué par les grandes nappes du Sahara pour lesquels la connaissances des flux de recharge représente à la fois un enjeu scientifique et  de gestion de ressource.

 

Axe 2 : Dynamiques des flux dans le continuum nappe – surface – atmosphère

Les flux à l’interface surface-atmosphère sont explorés grâce au traçage isotopique (δ18O, δD) des processus de fractionnement cinétiques associés à l’évaporation. A l’interface surface-souterrain les processus de recharge des nappes, les relations nappes-rivières ou nappes-lacs, sont étudiés en s'appuyant sur les outils géochimiques parfois associés à d'autres approches (par exemple géostatistique/ modèle de mélange 1 réservoir).

Axe 3 : Interface Océan-Continent

La connaissance des flux d’eau et d’éléments à l’interface continent-océan est un sujet d’étude prioritaire. Les processus dans la colonne d’eau y sont primordiaux, mais les échanges entre eau de surface et eau souterraine sont encore trop méconnu. Ces échanges « souterrains » remettent notamment en question la notion de la connectivité océan-continent. Nos travaux sur l’utilisation de radionucléides courtes périodes (Radium et Radon) ont permis, entre autre, d’évaluer ou de localiser ces flux d’eaux souterraines sur plusieurs sites côtiers méditerranéens, tant en zone karstique que dans des contextes d’aquifères sédimentaires.

Axe 4 : Processus hydrosédimentaires dans les fleuves et les littoraux

Mieux comprendre les processus hydrodynamiques et hydro-sédimentaires qui permettent le transfert d’eau et de matière solide sur les littoraux, les lagunes et les rivières constituait l'un des objectifs de cet axe.Les relations entre forçages (houle, niveau marin instantané, swash et battement de la nappe dans la plage) et processus d’érosion/accrétion du rivage ont surtout été investiguées sur le pourtour méditerranéen (Etang de Berre, Camargue, Hyères et du Languedoc-Roussillon). Grâce à ces études régulières et complètes, certains de ces sites font désormais partie intégrante du SNO DYNALIT et du SOLTC-GLADYS.Sur les milieux fluviaux, nous cherchons à combiner l'observation des processus hydrosédimentaires avec la modélisation notamment sur le Rhône et  dans le cadre de l’Observatoire des sédiments du Rhône (OSR).

Intervenants

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Thèses en cours

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Enseignement rattaché

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Postdoctorats en cours

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