Caractérisation des échanges nappe/rivière sur un petit bassin-versant d’ordre 1 : apport des méthodes de mesures distribuées de température par fibre optique

Nataline Simon (1) , Olivier Bour (1) , Mikaël Faucheux (2) , Nicolas Lavenant (1) , Ophélie Fovet (2) , Hugo Le Lay (2) , Laurent Longuevergne (1) , Zahra Thomas (2)

1 GR - Géosciences Rennes
2 SAS - Sol Agro et hydrosystème Spatialisation

La caractérisation des échanges nappe / rivière est devenue un enjeu majeur en terme de compréhension et d’appréhension des ressources en eau, au vu des impacts qualitatifs et quantitatifs qu’ils peuvent avoir sur cette ressource. Toutefois, les méthodes qui permettent de décrire ces échanges reposent souvent sur des mesures locales. Dans cette étude, nous avons réalisé des mesures distribuées de température par fibre optique dans les sédiments d’un petit cours d’eau d’ordre 1 afin de quantifier les flux et suivre la dynamique des échanges hydrologiques. L’objectif est de localiser les zones d’échanges et de quantifier les flux à partir de l’évolution spatiale et temporelle de la température le long du cours d’eau. Pour cela, la réponse thermique dans les sédiments à un forçage de température externe, lié aux variations de température atmosphérique, est analysée afin de déterminer les mécanismes de transfert thermique au sein de sédiments, et d’identifier d’éventuels phénomènes advectifs liés aux échanges nappe-rivière. Le suivi a été réalisé sur Six mois le long de 700 mètres de cours d’eau. Aux endroits où il n’a pas été possible d’enfouir la fibre dans les sédiments du cours d’eau, la température mesurée reflète les variations de températures atmosphériques en raison de la faible lame d’eau dans le cours d’eau. Sur les parties du cours d’eau ou il a été possible d’enfouir la fibre optique, des zones d’anomalies thermiques, correspondant à l’exfiltration d’eau souterraine ont été observées. Sur ces zones d’exfiltrations, des changements de comportement dans la réponse thermique ont également été observés au cours du temps. Ainsi les flux mesurés à certains points semblent fortement corrélés à la dynamique hydrologique du cours d’eau. Toutefois, la méthode appliquée pour quantifier les flux est peu précise, notamment lorsque les flux deviennent trop importants. D’autres méthodes, dites actives et basées sur l’injection contrôlée d’une quantité de chaleur dans les sédiments, ont été appliquées afin d’améliorer les résultats et de développer de nouvelles méthodes de mesure des échanges nappe-rivière.

Keywords: échanges nappe; rivière; fibre optique; température

Domains: Hydrology

Nataline Simon, Olivier Bour, Mikaël Faucheux, Nicolas Lavenant, Ophélie Fovet, et al.. Caractérisation des échanges nappe/rivière sur un petit bassin-versant d’ordre 1 : apport des méthodes de mesures distribuées de température par fibre optique. 25 ème Réunion des sciences de la Terre (RST 2016), Société Géologique de France, Oct 2016, Caen, France. pp.295. ⟨insu-01388725⟩