non renseigné
Structure des écoulements et propriétés de transport des aquifères cristallins fracturés et altérés : Application au site de Choutuppal (Inde du Sud)
Abstract
The fractured and weathered crystalline aquifers are often the only viable water
resource in arid and semi-arid regions. Nevertheless, these highly heterogeneous media
are still poorly understood, especially the major structures that control groundwater
ows and contaminant transport. To improve knowledge of those media, we
have conducted a detailed analysis of the hydrological properties of the Choutuppal
experimental site (Andhra Pradesh, Southern India) which has a dense network of
observation boreholes. The study focus on 1) the identi cation of relevant structures
and the spatial variability of hydraulic properties and 2) the dominant solute
transport processes in these fractured media. First, the evolution of properties with
depth highlights the most permeable structures. The properties were then studied in
highly contrasted hydrological conditions. In high water level conditions, the saprolite
{ granite interface controls groundwater
ows at watershed scale. By contrast,
when groundwater level is lower than this interface, hydrological compartmentalization
appears due to the decrease of the number of permeable fractures with depth
which in turns decreases considerably connectivity with depth. A conceptual model
of groundwater
ow is proposed at the watershed scale to illustrate these contrasting
behaviors. To identify the respective role of advective and di usive processes a ecting
both solute transport, two kind of tracer experiments were conducted under
di erent
ows con gurations. Combination of tracer experiments between boreholes
and single borehole tests (push-pull) permit to highlight the predominant role of heterogeneous
advection. Matrix di usion can be neglected at least for the time scales
considered. The push-pull experiments have also allowed identifying the impact of
investigation scale on anomalous solute transport. All results give a better understanding
of the properties and the vulnerability of those media subject to strong
anthropogenic pressure.
Les milieux cristallins fractures et alteres representent souvent la seule ressource
en eau viable pour les regions arides et semi-arides. Toutefois, ces milieux fortement
heterogenes restent encore mal connus, notamment les principales structures
qui contr^olent les ecoulements et le transport de contaminants. A n d'ameliorer
la connaissance de ces milieux, nous avons e ectue une analyse detaillee des propri
etes hydrologiques du site experimental de Choutuppal (Andhra Pradesh, Inde
du Sud) qui bene cie d'un reseau dense de forages d'observation. L'etude porte a
la fois sur 1) l'identi cation des structures pertinentes et la variabilite spatiale des
proprietes hydrauliques et 2) sur les processus dominant le transport de solutes dans
ces milieux fractures. Dans un premier temps, l'evolution des proprietes en fonction
de la profondeur a permis d'identi er les structures les plus permeables. Les propri
etes du milieu ont ensuite ete etudiees dans des conditions hydrologiques tres
contrastees. En conditions de hautes eaux, l'interface saprolite { granite contr^ole
les ecoulements souterrains a l'echelle du bassin versant. En revanche, lorsque les
niveaux piezometriques sont plus bas que cette interface, une compartimentation
hydrologique apparait en raison de la diminution de la connectivite et du nombre de
fractures permeables en profondeur. Un modele conceptuel d'ecoulement souterrain
est propose a l'echelle du bassin versant pour illustrer ces comportements hydrologiques
contrastes. Pour identi er le r^ole respectif des processus advectifs et di usifs
a ectant tous deux le transport de solutes, deux types d'essais de tracage ont ete
realises sous di erentes con gurations d'ecoulement. La combinaison d'experiences
de tracage entre puits et en puits seul ("push-pull") a permis de mettre en avant
le r^ole predominant de l'advection heterogene. La di usion dans la matrice peut
^etre negligee, au moins pour les echelles de temps considerees. Les experiences de
"push-pull" ont egalement permis d'identi er l'impact de l'echelle d'investigation sur
le transport anormal de solutes. L'ensemble de ces resultats fournit une meilleure
connaissance des proprietes et de la vulnerabilite de ces milieux soumis a une forte
pression anthropique.