Fonctionnement hydrodynamique du bassin tertiaire du Bas-Dauphiné entre la Drôme et la Varèze (Drôme et Isère, Sud-Est de la France) : Etude géochimique et isotopique

Hydrodynamic survey of molassic basin of Bas-Dauphiné between Drôme and Varèze rivers (Drôme and Isère, South-eastern France)

• Auteur / Autrice : Tiffanie Cave
• Direction : Olivier Banton, Yves Travi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrogéologie
• Date : Soutenance le 19/12/2011
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Blavoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guy Faure, Laurent Cadilhac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Willi Struckmeier, Jacques-Noël Mudry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Remontée (hydrogéologie)

Eaux souterraines -- Pollution

Eaux souterraines -- Qualité

Eaux souterraines -- Écoulement

Mots clés libres

Aquifère profond

Bassin molassique

Temps de séjour

Modèle de fonctionnement

Bilan

Qualité

Isotopes stables

Tritium

Deep aquifer

Molassic basin

Residence time

Groundwater flow model

Balance

Quality

Stable isotopes

Tritium

Résumé

L’aquifère molassique du Bas-Dauphiné est situé le long de la vallée du Rhône, dans le Sud-Est de la France. Cet aquifère d’une superficie proche de3000 km², et d’une épaisseur moyenne de 400m renferme une eau d’excellente qualité, utilisée par de nombreuses collectivités pour l’alimentation en eau potable. Cependant certains secteurs montrent une forte vulnérabilité de la nappe aux activités agricoles. L’utilisation d’outils géochimiques etisotopiques a permis de préciser le fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère. Dans un premier temps, nous avons montré que la stratification des écoulements décrite par De La Vaissière (2006) sur la partie drômoise de l’aquifère s’étend au secteur isérois. Les eaux les plus profondes ont des vitesses de circulation de l’ordre du mètre par an alors que les flux superficiels ont des vitesses de circulations d’une centaine de mètres par an. D’autre part, le marquage des nappes superficielles et des rivières par des teneurs faibles en tritium (de 3 à 4 UT) et forte en magnésium (jusqu’à 18 mg/L)indique un apport d’eaux anciennes, issues de l’aquifère molassique vers ces eaux superficielles. La définition de deux pôles d’eaux et l’application d’une équation de mélange couplés à la réalisation de bilans hydrogéologique a permis d’appréhender les volumes échangés. Il apparaît finalement que les réservoirs d’eaux superficiels constituent l’exutoire principal de l’aquifère molassique. L’utilisation des éléments traces a mis en avant le rôleessentiel du temps de séjour des eaux dans l’aquifère ainsi que des conditions d’oxydo-réduction dans l’acquisition de la minéralisation. L’évaluation de la qualité naturelle des eaux de la nappe a montré l’impact des activités agricoles sur l’aquifère, avec prés de 80% des échantillons ayant une teneur en nitrates supérieure à la concentration naturelle supposée. L’étude des teneurs en pesticides conforte ce constat. De plus l’étude de l’évolution des concentrations en polluants montre une dégradation de la ressource.

The molassic basin of Bas-Dauphiné is located in south-eastern France, in the Rhône valley. With an averagethickness of about 400 m, and a surface area of about 2900 km², this aquifer is an important groundwaterresource for freshwater supply and agriculture. However, this resource is also vulnerable and is impacted byhuman activities. The use of geochemical and isotopic analyses made it possible to understand the hydrodynamicsurvey of the aquifer. Firstly, we showed the stratification of the groundwater previously described in thesouthern part of the molassic aquifer could be extended to the north. The groundwater flow velocity is about onemeter / year for the deepest flow and around 100-200 meter /year for the shallowest flow. Secondly, superficialaquifers and rivers are marked by low tritium activities (3 to 4 UT) and high magnesium concentrations (until 18mg/L), which indicate ancient molassic water contribution. The definition of two water types and the applicationof a mixing equation combined with hydrogeological balances lead to an estimation of the contribution of thedeep aquifer to the shallow aquifer. It is finally established that surface water (aquifers and rivers) constitute themain outlet of the molassic aquifer. The use of trace elements shows the importance of the groundwaterresidence time and of redox conditions in the water mineralization. The assessment of baseline quality shows theimpact of agricultural activities upon the aquifer, with nearly 80 % of samples showing higher nitrateconcentration than the maximal natural concentration. This is confirmed by the study of pesticidesconcentrations. Furthermore, the evolution of pollutants concentrations points out a deterioration of the resource.