Estimation de la fonctionnalité du karst à partir des enregistrements CTD des sources : application à la paramétrisation de la vulnérabilité des aquifères A. Fournillon 1 *, B. Arfib 1 & J. Borgomano 1 Aix–Marseille Univ, CEREGE Centre Saint-Charles, 3, Place Victor Hugo (Case 67), 13331 Marseille cedex 3, France. *Tel: +33-(0)6.308.380.27, e-mail: [email protected] 1. Introduction : mesure de la vulnérabilité des aquifères 2. Méthodologie La mesure de vulnérabilité des aquifères karstiques repose sur l’intégration cartographique de leurs paramètres de fonctionnement (infiltration et fonctionnalité du karst) et de structure (couverture, épikarst et propriétés de la roche). Le but de ce travail est de proposer une nouvelle méthode pour caractériser la fonctionnalité du karst. La fonctionnalité du karst est liée au paramètre K dans les méthodes de cartographie de vulnérabilité. Cette méthode est basée sur une conversion des variations de hauteur, température et conductivité électrique des sources en une image RGB représentative du fonctionnement de la source. L’image ainsi obtenue permet visuellement de caractériser la fonctionnalité du karst. La méthode basée RGB est comparée et validée avec d’autres méthodes plus classiques de traitement du signal. Cette méthode se veut une aide aux gestionnaires pour la caractérisation de la présence de karst, et dans la phase de paramétrisation des cartes de vulnérabilité. 3. Application à la source Werotte (Var, France) Remerciements Cette étude fait partie du projet KarstEAU financé par l’Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse, le Conseil Général du Var, le Conseil Général des Bouches-du-Rhône et la Région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Les auteurs remercient également Madeleine Werotte pour l’autorisation d’équipement de la source éponyme. Paramètres de la méthode PaPRIKa dans le schéma d’un aquifère karstique (modifié d’après Dörfliger & Plagnes , 2009) karsteau.fr Script pour RGB Article Poster en pdf H T C 0 0 0 255 255 255 Temps Tps 1 H 1 T 1 C 1 62 178 201 1 = 1 = 62 1 = 128 1 = 201 = (62, 128, 201) (1) Attribution d’une valeur rouge, vert et bleu à chaque pas de temps R B G 1 1 1 (2) Définir la couleur RGB correspondante à chaque pas de temps Hautes eaux Etiage Transition Crues Enregistrement CTD Variations RGB (3) Analyse des variations RGB crues avec récession à pentes multiples et variations brusques de régime hydrique Aquifère à karst très fonctionnel Financement 3.3 Autres méthodes de mesure de la fonctionnalité du karst La source Werotte jaillit en bordure de l’Unité du Beausset au NE de Toulon (Var, France), au contact entre l’Hettanien dolomique et le Rhétien calcaire, non loin du Gapeau. Elle est alimentée par le Massif des Morières dolomitique et karstifié. Son bassin d’alimentation comprend des calcaires et marno-calcaires du Jurassique. Variations RGB du cylce 2009-2010 : - Deux périodes d’étiage d’intensité différentes (couleur verte) - Une période de hautes eaux avec de nombreuses crues (couleur rouge) - Crues brusques avec récession à pentes multiples (apparition brusque d’une couleur puis dégradé polychromatique) Aquifère à karst très fonctionnel (K=3 comme paramètre de vulnérabilité de l’aquifère) Analyse de la décroissance de deux crues milieu à triple porosité Réponse impulsionnelle (corrélogramme croisé pluie-paramètres CTD) typique des aquifère à karst très fonctionnel 3.2 Variations RGB de la source Werotte (cycle 2009-2010) Comparaison 1 16% , 33% (51%) 3.1 Contexte général Aire d’étude

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Estimation de la fonctionnalité du karst à partir des enregistrements CTD des

sources : application à la paramétrisation de la vulnérabilité des aquifères

A. Fournillon1*, B. Arfib1& J. Borgomano1

Aix–Marseille Univ, CEREGE Centre Saint-Charles, 3, Place Victor Hugo (Case 67), 13331 Marseille cedex 3, France. *Tel: +33-(0)6.308.380.27, e-mail: [email protected]

1. Introduction : mesure de la vulnérabilité des aquifères

2. Méthodologie

La mesure de vulnérabilité des aquifères karstiques repose sur l’intégration cartographique de leurs paramètres de fonctionnement (infiltration et fonctionnalité du karst) et de structure (couverture, épikarst et propriétés de la roche). Le but de ce travail est de proposer une nouvelle méthode pour caractériser la fonctionnalité du karst. La fonctionnalité du karst est liée au paramètre K dans les méthodes de cartographie de vulnérabilité. Cette méthode est basée sur une conversion des variations de hauteur, température et conductivité électrique des sources en une image RGB représentative du fonctionnement de la source. L’image ainsi obtenue permet visuellement de caractériser la fonctionnalité du karst. La méthode basée RGB est comparée et validée avec d’autres méthodes plus classiques de traitement du signal. Cette méthode se veut une aide aux gestionnaires pour la caractérisation de la présence de karst, et dans la phase de paramétrisation des cartes de vulnérabilité.

3. Application à la source Werotte (Var, France)

Remerciements Cette étude fait partie du projet KarstEAU financé par l’Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse, le Conseil Général du Var, le Conseil Général des Bouches-du-Rhône et la Région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Les auteurs remercient également Madeleine Werotte pour l’autorisation d’équipement de la source éponyme.

Paramètres de la méthode PaPRIKa dans le schéma d’un aquifère karstique (modifié d’après Dörfliger & Plagnes , 2009)

karsteau.fr Script pour RGB Article Poster en pdf

255

TempsTps1

178

201

𝐻𝑇𝐶1 =𝐻1 = 62𝑇1 = 128𝐶1 = 201

= 𝑅𝐺𝐵(62, 128, 201)

(1) Attribution d’une valeur rouge, vert et bleu à chaque pas de temps

B G

𝐻1

𝑇1

𝐶1

(2) Définir la couleur RGB correspondante à chaque pas de temps

Hautes eaux Etiage Transition

Crues

Enregistrement CTD Variations RGB

(3) Analyse des variations RGB crues avec récession à pentes multiples et

variations brusques de régime hydrique Aquifère à karst très fonctionnel

Financement

3.3 Autres méthodes de mesure de la fonctionnalité du karst

La source Werotte jaillit en bordure de l’Unité du Beausset au NE de Toulon (Var, France), au contact entre l’Hettanien dolomique et le Rhétien calcaire, non loin du Gapeau. Elle est alimentée par le Massif des Morières dolomitique et karstifié. Son bassin d’alimentation comprend des calcaires et marno-calcaires du Jurassique.

Variations RGB du cylce 2009-2010 : - Deux périodes d’étiage d’intensité différentes (couleur verte) - Une période de hautes eaux avec de nombreuses crues (couleur rouge) - Crues brusques avec récession à pentes multiples (apparition brusque d’une

couleur puis dégradé polychromatique) Aquifère à karst très fonctionnel (K=3 comme paramètre de vulnérabilité de l’aquifère)

Analyse de la décroissance de deux crues milieu à triple porosité

Réponse impulsionnelle (corrélogramme croisé pluie-paramètres CTD) typique des aquifère à karst très fonctionnel

3.2 Variations RGB de la source Werotte (cycle 2009-2010)

Comparaison

𝐻𝑇𝐶1 𝑅 16% , 𝐺 33% 𝑒𝑡 𝐵 (51%)

3.1 Contexte général

Aire d’étude