GEK

Géodésie en Environnement Karstique

© Géosciences Montpellier

Le Service National d’Observation H+ est une infrastructure de recherche dédiée à l’étude des eaux souterraines.

Il est construit autour d’un réseau d’équipes de recherche et de différents sites hydrogéologiques complémentaires en termes de milieu géologique, d’exploitation et d’objectifs de recherche.  Le Service d’Observation Géodésie en Environnement Karstique concerne le site du Durzon (Larzac), qui est sous la responsabilité de l’Oreme.

Questions scientifiques

La mission première de l’observatoire H+ est de maintenir et de coordonner un réseau de sites expérimentaux capables de fournir des données pertinentes – y compris des chroniques ou expériences long terme – pour la compréhension du cycle de l’eau et des éléments transportés dans les aquifères souterrains. Le couplage mesures/théories/modèles est une mission fondamentale de l’Observatoire H+.

Plus précisément, pour le site du Larzac, les questions scientifiques concernent l’étude des processus qui contrôlent les variations spatio-temporelles du stock d’eau dans les milieux karstiques.

Les aquifères karstiques contiennent en effet l’essentiel des ressources en eau souterraine sur le pourtour de la Méditerranée. Paradoxalement, la circulation hydrodynamique en leur sein est mal connue car le stockage de l’eau s’effectue dans des structures très hiérarchisées allant de pores microscopiques jusqu’à de vastes conduits souterrains. Ainsi, le stockage dynamique de l’eau au sein de tels aquifères échappe à la mesure et à la modélisation par les méthodes hydrologiques classiques.

En mesurant l’impact de l’eau sur la déformation et le champ de gravité, il est possible d’obtenir des informations essentielles sur le fonctionnement hydrologique du karst.

Observations

Le système karstique du Durzon, (Causse du Larzac, France) fait l’objet de mesures géodésiques et hydrologiques répétées ou continues.

Les données acquises sont de nature très variées (température, débit, gravimétrie, GPS, inclinométrie, vapeur d’eau, CO2, …) à des fréquences d’échantillonnage très variables (du 100 Hz à une mesure par heure).

La plupart des données sont acquises en continu sur des durées longues. Pour la gravimétrie, le GPS, la sismologie et les flux atmosphériques, l’objectif est de travailler à différentes échelles de temps pour mesurer les cycles saisonniers et les changements climatiques (> 10 ans).

Équipements permanents

  • Un bâtiment de 60 m² climatisé construit en 2011
  • Un gravimètre supraconducteur acquis en 2011
  • Une tour de flux acquise en 2011-2012
  • Deux GPS permanents SNO RESIF-RENAG
  • Un sismomètre permanent SNO RESIF-Sismologie-RLBP
  • Un système de tomographie électrique
  • 3 inclinomètres souterrains
  • 3 pluviomètres souterrains
  • 3 forages équipés de CTD
  • 1 mesure de débit (et température et conductivité) souterrain (aven de la Bise, -110 m sous la surface)
  • Plusieurs (~4) pluviomètres
  • 1 fluorimètre en forage
  • Connexion ADSL pour transmission quasi-temps réelle des données, et monitoring à distance des instruments
La Jasse, mesures en forage
Tour de flux à la Jasse

Données

La politique de diffusion est de mettre toutes les données en ligne accessibles à tous publics. Les données sont diffusées sur le portail des données de l’OSU OREME, et exportées dans la base de données H+.

L’interopérabilité est assurée avec les bases de données d’autres SNO INSU pertinents (RESIF-RLBP, RESIF-RENAG).

Portail des données de l'OREME

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Contacts

Equipe

Chercheurs

Ingénieurs et techniciens

  • Sandrine Baudin (GM)
  • Nicolas Le Moigne (GM)

Valorisation

Les données sont valorisées à travers des publications scientifiques et notamment dans le cadre de travaux de thèse (3 thèses depuis 2006 : Jacob 2009, Deville 2012, Fores 2016).

2017

C. Fores, B., Champollion, C., Le Moigne, N., Bayer, R., & Chéry, J. (2017). Assessing the precision of the iGrav superconducting gravimeter for hydrological models and karstic hydrological process identification. /Geophysical Journal International/, /208/(1), 269-280.

2016

Mazzilli, N., Boucher, M., Chalikakis, K., Legchenko, A., Jourde, H., & Champollion, C. (2016). Contribution of magnetic resonance soundings for characterizing water storage in the unsaturated zone of karst aquifers. /Geophysics/, /81/(4), WB49-WB61.
Fores, B., Champollion, C., Le Moigne, N., & Chery, J. (2016). Impact of ambient temperature on spring-based relative gravimeter measurements. /Journal of Geodesy/, 1-9.
Valois, R., Galibert, P. Y., Guerin, R., & Plagnes, V. (2016). Application of combined time-lapse seismic refraction and electrical resistivity tomography to the analysis of infiltration and dissolution processes in the epikarst of the Causse du Larzac (France). /Near Surface Geophysics/, /14/(1), 13-22.

Galibert, P. Y. (2016). Quantitative estimation of water storage and residence time in the epikarst with time‐lapse refraction seismic. /Geophysical Prospecting/, /64/(2), 431-444.

2013

Mazzilli, N., Jourde, H., Jacob, T., Guinot, V., Le Moigne, N., Boucher, M., … & Legtchenko, A. (2013). On the inclusion of ground-based gravity measurements to the calibration process of a global rainfall-discharge reservoir model: case of the Durzon karst system (Larzac, southern France). /Environmental earth sciences/, /68/(6), 1631-1646.
Galibert, P. Y., Valois, R., Mendes, M., & Guérin, R. (2013). Seismic study of the low-permeability volume in southern France karst systems. /Geophysics/, /79/(1), EN1-EN13.

2012

Deville, S., Jacob, T., Chery, J., and Champollion, C. (2012), On the impact of topography and building mask on time varying gravity due to local hydrology, Geophysical Journal International.
Mazzilli, N., Jourde, H., Jacob, T., Guinot, V., Moigne, N., Boucher, M., Chalikakis, K., Guyard, H., and Legtchenko, A. (2012), On the inclusion of ground-based gravity measurements to the calibration process of a global rainfall-discharge reservoir model: case of the Durzon karst system (Larzac, southern France), Environmental Earth Sciences.

2010

Jacob, T., Bayer, R., Chery, J., and Le Moigne, N. (2010), Time-lapse microgravity surveys reveal water storage heterogeneity of a karst aquifer, Journal of Geophysical Research, 115(B6).
Jacob, T., Chéry, J., Boudin, F., and Bayer, R. (2010), Monitoring deformation from hydrologic processes in a karst aquifer using long-baseline tiltmeters, Water Resources Research, 46(9).

2009

Boy, J.-P., Longuevergne, L., Boudin, F., Jacob, T., Lyard, F., Llubes, M., Florsch, N., and Esnoult, M.-F. (2009), Modelling atmospheric and induced non-tidal oceanic loading contributions to surface gravity and tilt measurements, Journal of Geodynamics, 48(3-5), 182-188.
Jacob, T., Chery, J., Bayer, R., Le Moigne, N., Boy, J.-P., Vernant, P., and Boudin, F. (2009), Time-lapse surface to depth gravity measurements on a karst system reveal the dominant role of the epikarst as a water storage entity, Geophysical Journal International, 177(2), 347-360.
Ladouche, B., Luc, A., and Nathalie, D. (2009), Chemical and isotopic investigation of rainwater in Southern France (1996–2002): Potential use as input signal for karst functioning investigation, Journal of Hydrology, 367(1-2), 150-164.

2008

Boudin, F., Bernard, P., Longuevergne, L., Florsch, N., Larmat, C., Courteille, C., Blum, P. A., Vincent, T., and Kammentaler, M. (2008), A silica long base tiltmeter with high stability and resolution, The Review of scientific instruments, 79(3), 034502.
Jacob, T., Bayer, R., Chery, J., Jourde, H., Moigne, N. L., Boy, J.-P., Hinderer, J., Luck, B., and Brunet, P. (2008), Absolute gravity monitoring of water storage variation in a karst aquifer on the larzac plateau (Southern France), Journal of Hydrology, 359(1-2), 105-117.

2006

Aquilina, L., Ladouche, B., and Dörfliger, N. (2006), Water storage and transfer in the epikarst of karstic systems during high flow periods, Journal of Hydrology, 327(3-4), 472-485.
Rerolle, T., Florsch, N., Llubes, M., Boudin, F., and Longuevergne, L. (2006), L’inclinométrie, un nouvel outil pour le suivi temporel des aquifères ?, Comptes Rendus Geoscience, 338(11), 775-786.