MEDYCYSS

Observatoire Multi-Echelle de la DYnamique des Crues et de l’hYdrodynamique Souterraine en milieu karStique

© MEDYCYSS - HSM / Frédéric Hernandez
© MEDYCYSS - HSM / Frédéric Hernandez

L’Observatoire Multi-Échelle de la DYnamique des Crues et de l’hYdrodynamique Souterraine en milieu karStiques (MEDYCYSS – OSU OREME) a été mis en place pour répondre aux problèmes spécifiques que rencontrent les régions méditerranéennes du fait de leurs contextes climatiques, hydrologiques et hydrogéologiques particuliers.

Il comprend le bassin Lez-Mosson-Coulazou et correspond à un vaste hydrosystème karstique dont l’exutoire principal est la source du Lez qui alimente Montpellier et ses environs.

Questions scientifiques

Cet observatoire a pour objectif de caractériser les processus de transferts associés aux différentes entités (superficielles et souterraines) des hydrosystèmes karstiques méditerranéens et , plus spécifiquement, de permettre :

  • l’observation et la caractérisation à diverses échelles (locale et régionale) de l’hydrodynamique souterraine des aquifères karstiques sous l’action de forçages climatiques et anthropiques ;
  • l’observation et la compréhension des processus hydrologiques rapides lors des crues extrêmes dans des bassins versants méditerranéens à forte composante karstique ;
  • l’observation et la détermination du risque de contamination de la ressource en eau souterraine par un suivi couplé hydrodynamique/hydrochimique.

Observations

Sur ce territoire, des chroniques de données qualitatives et quantitatives sur les eaux souterraines et les eaux de surface existent depuis les années 1950, de façon plus ou moins continue dans le temps.

Des mesures et suivis complémentaires ont par ailleurs été mis en place par le laboratoire HydroSciences Montpellier depuis 2005, de façon à instrumenter en surface et en souterrain les principaux bassins hydrographiques en interaction avec le karst : le Lez, la Mosson et le Coulazou. Cette démarche a été initiée à la suite des événements pluviométriques extrêmes de 2002 qui ont fortement affecté le Gard et l’Hérault. Ce type d’événement peut générer des crues et inondations de grande ampleur, à l’origine de dommages importants dans des zones où l’urbanisation et les activités économiques sont souvent concentrées, zones en constante augmentation ces dernières années. Dans la majorité des cas, les bassins des cours d’eau sujets à des crues éclair comprennent une partie karstiques, typiques des milieux carbonatés du pourtour méditerranéen. Ces derniers renferment également une part importante, voire majoritaire dans certains secteurs, des ressources en eau disponibles. Lors d’événements pluviométriques extrêmes, s’ajoute alors le risque de contamination de la ressource en eau souterraine.

L’observatoire MEDYCYSS permet d’appréhender ces différents processus, et notamment de caractériser les transferts de flux et de matière à différentes échelles :

  • échelle régionale : réseau de forages/piézomètres (14 forages), sources pérennes et temporaires, avens/pertes,
  • échelle locale : site expérimental du Terrieu (22 forages de 60 m de profondeur, sur 500 m² environ, à 5 km de l’exutoire principal de l’aquifère du Lez, la Source du Lez),
  • échelle du forage : forage profond du Triadou, (333 m), localisé à proximité de la Source du Lez et d’une rivière intermittente. Equipé en juillet 2014 pour des suivis multi-niveaux (Equipex CRITEX) par le dispositif « Multi-level monitoring PMPS » (SolExperts ®), permettant un suivi en continu de P et T° à différentes profondeurs ainsi que le suivi hydrogéochimiques dans 5 intervalles isolés par des obturateurs.

En compléments des suivis hydrodynamiques réalisés sur les forages et cavités karstiques, des suivis météorologiques (6 pluviographes et une station météorologique), hydrologiques (9 stations de mesures) et biogéochimiques (hydrochimie, isotopes, gaz dissous et communautés bactériennes) sont également réalisés.

Portail des données de l'OREME

Page du SO sur le portail des données de l'OSU OREME

Accéder au portail

Contacts

Equipe

Chercheurs

  • Christelle Batiot-Guilhe (HSM)
  • Véronique de Montety (HSM)
  • Marina Héry (HSM)
  • Hervé Jourde (HSM)
  • Véronique Leonardi (HSM)
  • Séverin Pistre (HSM)
  • Jean-Luc Seidel (HSM)
  • Jean-Denis Taupin (HSM)

Ingénieurs et personnels techniques associés (terrain / laboratoire)

  • Jean-François Boyer (HSM)
  • Jean-Pierre Bricquet (HSM)
  • Pascal Brunet (HSM)
  • Frédéric Hernandez (HSM)
  • Pierre Marchand (HSM)
  • Rémi Müller (HSM)
  • Nicolas Patris (HSM)
  • Aurore Remes (HSM)

Valorisation

Bailly-Comte, V., V. Borrell Estupina, H. Jourde and S. Pistre (2012). « A conceptual semidistributed model of the Coulazou River as a tool for assessing surface water – karst groundwater interactions during flood in Mediterranean ephemeral rivers. » Water Resources Research 48(9).

Bailly-Comte, V., H. Jourde and S. Pistre (2009). « Conceptualization and classification of groundwater–surface water hydrodynamic interactions in karst watersheds: Case of the karst watershed of the Coulazou River (Southern France) « . Journal of Hydrology 376(3-4): 456-462.

Bailly-Comte, V., J. B. Martin, H. Jourde, E. Screaton, S. Pistre and A. Langston (2010). « Water exchange and pressure transfer between conduits and matrix and their influence on hydrodynamics of two karst aquifers with sinking streams « . Journal of Hydrology 386 (1-4): 55-66.

Batiot-Guilhe, C., Ladouche, B., Seidel, J. L., & Maréchal, J. C. (2015). Caractérisation hydrochimique et qualité des eaux de l’aquifère karstique du Lez. Karstologia, 62: 23-32.

Bicalho, C., C. Batiot, J. L. Seidel, S. Van Exter and H. Jourde (2010). « Investigation of Groundwater dynamics in a Mediterranean karst system by using multiple geochemical tracers. » Advances Res. Karst Media 1: 157-162.

Bicalho, C., C. Batiot-Guilhe, J. L. Seidel, S. Van Exter and H. Jourde (2012). « Geochemical evidence of water source characterisation and hydrodynamic responses in a karst aquifer. » J. Hydrol 450–451: 206-218.

Bicalho, C., C. Batiot-Guilhe, J. L. Seidel, S. Van Exter and H. Jourde (2012). « Hydrodynamical changes and their consequences on groundwater hydrochemistry induced by three decades of intense exploitation in a Mediterranean Karst system. » Env. Earth Sci. 65(8): 2311-2319.

Borrell-Estupina, V., Malaterre, P.-O., Ricci, S., Fleury, P., Jay-Allemand, M., Coustau, M., Harader, E., Darras, T., Bouvier, C., Thual, O., Guilhemenc, M., Marchandise, A. and Maréchal, J.-C. (2015). Flood part II : Genesis, propagation and forecasting of flooding at Montpellier city. Karstologia 62: 49-56.

Condomines, M., E. Gourdin, D. Gataniou and J. L. Seidel (2012). « Geochemical behaviour of Radium isotopes and Radon in a coastal thermal system (Balaruc-les-Bains, South of France). » Geochem. Cosmochem. Acta 98: 160-176.

Coustau, M., C. Bouvier, V. Borrell Estupina and H. Jourde (2012). « Flood modelling with a distributed event-based parsimonious rainfall-runoff model: case of the karstic Lez river catchment. » Natural Hazards and Earth System Sciences 12: 1119-1133.

Coustau, M., S. Ricci, V. Borrell-Estupina, C. Bouvier, O. Thual (2013). Benefits and limitations of River as a tool for assessing surface water–karst groundwater interactions during flood in Mediterranean ephemeral rivers. Water Resources Research, 48, W09534.

Darras T.,·Borrell V., Kong-A-Siou L.,·Vayssade B., Johannet A., Pistre S. (2015). Identification of spatial and temporal contributions of rainfalls to flash floods using neural network modelling: case study on Lez Basin (Southern France). Hydrology and Earth System Sciences Discussions; 12(4).

Dausse A., Jourde H., Léonardi V. (2015). Hierarchisation of groudwater flow paths and scale dependency of the hydrodynamic properties in karst. Hydrogeological and Environmental Investigations in Karst Systems, Environmental Earth Sciences1: 331-338.

Fleury P., B. Ladouche, Y. Conroux, H. Jourde and N. Dorfliger (2009). « Modelling the hydrologic functions of a karst aquifer under active water management – the Lez spring « . Journal of Hydrology 365: 235-243.

Fleury, P., Borrell Estupina, V., Johannet, A., Kong-A-Siou, L., Pistre, S., Guilhemenc, M., Maréchal, J.-C., and Dörfliger, N. (2015). Flood part I: Karst contribution to Lez floods, Karstologia 62, 41-48.

Hakoun V., N. Mazzili, S. Pistre and H. Jourde (2013). Teaching groundwater flow processes: connecting lecture to practical and field classes. Hydrology and Earth System Sciences 17(5): 1975-1984.

Jazayeri, M., H. Jourde and G. Massonat (2011). « Influence of the observation scale on permeability estimation at local and regional scales through well tests in a fractured and karstic aquifer (Lez aquifer, Southern France) « .  Journal of Hydrology 403 (3-4): 321.

Johannet, A., V. Taver, L. Kong-A-Siou, V. Borrell Estupina, S. Pistre, A. Mangin, D. Bertin (2014) Les réseaux de neurones artificiel pour la modélisation hydrodynamique des aquifères karstiques. Karstologia 60 : 45-59.

Jourde, H., C. Batiot-Guilhe, V. Bailly-Comte, C. Bicalho, M. Blanc, V. Borrell Estupina, C. Bouvier, J. F. Boyer, P. Brunet, M. Coustau, C. Dieulin, E. Gayrard, V. Guinot, F. Hernandez, L. Kong A Siou, A. Johannet, V. Leonardi, N. Mazzili, P. Marchand, N. Patris, S. Pistre, J. L. Seidel, J. D. Taupin and S. Van Exter (2011). The MEDYCYSS observatory, a multi scale observatory of flood dynamics and hydrodynamics in karst (Mediterranean border Southern France). Advances in the Research of Aquatic Environment. N. S. Lambrakis, George; Katsanou, Konstantina (Eds.). 1: 551-560.

Jourde, H., A. Lafare, N. Mazzili, G. Belaud, L. Neppel, N. Doerfliger and F. Cernesson (2013). « Flash flood mitigation as a positive consequence of anthropogenic forcings on the groundwater resource in a karst catchement. » Environmental Earth Sciences.

Kong-A-Siou L., Johannet A., Borrell Estupina V., Pistre S. (in press). Neural networks for karst groundwater management: case of the Lez spring (Southern France). 10.1007/s12665-015-4708-9, ENGE.

Kong A Siou, L., A. Johannet, V. Borrell Estupina and S. Pistre (2011). « Complexity selection of a neural network model for karst flood forecasting: The case of the Lez Basin (southern France). + erratum 406, Issues 1–2, p. 136, . » Journal of Hydrology 403 (3-4): 367-380.

Kong A Siou, L., A. Johannet, V. Borrell Estupina and S. Pistre (2012). « Optimization of the generalization capability for rainfall-runoff modeling by neural networks: The case of the Lez aquifer (southern France). » Environmental Earth Sciences 65 (8) (Special Issue): 2365-2375.

Kong A Siou L., Fleury P., Johannet A.,·Borrell Estupina V.,·Pistre S.,·Dörfliger N. (2014). Performance and complementarity of two systemic models (reservoir and neural networks) used to simulate spring discharge and piezometry for a karst aquifer. Journal of Hydrology 519(D):3178–3192.

Kong A Siou, L., K. Cros, A. Johannet, V. Borrell Estupina and S. Pistre (2013). « KNOX Method, or knowledge extraction from naural network model. Case study on the Lez karst aquifer (southern France). » Journal of Hydrology. 507: 19-32.

Kong A Siou, L., P. Fleury, A. Johannet, V. Borrell Estupina, S. Pistre and N. Dörfliger (2014). « Robustness and complementary of two systemic models (reservoir and neural networks) used to simulate karst spring discharge and piezometry for a kartz aquifer. » Journal of Hydrology 519(D): 3178–3192.

Lafare, A., H. Jourde, V. Léonardi, S. Pistre and N. Dörfliger (2013 – soumis). « Mathematical modeling of karstogenesis: an approach based on fracturing and hydrogeological processes. » Carbonates and Evaporites.

Mazzilli, N., V. Guinot and H. Jourde (2010). « Sensitivity analysis of two-dimensional steady-state aquifer flow equations. Implications for groundwater flow model calibration and validation. » Advances in Water Resources 33(8): 905.922.

Mazzilli N., V. Guinot and H. Jourde (2012). Sensitivity analysis of conceptual model calibration to initialization bias. Application to karst spring discharge models. Advances in Water Resources 42: 1-16.

Prié V., Bas Y., Batiot-Guilhe C., Ladouche B. (2013). Stygobite malacofauna and water quality: what ecological requirements for subterranean ecosystems? Karstologia 62: 33-40.

Quiers, M., C. Batiot-Guilhe, C. Bicalho Caetano, J. L. Seidel, Y. Perrette and S. V. Exter. (2013). « Characterisation of rapid infiltration flows and vulnerability in karst aquifer using a decomposed fluorescence signal of dissolved organic matter. » Environmental Earth Sciences, 71, 2, 553-561.

Tritz, S., V. Guinot and H. Jourde (2011). « Modelling the behaviour of a karst system catchment using non-linear hysteretic conceptual model. » Journal of Hydrology 397: 250-262.