Gaz dissous

Les aquifères karstiques constituent une ressource en eau stratégique dans le bassin Méditerranéen, mais restent relativement difficiles à exploiter du fait de leur structure et de leur fonctionnement complexes. En particulier, les aquifères karstiques sont connus pour leur large gamme de temps de transit du fait de mélanges d’eaux d’origines et de voies de circulation variées (épikarst, flux profond, éléments transmissifs/capacitifs). L’identification et la quantification de ces flux demeurent actuellement à un degré de caractérisation insuffisant pour bien contraindre les modèles de fonctionnement.

En mesurant les gaz dissous dans l’eau souterraine, il est possible d’estimer les temps séjour des eaux souterraines et ainsi de caractériser les mécanismes de recharge et la dynamique des écoulements dans les systèmes hétérogènes complexes.

Objectifs

La concentration en gaz dissous dans les eaux souterraines est acquise au moment de la recharge. Elle est fonction des conditions de pression et de température au moment de l’équilibre air/eau et de la quantité de gaz dans l’air. Deux informations peuvent être obtenues en fonction du type de gaz observé :

  • les gaz nobles (Ne, Ar) ont des concentrations atmosphériques constantes ; leurs concentrations dans l’eau renseignent donc sur les conditions physiques au moment de la recharge et permettent de déterminer la température de recharge (Noble Gas Temperature NGT) et l’Excès d’air (EA),
  • les gaz d’origine anthropique (CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6) ont une concentration qui a varié au cours du temps ; leurs concentrations renseignent sur le temps écoulé depuis le contact de l’eau avec l’atmosphère et donc sur le temps moyen de séjour de l’eau dans l’hydrosystème. Dans le cas des systèmes karstiques, leur concentration permet également de quantifier les proportions de mélanges d’eaux à différents temps de séjours (circulations rapides/lentes).

Observations

  1. Suivis réguliers sur des sites pilotes, en lien avec d’autres TO de l’OSU OREME, permettant des mesures sur différents compartiments du karst (Epikarst, Zone Non Saturée, Zone Saturée) :
    • Site du Lez (TO MEDYCYSS) : Mesures à l’exutoire principal (Source du Lez) et dans différents forages du site expérimental du Terrieu.
    • Site du Durzon (TO GEK) : Mesures à l’exutoire et à différentes profondeurs du conduit karstique principal de la source du Durzon. Mesures en forages.
  2. Mesures occasionnelles :
    • Sources et forages de la TO MEDYCYSS (ex : Sources temporaires du système du Lez, Source d’Issanka, Forage du Gour Noir)
    • Sources appartenant au réseau du SNO Karst (ex : Port Miou)

Données

La collecte des données concerne :

  • les gaz majeurs (CO2, N2, CH4…)
  • les gaz nobles (Ne, Ar), l’Excès d’Air (EA) et la Température de recharge (Noble Gaz Temperature NGT)
  • les gaz d’origine anthropique (CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6)

Les analyses de gaz sont réalisées par la Plateforme CONDATEAU de l’OSU de Rennes.

Portail des données de l'OREME

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Équipe

  • Véronique De Montety (HSM)
  • Jean-Luc Seidel (HSM)
  • Christelle Batiot-Guilhe (HSM)
  • Hervé Jourde (HSM)
  • Véronique Léonardi (HSM)
  • Marina Hery (HSM)

Personnel technique associé :

  • Rémi Müller (HSM)
  • Pierre Marchand (HSM)
  • Frédéric Hernandez (HSM)

Collaborations

  • Géosciences Rennes (ANR Hydrokarst G2 et 3 projets financés par HSM)
  • Géosciences Montpellier (ANR Hydrokarst G2)
  • UMR G-Eau (1 projet financé par HSM en 2015)
  • UMR EMMA (1 projet financé par HSM en 2015)
  • BRGM
  • Partenaires du SNO Karst

Valorisation scientifique

Licznar-Fajardo P., Héry M., Masnou, A., de Montety V., Leonardi V., Seidel J.L., Batiot-Guilhe C., Hardy M., Roure C., Almakki A., Jourde H., Jumas-Bilak E., 2014 : Approche pluridisciplinaire originale d’exploration de l’aquifère karstique du Lez : compartimentation hydrodynamique et résistance des communautés bactérienne aux antibiotiques. Colloque Effervescence : environnements et résidus de médicaments : enjeux présents et futurs : quelles réponses; Montpellier, 21-22 Nov. 2014

de Montety V., Bondu R., Aquilina L., Batiot C., Seidel J.-L., Labasque T., 2012Dissolved gases: new tracers for the characterization of recharge mechanisms and flow dynamic in Karst. GDAT 2012, Rennes, 15-19 Oct. 2012.

Bondu-Crozel, R., 2012Utilisation des traceurs atmosphériques émergents pour caractériser les conditions de recharge et les temps de résidence des eaux dans les systèmes karstiques, Mémoire de M2, 51pp.