Le réseau H+

Le réseau H+

Contexte scientifique

L’observatoire de recherche H+ est un réseau d’observatoires des aquifères, considérés comme des milieux poreux hétérogènes dans lequel de l’eau profonde circule. H+ est composé de six sites répartis en France et en Inde échantillonnant différents types d’aquifères : de socle à Ploemeur et Hyderabad en Inde, carbonaté à Poitiers et dans le Larzac, alluvial dans la plaine de l’Allier. À ces sites s’ajoute le laboratoire souterrain à bas bruit (LSBB) de Rustrel établi dans les calcaires de Provence (ancien site militaire du plateau d’Albion) par 400 m de profondeur. Le climat — d’océanique à tropical — et l’occupation des sols — zones agricoles à forestières à des zones périurbaines — sont variables. L’observatoire H+ a la double vocation de fournir des chroniques d’observations long-terme de variables caractérisant la ressource en eau souterraine et de servir de plateforme expérimentale pour étudier les transferts d’eau et de matière en milieu hétérogène.

Résumé

Année de départ : 2002

Localisations : Bretagne, Allier, Méditerranée, Espagne, Inde

Mots clés : modèles-données, karst, cycle de l’eau

Base de données : http://www.ore.fr/base-de-donnees-fr

Site web : http://hplus.ore.fr

Responsable : Olivier Bour

Questions scientifiques

L’observatoire H+ a pour but de mesurer, modéliser les flux d’eau et de matière dans le milieu poreux profond hétérogène de la zone critique. En encourageant le couplage entre mesures, théories et modèles, il a pour objectif principal d’améliorer les outils de prédiction sur les ressources en eaux. Les principaux verrous scientifiques d’H+ sont :

  • Quel est le rôle des écoulements profonds dans le contrôle des cycles hydrologiques et biogéochimiques dans la zone critique ?
  • Comment caractériser la connectivité entre la recharge par les eaux de pluie, les échanges rivière-nappe et les remontées d’eau profonde ?
  • Quel est l’âge des eaux profondes ?
  • Comment les circuits de l’eau en milieu fracturé influencent-ils le développement de communautés vivantes profondes ou de surface ?
  • Quelle est l’architecture de la zone critique et comment celle-ci conditionne sa réponse à des forçages humains (par exemple exploitation), climatiques ou tectoniques ?

Sites et variables mesurées

Pour répondre à ces questions, les sites du réseau H+ utilisent à la fois l’observation sur le long terme et l’expérimentation (traçages, tests hydrodynamiques). Un certain nombre de variables sont mesurées de manière récurrente : principales variables hydrométéorologiques, niveau piézométrique des nappes, suivi géochimique des éléments majeurs en solution, architecture 3D.

Les sites du réseau H+ sont les suivants :

Observatoire de Ploemeur Guidel

L’observatoire de Ploemeur Guidel est situé en Bretagne et est constitué de deux sous-sites : le site de Ploemeur (Morbihan) est un aquifère exploité depuis 1991 bénéficiant d’un climat océanique, situé en domaine cristallin fracturé. Il fournit 1 million de m3 par an pour l’alimentation en eau potable faisant l’objet d’un pompage permanent pour la ville de Ploemeur qui compte près de 20 000 habitants et le site de Guidel est un site similaire à celui de Ploemeur, mais non exploité en zone humide côtière classée Natura 2000.

Observatoire du Larzac

est situé dans la région des grands Causses au sud du Massif central. L’aquifère karstique du Durzon représente une superficie de 100 km² qui alimente la source de Durzon. Cette source fournit de manière naturelle l’alimentation en eau potable de la partie aveyronnaise du Larzac. L’observatoire dispose d’un ensemble de sites dédiés à des observations gravimétriques, inclinométriques et hydrogéodésiques, ainsi qu’une tour à flux pour les mesures d’évapotranspiration.

Observatoire Expérimental hydrogéologique (SEH) de Poitiers

Situé à 2 km à l’est du Campus des Sciences de l’Université de Poitiers. Le dispositif expérimental comprend 35 forages de plus de 130 mètres de profondeur répartis sur une dizaine d’hectares et réalisés entre 2002 et 2004. Ces forages traversent l’intégralité de l’aquifère du Dogger, la plupart étant implantés selon un maillage régulier dans un carré de 210 m*210 m. Les niveaux piézométriques varient en régime normal entre 15 m et 25 m par rapport à la surface du sol.

Observatoire d’Auverwatch

Il est focalisé sur la nappe alluviale de la rivière Allier, un des principaux affluents de la Loire (1000 km de long), qui s’étend sur un bassin versant de plus de 14 000 km² et joue un rôle régional fondamental d’un point de vue socio-économique (eau potable, développement agricole), mais aussi écologique, l’Allier étant une partie intégrante du bassin de la Loire.

Observatoire du Baget

Le bassin versant du Baget (13,25 km2) est situé près de Saint-Girons dans l’Ariège. C’est un écosystème montagnard de moyenne altitude (environ 1000 m) drainé par un réseau karstique qui alimente l’écoulement de surface du ruisseau du Lachein bassin de la Garonne. Ce bassin karstique fait l’objet d’un suivi exceptionnel depuis 1968 pour certains paramètres hydroclimatiques, notamment la température de l’air, les précipitations et les débits du ruisseau. Le système de suivi est composé d’un déversoir principal à la sortie, de trois contrôles complets en excès, de trois piézomètres, dont un dans l’abîme et l’autre dans la perte souterraine.

Laboratoire souterrain à bas bruit

Situé à Rustrel dans le Vaucluse, dans le parc naturel régional du Lubéron. Le site se trouve au cœur du massif karstique de la Fontaine de Vaucluse. Il est constitué de plus de 4 km de galeries allant jusqu’à 520 m de profondeur, sous une surface totale de ~500 000 m², offrant ainsi un accès unique à la zone non saturée (ZNS) du bassin de la Fontaine du Vaucluse. Le site inclut également 5 forages carottés de 21 m de profondeur et 146 mm de diamètre, à 280 m sous la surface du sol.

Observatoire d’Hyberabad

Il est situé en Inde du Sud dans un aquifère cristallin altéré et fracturé soumis à de fortes pressions anthropiques (pompages, intrants, etc.) induites par les pratiques agricoles. Il comprend deux sites, Choutouppal (Andra Pradesh, Inde du Sud) d’une superficie de 43 ha et au sein duquel une recharge artificielle a été mise en place et Maheshwaram, un bassin versant rural fortement exploité pour l’irrigation (près de 1000 forages d’eau sur 50 km²).

Observatoire de Majorque

Situé à Ses Sitjoles (12 000 m2), au SE de l’île. Il s’agit d’un aquifère en domaine carbonaté récifal (Miocène) très perméable, présentant quelques cavités karstiques à échelle métrique. Dans cette zone, l’agriculture intensive et l’irrigation provoquent une surexploitation des nappes phréatiques qui a pour conséquence l’intrusion d’eau saline jusqu’à 15 km à l’intérieur de l’île, et donc la pollution des nappes en chlorure. Le site comprend un réseau de 12 forages profonds (100 m), dont 7 sont entièrement carottés disposés sur une superficie de 1 ha.

Partenaires et informations complémentaires

Le réseau H+ est un service d’observation labellisé par le CNRS. Il réunit plusieurs laboratoires mixtes CNRS-Université-INRAE : Géosciences Rennes (UMR coordinatrice), l’Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (IC2MP), Géosciences Montpellier, le Laboratoire Environnement méditerranéen et modélisation des agrohydrosystèmes (EMMAH), le Laboratoire de chrono-environnement Besançon, Laboratoire Géosciences Azur, le LSBB et le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM). Les partenaires étrangers sont le National Geophysical Research Institute (NGRI, Inde), le Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, Espagne) et le Forschungszentrum Jülich (Allemagne).

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