Soutenance de thèse: Pierre-Alain GUISIANO (16 DECEMBRE 2024)

Centre: UMR SPE

Projet: GEM

Discipline Sciences de l'Univers et mention Terre solide: géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère

Titre de la thèse: Dynamique de la contribution des eaux souterraines au bilan hydrologique des bassins versants méditerranéens: approche géochimique et isotopique sur plusieurs fleuves corses

Résumé vulgarisé:

Le domaine méditerranéen fait face à une pression croissante sur ses ressources en eau, exacerbée par le changement climatique et les activités humaines. Cette situation est particulièrement préoccupante dans les régions montagneuses, véritables réservoirs d'eau qui alimentent en eaux de surface et souterraines les régions côtières situées plus en aval. Ces ressources en eau souterraine jouent un rôle essentiel dans le maintien du débit des rivières, des écosystèmes et des activités humaines qui en dépendent, surtout durant les périodes d’étiage. Cependant, le fonctionnement hydrogéologique de ces milieux reste encore mal compris, notamment en ce qui concerne cette contribution des nappes souterraines, tant dans l’espace que dans le temps, à l’échelle des bassins versants. Cette thèse a donc pour objectif de mieux appréhender cette dynamique dans le bilan hydrologique de treize bassins versants méditerranéens en Corse, utilisés comme modèles d'étude. Trois axes de recherche ont été développés, s’appuyant sur une approche couplée combinant hydrogéologie, hydrologie fondamentale et isotopique. Le premier axe a consisté à caractériser la contribution des eaux souterraines à long terme dans deux bassins versants tests. Cette première étude a été réalisée à l'aide d'un filtre hydrologique, calibré grâce à l'utilisation de traceurs naturels reflétant la composition chimique et isotopique de l'eau. Ce travail a permis de mettre en évidence la dépendance à long terme de ces rivières aux eaux souterraines, au cours des saisons, ainsi que pendant les périodes sèches. Le second axe s'est intéressé au fonctionnement hydrogéologique des sites étudiés en période de sécheresse sévère. L’analyse croisée des signatures chimiques et isotopiques des eaux de surface et souterraines, des outils statistiques et des tendances climatiques et hydrologiques a permis d'identifier quatre catégories de bassins versants méditerranéens. Chacune des classes présentant une réponse spécifique face à la sécheresse (dépendance aux eaux souterraines profondes, peu profondes ou aux précipitations de montagne). Enfin, le troisième axe visait à mieux comprendre la dynamique des écoulements souterrains en période d’étiage, par l’usage combiné d'un traceur naturel de l’âge des eaux et d'indices hydrologiques décrivant l’étiage. Les résultats ont confirmé les classes précédemment établies, révélant des comportements hydrogéologiques variés. Certaines rivières dépendent fortement des nappes souterraines profondes, tandis que d'autres sont davantage réactives aux réservoirs plus proches de la surface et aux précipitations estivales. L’ensemble de ces résultats a conduit à une synthèse conceptuelle soulignant l'importance des eaux souterraines dans le maintien hydrologique des cours d'eau méditerranéens. Ces modèles pourront ainsi servir de référence pour les parties prenantes, en vue d'une gestion durable et équitable des ressources en eau dans le contexte méditerranéen.

Riassuntu vulgarizatu:

I rughjoni mediterranei danu capu à una prissione criscente nant’à a risorsa idrica, inacerbita da u cambiu climaticu è da l’attività umane. Hè ind’è i rughoni muntagnosi chì sta situazione hè u più primurosa, postu chì alimentanu i rughjoni litturali à l’inghjò in acque superficiali è sutterranee. Ste risorse sutterranee sò di primura per mantene u flussu di i fiumi, l’ecosistemi è l’attività umane chì ne dipendenu, anzituttu mentre i periodi di sicchia. Quantunque, un hè ancu capitu bè u funziunamentu idrulogicu di st’idrosistemi, in particulare l’evoluzione spaziutimpurale di a cuntribuzione sutterranea à u bilanciu idricu di i fiuminali. U scopu di sta tesi hè di caratterizà sta dinamica per tredeci fiuminali di Corsica. Tre acchisi di ricerca sò stati svillupati, arrimbati nant’à una mitudulugia cumbinendu idrugiulugia, idrulugia fundamentale è isotopica. U scopu di u primu acchisu era di caratterizà a cuntribuzzione à long’andà di l’acque sutterranee, cu l’esempiu di dui fiuminali : u Tavignanu è u Fium’altu. Stu primu studiu hè statu attuitu aduprendu un filtru idrulogicu, calibratu cù indicatori naturali di a cumpusizione chimica è isotopica di l’acqua. Hà permessu di mette in evidenza a dipendenza à long’andà di sti fiumi à a cuntribuzione di l’acque sutterranee. U sicondu acchisu s’hè interessatu à u funziunamentu idrugiulogicu di sti sistemi mentre periodi di sicchia severa. L’analisi chimiche è isotopiche di l’acque superficiali è sutterranee, cumbinate cù arseni statistichi è cù u studiu di e cundizioni climatiche è idrulogiche, hà permessu d’idintificà quattru catigurie di fiuminali mediterranei. Ogni catiguria prisenta un cumpurtamentu specificu da capu à a sicchia (dipendenza à l’acque sutterranee prufonde, più superficiali, o à a piove in muntagna). Infine, u scopu di u terzu acchisu assignava à caratterizà a dinamica di i scoli sutterranei in periodu bassu, cumbinendu un indicatore naturale di l’ità di l’acqua cù indicatori idrulogichi. I risultati anu palisatu cumpurtamenti idrugiulogichi diversi, cunfirmendu e categurie messe in evidenza nanzu. Certi fiumi dipendenu assai di e falle d’acque sutterranee prufonde, invece chì certi altri dipendenu di più di l’acque sutterranee più superficiali è di e piovi estive. Da tutti sti risultati sò stati pruposti mudelli cuncettuali sottulignendu l’impurtenza di l’acque sutterranee per u mantinimentu idrulogicu di i fiumi mediterranei. Sti mudelli puderanu esse aduprati per ghjunghje una ghjistione più durevule è equitativa di a risorsa idrica in u rughjone meditteraniu.

La soutenance aura lieu le lundi 16 décembre à 14H, Amphi Desanti 2, Bâtiment Desanti, sous la BU, campus Grimaldi

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