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The coastal aquifer of Chtouka, with an area of 1250 km2, is located south of Agadir city in the Massa basin. The Chtouka aquifer is made up of a complex of heterogeneous formations mainly represented by alluvium and Plio-Quaternary lacustrine limestones which rest on the marls and sandy marls of the Miocene, which constitutes the substratum of this aquifer. The groundwater of the Chtouka aquifer is mainly used for agricultural and drinking water supply of Biougra, Ait Amira centers, and the rural communes of the plain. The average water withdrawals from the groundwater during the period of 2000-2015 are estimated at 85 Mm3/year, of which 90% corresponds to withdrawals by agricultural pumping. These withdrawals generated 58 Mm3/year which has led to a depletion of the groundwater reserves. The aquifer reservoir is mainly supplied by the infiltration of rainwater and partly by the irrigation water percolation by gravity which covers only 2% of the irrigation perimeter with a surface area of 17260 ha. The analysis of piezometric records, carried out for the series of years 1968-2020, showed a general decrease of groundwater level with drawdown values between 3 and 35 m. The sectors most affected by this decrease are located in the northern half where values reach 35 m in the northwest, 9 m in the north around Biougra Ait Amira, and around 14 m in the south. Further east, the recorded cumulative drawdown values oscillate around 8 m. These drawdowns are lower in the coastal zone to the west and hardly exceed 3 m. The obvious drop in the northern sectors of the study area is due to the reduction in groundwater recharge following the succession of dry years, but mainly due to the intensive exploitation of groundwater by agricultural pumping. In the northwest, the drop in the piezometric level is moderated by the impoundment of the modern irrigated perimeter of the Massa large hydraulics, served from the Youssef Ben Tachefine dam water reservoir. To improve our knowledge and our relevant understanding of this aquifer’s functioning, a hydrogeological study was carried out to identify and assess these water resources, in terms of updated piezometric and new balance. Indeed, the aquifer was greatly impacted by the last successive droughts which have hit the region since 2014. This updated assessment of these groundwater resources will contribute to better management of the Chtouka aquifer and will assist the manager in making the right decision regarding water resources planning.

International audience

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Due to the growing water demand, especially for the agricultural development, the water management in the Grombalia region (NE Tunisia) exploits multiple sources of water. Rainfall is marked by a strong seasonal and interannual variability in time and over space. The regional aquifer has been intensively used for irrigation. Artificial groundwater recharge has been initiated in 1975, in order to reduce the piezometric depletion. It is fed by an important surface water transfer from the North-West of Tunisian since 1984 and by 3 local dams. As a consequence, the Grombalia aquifer system has undergone multiple hydrodynamic and hydrochemical changes, affecting it deeply during the last decades. This study investigates their consequences on the groundwater quantity and quality. In this context, a multi-tracer approach was carried out in the Grombalia basin, based on 4 field visits between March 2013 and April 2015. The recent piezometric decline varying between 0 and −18 m in the upstream part of the aquifer is due to the intense groundwater pumping. Conversely, a water level rise in the central and downstream parts is explained by the excess irrigation return flow: since 1992, the groundwater has risen of up to 2 m. The waterlogging creates many agricultural, environmental and economic problems because of the suffocation of plants. An increase in groundwater salinity is the consequence of agriculture intensification in the Grombalia basin.

International audience; - Le programme « Hyperk - Hydrologie des péridotites karstifiées de Nouvelle-Calédonie » a abordé le système aquifère multicouches (socle de péridotites et différents niveaux d’altération) avec une prise en compte du rôle de la fracturation profonde. Ce programme a porté sur des modèles conceptuels généralistes adaptables à la variabilité des massifs miniers de Nouvelle-Calédonie. - Une synthèse des connaissances acquises est présentée sous la forme d'un guide méthodologique spécifiquement dédié à l’accompagnement des exploitants pour la gestion des eaux souterraines sur sites miniers. Ce guide méthodologique propose des fiches d’actions potentielles à mettre en œuvre pour une meilleure gestion des eaux souterraines dans les secteurs exploités.

Les massifs de péridotites en tant que système aquifère ont été historiquement peu étudiés. Cette méconnaissance a suscité le lancement d’un appel à projet sur la problématique de l’hydrogéologie minière en 2012 par le CNRT « Nickel et son environnement ». Pour répondre à cet appel à projet, une équipe composée de l’université de la Réunion, du BRGM, du Service Géologique de Nouvelle-Calédonie, de l’IRD, des laboratoires d’HydroSciences Montpellier et de GNS (service géologique néo-zélandais), de l’université Pierre et Marie Curie et du bureau d’études Golder Associés a bâti le projet « HYPERK » articulé autour de quatre tâches. La première s’est attachée à la caractérisation de l’hydrosystème des péridotites et à ses spécificités. Les tâches 2 et 3 ont abordé la caractérisation hydrogéologique du système à partir de l’analyse des caractéristiques hydrodynamiques pour l’une, et la distribution de la fracturation pour l’autre. La dernière tâche, plus appliquée, a été consacrée à la définition d’un modèle conceptuel de fonctionnement et la rédaction d’un guide méthodologique pour l’analyse et le suivi des circulations d’eau souterraine en milieu minier. Les livrables du projet HYPERK associés à ce rapport sont la thèse de doctorat réalisée par Julie Jeanpert au SGNC, et le guide méthodologique fournis en annexe 1 et 2 de ce document.- Les observations de terrain ont mis en évidence les « curiosités hydrogéologiques » propres aux péridotites altérées en climat tropical. Ainsi des dolines et des faciès d’altération (lapiaz) sont observés sur tous les massifs. Ces figures caractéristiques d’un milieu karstique résultent des mécanismes de l’altération et notamment de l’hydrolyse des péridotites. La synthèse de ces observations et études existantes, permet de définir la structure de l’hydrosystème avec du haut vers le bas : 1/ la cuirasse perméable qui favorise l’infiltration et porte temporairement une nappe perchée, 2/ l’horizon des latérites (rouge) et des saprolites fines qui constituent un horizon peu perméable mais très poreux et donc un réservoir important ; 3/ l’horizon des saprolites grossières et du saprock (défini comme l’horizon des péridotites fracturées avec 20 % maximum de matériaux altérés) représente un niveau plus perméable qui est associé à l’aquifère principal.- La caractérisation hydrogéologique porte d’abord sur le manteau d’altération constitué de la cuirasse, des latérites, des saprolites grossières et du saprock. Plus de 60 essais hydrauliques ont été menés sur les massifs de péridotites et les résultats et ont été compilés aux données existantes. La conductivité hydraulique moyenne des latérites est évaluée à 1.10-7 m/s et celle des saprolites grossières et du saprock à 8.10-7 m/s. L’hétérogénéité de cet horizon altéré est marquée par une gamme de variation de la conductivité hydraulique sur six ordres de grandeur et l’analyse piézométrique met en évidence des connexions hydrauliques avec le substratum profond fracturé.- Le substratum est ensuite considéré. L’étude de la fracturation est réalisée à partir de mesures structurales sur affleurement et de la description de près de 1000 m de carottes de forages. L’analyse de la fracturation met en évidence l’importance du réseau serpentineux par sa densité d’une part, et par son lien avec l’altération supergène d’autre part. De plus, il est montré que la conductivité hydraulique du substratum diminue avec la profondeur. Cette variation est liée à la diminution de la densité de fractures altérées.- Ainsi, à l’issue de ces analyses, la structure des massifs de péridotites est définie. Un réseau de fractures primaire décimétrique (20 – 30 cm) lié au réseau serpentineux préstructure les péridotites. Sur ce réseau se surimpose un réseau de fractures dont l’espacement est décamétrique (30 m environ) et caractérisé par une altération supergène. Les fractures altérées présentent de fortes conductivités hydrauliques, de l’ordre de 10-5 m/s. En profondeur, l’espacement des fractures est hectométrique et les fractures sont majoritairement fermées, scellées par les minéraux néoformés ou par l’effet de la pression lithostatique.- Les réseaux de fractures déca et hectométriques, visibles également sur l’effet d’échelle de la conductivité hydraulique, sont majoritairement verticaux, développés par instabilité de dissolution lors des processus d’altération. Cependant, des structures à faible pendage existent également et permettent la percolation du réseau.- Enfin, à partir de ces nouveaux résultats et de l’intégration de l’ensemble des données acquises sur les différents massifs, un modèle de structure et de fonctionnement hydrogéologiques est proposé à l’échelle du massif. Ce modèle comprend l’horizon des latérites qui constitue un horizon aquitard homogène sous lequel se développe l’horizon aquifère dont l’épaisseur est de l’ordre de la cinquantaine de mètres. Le substratum est divisé en trois couches dont la conductivité décroît de 2.10-7 à 2.10-8 m/s entre 50 m et 250 m environ sous le mur de l’aquifère. Les modèles numériques construits permettent de valider le modèle conceptuel unitaire et montrent que l’état de saturation des massifs est contraint par leur géomorphologie.- Au terme de ce travail, plusieurs aspects doivent encore être approfondis. Le rôle hydrogéologique de la cuirasse doit être précisé et considéré dans le modèle hydrogéologique. Enfin, compte tenu du développement possible de structures très perméables, voire pseudo-karstiques, au sein des péridotites, la connaissance de la distribution des structures drainantes doit être améliorée.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks(Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularlyaffected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greaterbecause the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computerequipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is locatedin flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly intothe underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences.This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model theRATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks.This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimentaldata were used to model water ingress within the RATP network from the subway station.Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions.Infiltrations through the tunnels are estimated numerically.The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementingan operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand thefunctioning of its network in order to improve its flood risk protection plan.; La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différentsréseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a étéparticulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourraitengendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable dufait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences(les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, lesécoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale duréseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisantle logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisationnécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. Eneffet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration.Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche demétro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numériquequi caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela apermis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’unebouche de métro.Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe etvalidés avec des mesures in situ.Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit demettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de laRATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protectioncontre le risque inondation.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks(Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularlyaffected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greaterbecause the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computerequipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is locatedin flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly intothe underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences.This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model theRATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks.This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimentaldata were used to model water ingress within the RATP network from the subway station.Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions.Infiltrations through the tunnels are estimated numerically.The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementingan operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand thefunctioning of its network in order to improve its flood risk protection plan.; La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différentsréseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a étéparticulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourraitengendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable dufait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences(les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, lesécoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale duréseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisantle logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisationnécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. Eneffet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration.Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche demétro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numériquequi caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela apermis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’unebouche de métro.Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe etvalidés avec des mesures in situ.Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit demettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de laRATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protectioncontre le risque inondation.

International audience; The CIEH piezometer, located in the center of Ouagadougou city presents a water level record spanning the West African Drought which peaked during the 80s and 90s. Its water level is investigated as a potential proxy for groundwater water resources in West African basement rock aquifers submitted to climate changes. 23 boreholes and wells in various land uses and within a 2 km radius around the CIEH piezometer were monitored during the 2013-2014 hydrologic year. The minimum water level occurred in May, at the end of the dry season, while the maximum took place in October, one month after the end of the rainy season. The mean water level amplitude is 3 m, the minimum amplitude being reached at the CIEH piezometer (0.76 m). Moreover, the CIEH piezometer is located in a 2 m amplitude water table depression either in May or in October. Simplified 2d modeling using a general basement aqui-fer structure shows that (i) the water level in the piezometer is under ongoing influence of the spillway raise of the nearby dam#3 lake in 2002, (ii) the whole 1978-2004 period cannot be modelled with constant parameters. A 3% decrease of water uptake is adopted after 1985, presumably resulting from land use changes in the Ouagadougou city. The water table at the CIEH piezometer is presently at its 1978 level, which can considered as a pre-drought value. However this includes a 1.5 m contribution of the two abovementioned anth-ropic effects Further quantitative interpretations of the CIEH piezometer record will require additional geophysical and hydrological investigations.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks (Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularly affected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greater because the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computer equipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is located in flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly into the underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences. This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model the RATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks. This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimental data were used to model water ingress within the RATP network from the subway station. Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions. Infiltrations through the tunnels are estimated numerically. The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementing an operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand the functioning of its network in order to improve its flood risk protection plan., La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différents réseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a été particulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourrait engendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable du fait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences (les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, les écoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale du réseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisant le logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisation nécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. En effet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration. Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche de métro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numérique qui caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela a permis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’une bouche de métro. Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe et validés avec des mesures in situ. Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit de mettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de la RATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protection contre le risque inondation.

La cuvette synclinale de Kourimat comprenant deux sous bassins celui de Zeltène et d’Igrounzar, est située dans la partie orientale du bassin d’Essaouira, abrite un système aquifère carbonaté, représenté par les calcaires du Cénomanien et les calcaires dolomitiques du Turonien. Les eaux de cet aquifère constituent l’unique ressource pour la région tant pour l’alimentation en eau potable que pour l’irrigation. Le Jurassique plus prépondérant dans le sous bassin du Zeltène est caractérisé par une dominance des formations plutôt étanches (marnes argiles rouges, etc.). Les formations carbonatées du Crétacé, d’extension spatiale fort dominante, représentent à peu près de 50% de la superficie du Zeltène et presque 85% de celle d’Igrounzar. Il s’agit de calcaires dolomitiques, calcaires marneux et de marno-calcaires et marnes calcaires très fracturés à karstqiques. L’occupation des sols est assez sommaire. Elle se résume en gros à trois types de couverts : 1) des cultures (céréaliculture) sur les terrains marneux d’age crétacé, sur le Plio-Quaternaire et l’Eocène ; 2) des terrains nus correspondant aux affleurements des dalles calcaires fissurées et karstiques du Crétacé et aux formations jurassiques, et 3) des forêts (résineux) dans la partie aval du bassin versant sur les terrains d’age plio-quaternaire et sur les renforts montagneux du Haut Atlas Occidental. A l’instar de toutes les régions défavorisées du Royaume, le bassin du Qsob est lui aussi soumis à un déboisement intensif (bois de chauffe et de cuisson). L’apport de cet article a permis de caractériser l’aquifère Cénomano-turonien du point de vue hydrodynamique, hydrogéologique et hydrogéochimique. La carte piézométrique représentant deux niveaux aquifères regroupés montre un sens d’écoulement des eaux souterraines du sud-est vers le nord-ouest. Le gradient hydraulique varie de l’amont vers l’aval ; il est faible dans la zone centrale en relation avec de meilleures caractéristiques hydrodynamiques. L’évolution de la piézométrie dans le temps montre des fluctuations interannuelles et saisonnières en relation avec les variations pluviométriques. Les caractéristiques hydrodynamiques ont été calculées par le biais de l’interprétation des données des pompages d’essais, réalisés dans la région par l’Agence Générale de l’Hydraulique. Sur le plan hydrochimique, les résultats des analyses physico-chimiques ont permis de déterminer les faciès chimiques des eaux des deux nappes, leur interaction et leur qualité pour la consommation humaine et l’utilisation en agriculture. Pour mieux comprendre les modalités de fonctionnement du système aquifère de Meskala-Kourimat, l’étude isotopique entreprise a montré la variation des teneurs en O18 des points d’eau avec l’altitude des zones de recharge des différents exutoires. Le gradient altitudinal en O18, estimé à 0,25‰ par 100 m confirme par ailleurs la validité régionale de celui-ci par d’autres auteurs. La relation oxygène-18/deutérium δ2H = 7,74*(δ18O) + 10,83 traduit un régime atlantique des précipitation sans évaporation qui suggère une infiltration rapide, confirmée également par l’importante fracturation des calcaires et calcaires dolomitiques de l’aquifère cénomano-turonien de Meskala-Kourimat.

Les eaux souterraines qui représentent les seules ressources en eau de la Chaouia côtière, sont très minéralisées : intrusion marine, évaporation et recyclage des eaux d'irrigation chargées en sels. L'évolution spatio-temporelle piézométrique et hydrochimique de cet aquifère a été observée sur 179 puits, de 1991 à 1998 qui inclue une période exceptionnellement pluvieuse. Une comparaison par rapport à l'état de la nappe en 1971, date du début de l'exploitation des eaux souterraines, a été faite. Les suivis ont montré qu'à la suite des pluies importantes de 1996 (943 mm), un rehaussement important du niveau de la nappe et des dilutions plus ou moins retardées de tous les sels en solution dans l'eau, sont mesurés dans tous les puits. En effet, la nappe qui a accusé des baisses de 10 à 20 m entre 1971 et 1995, remonte en 1996 de 4,5 à 12,5 m en moyenne surtout au centre et à l'amont de la plaine. Quant à la qualité des eaux qui s'était dégradée, elle a connu des améliorations importantes avec des variations de 0,5 à plus de 4 ms/cm au niveau de la conductivité électrique. Ces faits montrent une grande sensibilité de la nappe aux apports par les pluies qui constituent sa principale alimentation., A study of regional pollution in the coastal aquifer system between Oum-er-Rbia River and Bir Jdid (Coastal Moroccan Meseta, Morocco) was based on data gathered from 1995 to 1998. The study improved the hydrogeological and hydrochemical understanding of the aquifers. The study examined the effects of significant rains on the quantity and quality of coastal groundwater. These waters exhibited high sensitivity to the rain input.Measurements undertaken since 1991 on 179 wells in the study area reveal that the groundwaters are highly mineralized - conductivity reaches more than 10 mS/cm, depending on season and well location. These results also show high chloride concentrations (more than 3500 mg/l), sodium concentrations frequently in the 500 - 1000 mg/l range and nitrates between 150 and 250 mg/l.In coastal Chaouia, these high concentrations of dissolved mineral salts aggravate the problem of supplying quality water to the rural population for drinking or even market-gardening irrigation purposes. The area is characterized by increased irrigated surfaces (more than 16000 hectares with 4125 m3 /s) and a demographic rise that has triggered the chaotic boring of more than 2000 wells into a heterogeneous aquifer sensitive to salinity. Possible sources of this high salinity include :Seawater intrusion into coastal aquifer sectors (mainly into a two-kilometre strip of coastline). The degree and the length of the marine intrusion were exacerbated by intensive pumping for irrigation needs, particularly during the dry season. Other factors such as coastal aquifer permeability, saturation zone thickness and basement depth also affect the degree and length of the marine intrusion. Seawater pollution is more marked in the southwestern coastal area.Reuse of irrigation saline waters, especially as groundwater circulates in the coastal and eastern sectors deep in the soil (to depths of 10 m).Several important factors have been highlighted concerning the origin of the chemical elements in solution and the mechanism of hydrochemical distribution: evaporation, lithology of tapped aquifers, water table depth, distance of wells from the coast, type of soil, use of fertilizers, frequency of pumping operations, and rainfall, among others.A regular network of 179 wells was monitored and surveyed in this study. Spatial and temporal changes in the water table and in the hydrochemistry of the aquifer were monitored between 1991 and 1998, a span which included an exceptionally rainy period (1996). Data are compared with those from 1971, the year groundwater exploitation began.The studied region is characterized by a semi-arid climate, mean annual rainfall of 391 mm (between 1977 and 1998), mean temperature of 17.8 °C, and mean rainfall input of 142 mm. In the dry season, high temperature combined with low rainfall and intensive pumping operations give rise to salinization of shallow groundwater. Groundwater in the area of study circulates in two principal hydrogeological matrices :1. Sandy-calcareous Plio-Quaternary and paleozoic strata in costal sectors and the eastern part located between Tnine Chtouka and Bir Jdid. These hydrogeological strata are characterized by significant porosity and permeability and are exploited at a shallow depth, generally less than 14 m, under sandy-clayed soil.2. A Cretaceous aquifer in marly limestone located between Oum-er-Rbia River and Tnine Chtouka. This aquifer is characterized by a low permeability and a water table generally exceeding 24 m in depth.Monitoring showed that after the heavy rains of 1996 (943 mm, with infiltration of 142 mm), the water table rose markedly in all study wells and a lagged dilution (3 to 6 months) was noted for all mineral salts dissolved in water. In fact, the water table, which had dropped between 1971 and 1995 (10 m in the costal sectors and 20 m in the others parts of the studied region), rose by an average 4.5 to 12.5 m in the central and up-gradient parts of the plain. Several factors were at work between 1971 and 1995: decreased pumping times (about 15 minutes) combined with sharp decreases in the thickness of the saturated zone; appearance of a closed piezometric level in the western region between Oum-er-Rbia River and Tnine Chtouka; and desiccation of 59 wells. With the aid of a polynomial model, annual level evolution of the five coastal test piezometers showed correlation factors of 0.76 to 0.93 respectively for years 1996 and 1997. Other quantitative effects of exceptional rains on groundwater identified include: increased pumping time (up from less than 15 minutes prior to the heavy rains of 1996); increased saturated zone thickness; rises in the water-table surpassing former sea-level heights in certain wells ; general advancement of the piezometric levels towards the coastline; and increased aquifer thickness stemming from longer pumping times.In terms of quality, groundwater showed gradually increasing salinity (by a factor of 2) between 1971 and 1995 and significant improvements after the rains of 1996. Between 1971 and 1995, increased mineralization was observed mainly in coastal and eastern parts of the aquifer between Tnine Chtouka and Bir Jdid. Conductivity of the waters in some coastal wells increased from 5 mS/cm to more than 10 mS/cm. After the exceptional rains of 1996, differences ranging from 0.5 to more than 4 mS/cm were observed in 71 % of the 179 wells analysed. Over the same period, chloride concentrations decreased by average values ranging from 150 to 500 mg/l (higher decreases surpassed 1000 mg/l). By contrast, spatial distributions of conductivity and of the main mineral salts remained unchanged and coastal and eastern groundwaters were still the most vulnerable to high salinity.The quantitative and qualitative effects of heavy rain point to the high sensitivity of these groundwaters to rain input, which is the principal recharge source of the studied aquifer.

L'étude des écoulements souterrains et du drainage est généralement réalisée par l'établissement des cartes et des profils piézométriques (en effectuant des campagnes de relevés piézométriques dans les forages et les piézomètres captant la nappe). On essaye ici de confirmer les résultats obtenus à partir de l'interprétation de la piézométrie par le traitement statistique multidimensionnel des données hydrogéochimiques des sources, et plus précisément l'analyse factorielle discriminante, et de caractériser l'importance et la dominance de l'un des paramètres responsables de la minéralisation des eaux karstiques : les phénomènes climatiques (saisons), et les caractéristiques du système (lithologie, structure du drainage, gradients). L'application à la nappe des calcaires du Bathonien-Bajocien du plateau de Besançon (Jura externe, France) a permis de démontrer que la variabilité chimique des eaux aux exutoires karstiques est conditionnée plus par les caractéristiques hydrogéologiques de l'aquifère (unités hydrogéologiques) que par les évènements hydroclimatiques (effet "campagne" ou période d'étude), et de resituer les forages par rapport aux sources testées ; l'association d'un groupe de forages avec certaines sources est à relier avec des circulations rapides en zone libre, ce cas est celui du regroupement de la source du Trébignon et les puits de Chailluz (situés dans la zone libre de l'aquifère) qui présentent le même comportement hydrochimiques. Alors que d'autres forages sont groupés avec le fonctionnement de la nappe en zone captive, ce cas correspond à celui de l'affectation des puits de Thise (implantés dans la partie captive de l'aquifère) à la source de Roche- lez-Beaupré. Ces résultats corroborent ceux obtenus par l'étude piézométrique., The plateau of Besançon (Eastern France) spreads between the large valley of the Ognon to the north and the enclosed valley of the Doubs to the south. Stratigraphically, the principal formations belong to the middle Jurassic era and the region is marked by a brittle tectonic characterized by NE-SW faults. Bajocian and Bathonian limestones constitute a karstic aquifer (200 m in thickness), which is free for much of its extent but becomes confined under Oxfordian marls towards the Doubs valley. The hydrogeological and structural boundaries of the drainage basin are complex, as are its hydrodynamic functioning and the hydrochemical responses observed at the outlets. The reservoir is drained principally by the Mouillère, Trébignon and Roche-lez-Beaupré springs, these outlets being situated mainly in the Doubs valley. The region is largely covered by dense vegetation, essentially forests, which constitute a groundwater recharge zone, and by the conglomeration of Besançon. One of the most karstified regions in France, the site includes two groups of wells that supply the town of Besançon with drinking water: the first group is situated on the unconfined zone of the aquifer (Chailluz), and the second is located on the confined part of the karstic aquifer (Thise). The wells are equipped with piezometers to monitor water levels continuously.The rainfall distribution in this karstic region is homogeneous. During the 1991- 1992 hydrological year, the observed precipitation was 1144 mm at Besançon, with an evapotranspiration constituting about 50 % of the measured precipitation. On the Besançon plateau, the water mineralization of the different karstic springs is related to the nature of the underlying geological media (lithology, importance of karstification, etc.), to the water residence time and to seasonal variables (characteristics of the rainfall episode, hydroclimatic events, etc.). The water chemistry is relatively stable during dry intervals, but exhibits high fluctuations during flood periods. Outlets were sampled every 7 to 10 days from January 1991 to August 1992, in order to follow variations in water physico-chemistry. The sampling frequencies covered diverse water-level situations in the aquifer (low-water period, high-water period, drying-up period, etc.), and allowed the application of some multidimensional statistical tools.The piezometric profile and lithologic correlations between the boreholes of Chailluz and Thise show that the highest hydraulic gradient is calculated between the Chailluz boreholes and the Trébignon spring. The hydraulic gradient is low in the confined part of the aquifer (between the Thise boreholes and the spring of Roche-lez- Beaupré). Two zones can be identified: 1. a free zone distinguished by flow and drainage relationships between the Chailluz boreholes and the Trébignon spring; 2. a confined zone linking the Thise boreholes and the Roche-lez-Beaupré spring, which corresponds to a common water circulation. To confirm the results obtained from the piezometric study, we have used multidimensional statistical techniques to process the hydrochemical data from the karstic springs.Factorial discriminant analysis is a multivariate method that allows the testing of hypotheses. It belongs to the field of decisional statistics, and is based on the comparison of multidimensional intragroup variances to intergroup variance. These methods can show the presence of certain relationships between a qualitative explained criterion and a group of quantitative explanatory characters, and they allow one to describe these latter relationships. Cross discriminant analysis can be used to evaluate the pertinence of a given hypothesis and to identify the dominant factor(s). The introduction of a qualitative variable within a population allows the division of this population into different groups, with each individual assigned to one group. Discrimination of the groups consists of maximizing the variance between their centres of gravity (a principal components analysis is performed on the matrix of the centres of gravity of the defined groups a priori); one can then clarify the properties that distinguish the different groups. If the individual is close to the centre of gravity of its group, it is "well classified". In the case where the distance to the centre of gravity of its group is superior to that to the centre of gravity of another group, the individual is "poorly classified" and it will be reassigned to this other group.Another advantage of these methods is the use of supplementary individuals, which are not involved in the definition of the groups. Supplementary individuals are reassigned to the groups to which they are statistically linked. In karstic hydrogeology, cross factorial discriminant analysis of a population enables one to validate the classification criteria based on the analysis of flows and concentrations. These units of classification deal with the hydrokinematic phases (seasonal variable) or with the intrinsic systems (geographic variable). Therefore, in our case we have crossed two qualitative factors, "system" (Trébignon, Roche-lez-Beaupré) and "season" (spring, summer, autumn, winter) by undertaking two different analyses on the same series of data.The application of these techniques to the limestone aquifer of the Bathonian- Bajocian shows that intrinsic factors predominate in determining the mineralization of the outlet water. On the other hand, this method enables one to associate borehole chemistry to tested springs: the association of a group of boreholes with particular springs is explained by the rapid circulation and drainage in the unconfined zone of the karstic media. This is the case of the association of the Chailluz boreholes (situated in the unconfined zone of the aquifer) with the Trébignon spring, which behave hydrochemically in the same manner. Other boreholes are grouped with the confined aquifer; this case corresponds to the assignment of the Thise boreholes (located in the confined zone of the aquifer) to the Roche-lez-Beaupré spring. These results corroborate those obtained from the piezometric study. Factorial discriminant analysis allowed the verification of the appropriation of the predefined groups to the discriminant factors: hydrogeologic character (lithology, structure of the drainage, gradients, etc.) and hydroclimatic phenomena (season, hydrometeorological episodes, etc.). The choice of the property groups based on the geographic and geologic criteria proved pertinent.

Le soubassement sédimentaire du lac Tchad est composé de formations aquifères d'importance inégale et distinctes par leur nature lithologique, leur profondeur et leur puissance. Les eaux souterraines sont essentiellement contenues dans les aquifères situés dans les dépôts du Continental Terminal (Oligo-Mio-Pliocène) et du Quaternaire. La nappe du Pliocène inférieur est utilisée par un réseau de plusieurs dizaines de forages artésiens au Niger et au Nigeria. En raison des coûts d'investissement nécessaires pour atteindre cette nappe, elle est moins sollicitée que la nappe des formations du Quaternaire. Ces dernières recouvrent la plus grande partie du bassin du lac Tchad. La chronologie de leurs dépôts se confond avec les variations de niveau du lac liées aux variations climatiques du dernier million d'années. La surface de la nappe du Quaternaire se localise à quelques mètres de la surface du sol. La forte perméabilité des sables éoliens fait que les forages sont en général très productifs. Hydrauliquement, la position du lac Tchad au-dessus de la nappe phréatique environnante le prédispose à recharger celle-ci. Les mesures piézométriques effectuées dans la partie tchadienne montrent que le niveau de la nappe a baissé entre 1963 et 1990, et qu'il continue de baisser. Les cours d'eau contribuent à l'alimentation de la nappe. Alors que les besoins en eau sont appelés à croître au rythme de la démographie et du développement, il importe de mieux connaître les potentialités des aquifères du Quaternaire et du Continental Terminal afin de gérer durablement la ressource. (Résumé d'auteur)

International audience; L’aquifère de la plaine de Oussja-Ghar El Melah en Tunisie (P = 500 mm/an), est constitué d’une cuvette côtière fluviatile Plio-Quaternaire, enserrée entre montagnes, zone marécageuse et mer. Durant les dernières décennies, urbanisation et activités agricoles se sont intensifiées, induisant une baisse de la piézométrie, processus amplifié par les années sèches, et une détérioration de la qualité de l’eau. Les premiers résultats chimique et isotopique (18O, 2H, 3H) des eaux ont montré une hétérogénéité des faciès salins ainsi que différentes origines possibles dans l’acquisition de la minéralisation. La dégradation de la qualité des eaux est plus importante dans les zones les plus irriguées marquées par de fortes teneurs en nitrates. Les teneurs en tritium montrent un renouvellement récent des eaux différenciant deux modes de recharge, rapide liée à l’infiltration des eaux d’irrigation et des eaux de ruissellement au niveau des rivières et plus diffuse constituée par l’infiltration directe des précipitations.

National audience; Les caractéristiques morphologiques des sols hydromorphes permettent un diagnostic robuste des horizons concernés par l'ennoyage (ou engorgement) et de l'intensité du déficit en oxygène (Baize et Jabiol 2011). Ce diagnostic est utilisé notamment pour évaluer l'intensité de la contrainte représentée par l'ennoyage et ses conséquences sur les systèmes racinaires. Le diagnostic "zone humide" défini dans l'arrêté de 2009 est aussi basé en première approche sur l'abondance des taches d'oxydation et de réduction (MDDE GIS SOL 2013). Le régime de l'engorgement est caractérisé par les oscillations de la nappe et son temps de séjours. Il se traduit par des épisodes d'hypoxie plus ou moins sévères allant jusqu'à l'anoxie, qui laissent leur empreinte sur la morphologie du sol. Dans les sols à nappe temporaire, le lien entre la morphologie et la durée de présence de la nappe d'eau, ainsi que son oxygénation n'est pas aussi direct que dans les sols à nappe permanente. L'évaluation de l'intensité de la contrainte pour la végétation doit non seulement prendre en compte l'abondance et la profondeur des taches, mais aussi la période de l'année durant laquelle elle est présente (Levy et Lefèvre 2001, Jabiol et al. 2009). Des méthodes comme celle de Blavet et al. (2000) ou de Tassinari et al. (2002) ont été développées pour établir des relations entre les couleurs et les modalités d'ennoyage, mais ces approches sont difficilement généralisables. Afin de mieux décrire le fonctionnement des sols à ennoyage temporaire et de mieux évaluer les contraintes pour la végétation, nous avons entrepris de préciser les modalités d'engorgement dans des sols forestiers par un suivi piézométrique quotidien durant plusieurs années dans des sols représentatif du massif de Chaux (Jura). Contexte et méthodesLes 12 sols étudiés sont situés en forêt de Chaux (Jura). Le substrat géologique est constitué d'un cailloutis silicaté imperméable surmonté par un matériau argilo-limoneux lui-même recouvert par un dépôt limoneux. Les sols occupent les positions topographiques caractéristiques du massif : plateaux, pentes bordant les plateaux et vallons qui entaillent les plateaux où circulent des ruisseaux temporaires. Les sols sont majoritairement acides à nappe temporaire (Plaisance 1965, Bailly 1989). Les variations de la profondeur d'apparition de la nappe ont été suivies durant 3 à 5 ans grâce à des sondes piézométriques (Mini-Diver Schlumberger) avec un pas de temps de mesure de 12 heures. Le fonctionnement piézométriqueLes durées d'ennoyage annuelles cumulées varient de 0 à 11 mois dans le premier mètre. Le sol où aucune période d'ennoyage n'a été détectée présente des concrétions indurées. L'ennoyage le plus long est mesuré dans un petit vallon marécageux en bordure de plateau. L'installation des nappes intervient entre octobre et décembre. Elles persistent jusqu'à mai ou juillet. Le régime des précipitations influence fortement la durée d'ennoyage, mais ce sont les conditions stationnelles qui déterminent les modalités de fluctuation du niveau de la nappe. Contrairement à ce qui est généralement admis, les sols à fragipan (plateau et bordure de plateau) présentent une nappe perchée qui apparaît dans les 50 premiers centimètres durant moins de 10 jours. Les nappes perchées sont présentes seulement en automne. Au début de la période de végétation en mars et avril, les durées d'ennoyage sont très différentes selon les situations topographiques. ConclusionsEn dehors des sols dont l'hydromorphie consiste seulement en des concrétions ferro-manganiques indurées, les traits d'hydromorphie sont fonctionnels malgré leur ancienneté. Les mesures quotidiennes permettent de suivre les oscillations rapides de la nappe dans les sols les plus perméables. La forte variation interannuelle de la lame d'eau précipitée justifie un suivi pluriannuel de la piézométrie. Des études sont en cours pour relier le fonctionnement piézométrique aux variations du potentiel d'oxydo-réduction et ses conséquences sur la mise en solution des oxyhydroxydes de Fe et de Mn et des éléments traces associés, notamment les terres rares.Baize D., Jabiol B., 2011. Guide pour la description des sols. Ed. Quæ, 429 p.Bailly G., 1989. Catalogue des types de stations forestières du massif de Chaux. Office National des Forêts, Dir. Rég. de Franche-Comté et Service Départemental du Jura, 233 p.Blavet D., Mathe E., Leprun J.C., 2000. Relations between soil colour and waterlogging duration en a representative hillside of the West African granito-gneissic bedrock. Catena, 39, 187-210.Jabiol B., Lévy G., Bonneau M., Brêthes A. 2009. Comprendre les sols pour mieux gérer les forêts. Ed. AgroParisTech, 624 p.Levy G., Lefèvre Y., 2001. La forêt et sa culture sur sol à nappe temporaire. ENGREF, 223 p. MEDDE, GIS Sol, 2013. Guide pour l’identification et la délimitation des sols de zones humides. Ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie, GIS Sol, 63 p.Plaisance G., 1965. Les sols à marbrures de la forêt de Chaux (Jura). Ann. Sci. For. 22, 4, 449-676.Tassinari C., Lagacherie P., Bouzigues R., Legros J.P., 2002. Estimating soil water saturation from morphological soil indicators in a pedologically contrasted Mediterranean region. Geoderma, 108, 225-235.

The synclinal basin of Kourimat, situated in the oriental part of Essaouira basin, shelters an aquiferous carbonate. This aquiferous represents the unique resource in water for the region. The study undertaken on this aquiferous has allowed us the characterize it viewpoint hydrodynamically, hydrogeologically and hydrogeochimically. The piezometric map of the system shows a senses of water flow underground of the southeast to the northwest. The hydraulic gradient varies from the upstream to the downstream. The evolution of the piezometry at one time watch of annual and seasonal fluctuations in connection with variations of precipitations. The results of chemical analyses have allowed to distinguish two aquiferious: the first is Cenomanian, the second is Turonian. Theses aquiferious were diffrenciated by there chemical facies and the origine of chemicals elements.La cuvette synclinale de Kourimat, située dans la partie orientale du bassin d'Essaouira, abrite un aquifere carbonaté constituant l'unique ressource en eau de la région. L'étude entreprise sur cet aquifere a permis de le caractériser de point de vue hydrodynamique, hydrogéologique et hydrogéochimique. La carte piézométrique du systeme montre un sens d'écoulement global du sud-est vers le nord-ouest. Le gradient hydraulique varie de l'amont vers l'aval. Les fluctuations piézométriques montrent une bonne corrélation avec les aléas climatiques. Les résultas de l'étude hydrochimique ont permis de mettre en évidence l'existence de deux nappes: la premiere dans le Cénomanien et l'autre dans le Turonien. Ces deux nappes se différencient par leurs facies chimiques et par l'origine des éléments en solution.

The Trarza aquifer extends over about 40 000 km(2) in southwestern Mauritania, between the Senegal River in the south, the Atlantic Ocean in the west and the Mauritanides metamorphic chain in the north and east. The Trarza aquifer lies in Continental Terminal and Quaternary sediments. The field investigations conducted between 2010 and 2012 significantly added to the few older measurements. The hydrodynamic and geochemical approaches showed that in this semi-arid area, the groundwater dynamics is influenced by many environmental changes, past and present (from Quaternary transgressions to the various dams regulating the Senegal River). Groundwater is mainly recharged by lateral infiltration of surface water of the Senegal River, and to a lesser extent, by rainfall infiltration. Groundwater mineralization is controlled by water-rock interactions with silicates and alumino-silicate minerals and is locally influenced by marine water resulting from past Quaternary transgressions. Evaporation strongly affects surface waters before and during their infiltration. Very preliminary calculations suggest an annual recharge of less than or equal to 5% of precipitation, i.e. about 5 to 10 mm.

The Trarza aquifer covers about 40 000 km2 in the south-western Mauritania in a semi-arid environment, located between the Senegal River in the south, the Atlantic Ocean to the west and the metamorphic chain of Mauritanides in the north and east. The Trarza aquifer is made of Quaternary and Continental Terminal sediments. The objective of this work is to combine geochemical (majors ions, 18O, 2H, 14C, 13 C) and hydrodynamical approaches for identifying the groundwater recharge in response to current and past environmental changes. The field survey carried out from 2010 to 2012 significantly supplemented the limited older measurements. The water table levels appeared quite stable over the last fifty years despite important local pumping. The groundwater flows occurs from south to north, i.e. from the Senegal River to a depression north of the Boutilimit where the piezometric level is more than 30 m below the sea level. Combining geochemical and hydrodynamical approaches revealed that the dynamics of the aquifer is influenced by many changes in both current and former environment (from Quaternary transgressions and palaeobeds of the Senegal River to the dams now regulating the river flow). The main source of the aquifer recharge is lateral infiltration from the Senegal River, and precipitation to a lesser extent. Mineralization of groundwater is largely influenced by the residues of Quaternary transgressions. The important effect of evaporation on surface waters before and during their infiltration is strongly marked geochemical signature. Preliminary calculations performed with several independent methods suggest that the annual recharge rate from precipitation is up to 5 %, i.e. from 5 to 10 mm.; L'aquifère du Trarza s'étend sur environ 40 000 km2 dans le sud-ouest mauritanien, entre le fleuve Sénégal au sud, l'Océan Atlantique à l'ouest et les formations métamorphiques de la chaîne des Mauritanides au nord et à l’est ; il est contenu dans les sédiments du Continental Terminal et du Quaternaire. L’objectif de cette thèse est d’étudier avec une double approche géochimique (ions majeurs, 18O, 2H, 14C, 13 C) et hydrodynamique les processus de recharge de la nappe en réponse aux changements environnementaux. Les campagnes de terrain menées entre 2010 et 2012 ont significativement complété les rares mesures anciennes. Le niveau de la nappe ne semble pas avoir connu d’évolution significative durant les cinquante dernières années malgré un pompage localement important. L’écoulement général des eaux souterraines de la nappe se produit du sud vers le nord, c'est-à-dire du fleuve Sénégal vers la dépression au nord de Boutilimit où la nappe est à plus de 30 m sous le niveau de la mer. Le croisement des approches hydrodynamique et géochimique a montré que, dans cette zone semi-aride, la dynamique de la nappe est influencée par les multiples changements actuels et anciens de l'environnement (depuis les transgressions quaternaires et les paléotracés du fleuve jusqu'aux différents barrages régulant le cours du fleuve Sénégal). La nappe est principalement alimentée par l’infiltration latérale des eaux de surface du fleuve Sénégal et dans une moindre proportion par les précipitations. La minéralisation des eaux souterraines reste largement influencée par les résidus des transgressions quaternaires. L'évaporation marque fortement les eaux de surface avant et durant leur infiltration. Des calculs encore très préliminaires faits par différentes méthodes indépendantes suggèrent une recharge annuelle inférieure ou égale à 5 % des précipitations, soit de 5 à 10 mm.

International audience; Magnetic resonance sounding (MRS) is a noninvasive geophysical method that allows estimating the free water content and transmissivity of aquifers. In this article, the ability of MRS to improve the reliability of a numerical groundwater model is assessed. Thirty-five sites were investigated by MRS over a ∼5000 km2 domain of the sedimentary Continental Terminal aquifer in SW Niger. Time domain electromagnetic soundings were jointly carried out to estimate the aquifer thickness. A groundwater model was previously built for this section of the aquifer and forced by the outputs from a distributed surface hydrology model, to simulate the observed long-term (1992 to 2003) rise in the water table. Uncertainty analysis had shown that independent estimates of the free water content and transmissivity values of the aquifer would facilitate cross-evaluation of the surface-water and groundwater models. MRS results indicate ranges for permeability (K = 1 × 10−5 to 3 × 10−4 m/s) and for free water content (w = 5% to 23% m3/m3) narrowed by two orders of magnitude (K) and by ∼50% (w), respectively, compared to the ranges of permeability and specific yield values previously considered. These shorter parameter ranges result in a reduction in the model's equifinality (whereby multiple combinations of model's parameters are able to represent the same observed piezometric levels), allowing a better constrained estimate to be derived for net aquifer recharge (∼22 mm/year).

Dans le cadre du projet ANR GHYRAF (Gravimétrie et HYdRologie en Afrique), trois années de mesures de gravimétrie absolue ont été réalisées en zone de mousson ouest africaine au Bénin. Ces données sont comparées aux variations de stocks d'eau simulées grâce à un modèle numérique contraint par un suivi hydrologique (Sonde à neutrons, piézométrie) et dont la structure est basée sur des données géophysiques (résistivité EM et OC, RMP). La bonne concordance obtenue permet d'évaluer la zone de sensibilité du gravimètre, et d'estimer les contributions relatives de la zone non saturée et de la nappe phréatique dans la variation totale de stock. On montre que la gravimétrie absolue est une source de données indépendantes permettant de contraindre le modèle hydrologique. (Résumé d'auteur)

Sur le site soudanien du SO Amma-Catch, le projet ANR GHYRAF effectue des mesures trimestrielles de gravimétrie absolue depuis 2008. Ces mesures sont comparées à des variations gravimétriques simulées à partir des données hydrologiques (piézométrie, sonde à neutrons) appliquées à un modèle homogène du milieu souterrain. Les mesures gravimétriques sont cohérentes avec les observations hydrologiques et suffisamment précises pour assurer un suivi de la variabilité interannuelle des stocks ou une estimation de l'évapotranspiration. (Résumé d'auteur)

International audience

The study was conducted in Southwestern Niger (near the Niger River), in a semi-arid region, on aquifers located in the city of Niamey and its suburbs. In the Niamey area, groundwaters are located in different aquifer types made up of quaternary alluvial deposits in the Niger River valley, "Continental terminal 3" (CT3) sandy to clayey sandstones in its left bank (Iullemmeden sedimentary basin), both aquifers overlying a fractured Precambrian basement (West African Craton). In the middle of 1980s, a severe drying up of the Niger River led to the drilling of 120 boreholes located in the fractured basement aquifers formed by hard-rocks to ensure the water supply of the city. Nitrate pollution, due to uncontrolled urbanization and deforestation, was highlighted. Indeed, the development of urban infrastructures (extension of sewerage and water supply) could not follow population uncurbed growth. In this case, the increase of groundwater pollution can be suspected while the water demand of the city is growing. The main objective of this thesis is to study the groundwater quality characteristics through combined piezometric and physicochemical data interpretations. The monitoring of more than one hundred wells over 3 years (70 seasonal piezometric surveys-1047-measurements, 80 physico-chemical surveys for each parameters (pH, conductivity and temperature), -1200 measurements- ; 232 samples for major ions analyses and 50 samples for bacteriological analyses) was undertaken. The study also includes a review of piezometric and chemical data from other earlier studies. Results obtained show that the seasonal fluctuations of groundwater levels in each well (ranging from 0.5 to 30 m below ground surface) indicate that the area is a hydrogeological recharge zone, which enhances the transfer of contaminants from the surface. Groundwaters are mainly recharged by indirect infiltration from surface waters (near ponds for example) and direct infiltration (on sandy dunes). Geochemical data (major ions) are used to define groundwater groups, to map their distribution in the study area, and to evaluate their origin. We combined multivariate statistical methods, scatter diagrams, ionic ratios, and Piper diagrams to decipher the processes affecting the water chemistry at large (Niamey) and local (wells) scale. The geochemical monitoring revealed high spatial and temporal variability in chemical parameters. Processes controlling the groundwater chemistry at large scales in the aquifers include atmospheric inputs (rainfall and dust) in the poorly mineralized formations, evapotranspiration in the soil layers, and alteration of silicates. Processes specific to individual wells are production of weak acids (H2CO3) and bases (HCO3-) in soil layers near pollutant sources, leaching of ions (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, NO3-, Cl-, HCO3-, SO42-) from pollutants, ion exchange reactions, and mixing by upward leakage from hard-rock semi-confined aquifers. Typically, water samples from aquifers formed by Precambrian altered hard-rock formations and Quaternary alluvial formations contain high amounts of bicarbonate, sodium, calcium and magnesium related to water-rock interaction and low flow in the aquifer. The chemistry of the groundwater in the Continental Terminal (CT3) sandy to clayey sandstone aquifer significantly differs from other groundwaters found in the altered and fissured hard rock aquifers. Higher levels of nitrate and sodium were observed in the CT3 aquifer due to contaminated recharge water. Nitrate is the main ionic contaminant and its content is seasonally or permanently above the World Health Organization guidelines for drinking water quality limit of 0.81 meq.L-1 in 44 % of sampled wells, and reaching 816 mg L-1, more than 16 times higher than the standard. Fourteen percent of sampled boreholes show an increase in the groundwater nitrate content over the last twenty years. As expected, samples from dug-wells located in the central city with numerous pollutant sources had the highest concentrations of leached elements indicating that land-use is the primary control on groundwater contamination. Key words: urbanization, water table, groundwater recharge, geochemistry, nitrates, semi-arid area, Niamey, Niger.; L'étude est menée au Sud-Ouest du Niger, en bordure du fleuve Niger, en milieu semi-aride, sur les aquifères de la ville de Niamey et de ses environs immédiats. Les différents aquifères sont contenus dans les formations birimiennes du socle précambrien qui forment le substratum de la ville, les formations sablo-argileuses du Continental Terminal 3 qui s'élèvent sur le plateau de la rive gauche et les alluvions quaternaires de la vallée du fleuve et de ses affluents. Au milieu des années 1980, un sévère étiage du fleuve Niger a motivé le creusement de 120 forages captant les aquifères du socle fissuré afin d'assurer l'alimentation en eau de la ville. Une pollution nitratée, liée à l'urbanisation incontrôlée et à la déforestation, a été mise en évidence. En effet, le développement des infrastructures urbaines (extension des réseaux d'assainissement et d'alimentation en eau) n'a pas pu suivre la croissance démographique (4,5%.an-1, 1988-2001), ce qui laisse craindre une accentuation de la pollution des eaux souterraines alors que la demande en eau de la ville est croissante. L'objectif principal de ce présent travail est donc de faire un état des lieux de la qualité des eaux souterraines à travers une étude croisée de la piézométrie et des paramètres physico-chimiques. Dans cette optique, un suivi piézométrique et physico-chimique mensuel sur une année (70 chroniques piézométriques saisonnières -1047 mesures-, 80 chroniques de conductivité -1200 mesures-) et quatre campagnes d'échantillonnages (232 échantillons) pour l'analyse des ions majeurs, complétés par une campagne de 21 jours pour des analyses bactériologiques (50 échantillons) ont été entrepris sur 3 années. Ces données sont complétées par celles déjà existantes sur la zone d'étude dans le but de mettre en évidence les évolutions de la ressource en eau à une échelle pluridécennale aux plans quantitatifs et qualitatifs. La faible profondeur de la nappe (0,5 à 30 m) et la mise en évidence des variations saisonnières du niveau piézométrique sur tous les puits de la zone captant les aquifères superficiels (réservoir d'altérites et CT3) montrent que la zone d'étude est une zone de recharge. Cette caractéristique concourt à favoriser le transfert des polluants. Au plan de la qualité des eaux, les sources et les processus de la minéralisation des eaux des différents aquifères ont été précisés en utilisant les techniques statistiques multivariées (ACP, CAH, AFD), les diagrammes binaires, les rapports ioniques et la distinction des faciès chimiques. La pollution nitratée déjà mise en évidence a été confirmée avec 44% des points d'eau échantillonnés présentant des teneurs supérieures à la norme OMS de potabilité de l'eau de boisson (50 mg.L-1), et des valeurs atteignant 816 mg.L-1 soit plus de 16 fois supérieures à cette norme. 14% des forages échantillonnés ont montré une évolution de la pollution nitratée sur une vingtaine d'années. D'une manière générale, les eaux souterraines localisées en centre ville et au niveau de la vallée du fleuve présentent les plus fortes teneurs en éléments dissous, indiquant ainsi que l'urbanisation est l'un des principaux facteurs contrôlant la modification de la minéralisation naturelle des eaux. Mots clés : urbanisation, nappe libre, piézométrie, géochimie, nitrates, milieu semi-aride, Niamey, Niger.

L'évaluation et le suivi des ressources en eau sont directement liés à une connaissance précise du milieu d'étude (hypsométrie, occupation du sol, géologie et structure tectonique du soussol) et des flux hydrologiques traversant le bassin versant. La problématique principale s'attache à estimer les différents termes du bilan hydrologique afin d'évaluer les volumes pouvant être prélever pour une gestion durable des ressources en eau. Un tel objectif implique des mesures météorologiques et hydrologiques dans le bassin versant d'étude, à travers un réseau de stations automatiques. Les données brutes sont traitées, le plus souvent, par modélisation (spatialisation des mesures météorologiques, flux hydrogéologiques, ...), impliquant un nombre minimal de postes d'observation. Cette communication expose succinctement les différents types d'instruments nécessaires au suivi quantitatif de la ressource en eau, ainsi que les coûts financiers de tels matériels. Ce panorama illustre la gamme des réponses possibles pour le monitoring hydro-météorologique d'un bassin versant. Enfin, la question de la qualité des mesures est également abordée dans le but de réduire les artéfacts et autoriser la mise en réseau de stations dans un espace donné. Une attention particulière est apportée aux documents devant accompagner les fichiers de mesures bruts pour garantir une traçabilité optimale des données.

Rapport de mission à Madagascar de M. Mietton (Université Lyon 3 J. Moulin) avec G. Nicoud (Université de Savoie) en mai 2009

Diplôme : Master Recherche

National audience

The synclinal basin of Kourimat, subdivided in two sub-basins (Igounzar in the North, and Zeltene in the South), is situated in the oriental part of Essaouira basin shelters a carbonate aquifer system contained in the limestones and dolomitic limestones of the Cenomanian and the Turonian. These ground waters represent the only drinking water and irrigation resource for the region.The geological formations outcropping in the studied area, start with the clay and marly formations of the terminal Jurassic in the south of Zelten watershed, and end with the sandy and loamy Quaternary formations in coastal areas in the Low Qsob watershed. The Middle and Upper Cretaceous (marl, fractured limestone, and dolomites) represent the rest of the stratigraphic series especially in the areas of the Igrounzar watershed (up to 85% of the outcrops) and in Zelten (up to 50%).The field occupation is not very significant. It basically consists of three types: 1) cultures (essentially cereals) where it is possible (on the marly soils of the Cretaceous, the Quaternary and the Eocene); 2) uncovered areas corresponding to the fissured and karstic limestone outcrops of the Cretaceous and the Jurassic formations, and 3) forests (coniferous trees) in the downstream part of the catchments area (Plio-quaternary soils and mountainous reinforcements of the Western High Atlas). Like for other undeveloped areas of Morocco, the Meskala basin is also subjected to an intensive deforestation (wood for heating and cooking).The study undertaken on the Cenomano-turonian aquifer has allowed us to characterize it from the hydrodynamical, hydrogeological and hydrogeochemical point of view. The piezometric map of the two regrouped aquifer levels shows water flow senses from the SE to the NW. The hydraulic gradient varies from upstream to downstream, being weak n the central zone relative to the best hydrodynamic characteristics. The time evolution of the piezometry shows annual and seasonal fluctuations in connection with the variations of precipitations. Hydrodynamic characteristics have been calculated by means of the interpretation of data of pumping tests, performed in the region by the General Hydraulic Administration of Morocco.On the hydrochemical point of view, results of chemical analyses have allowed us to determine the chemical facies of waters of the two aquifers, their interaction and their quality for the human consumption and their use in agriculture.To better understand the functioning modalities of the Meskala-Kourimat aquifer system, an isotopic study has been performed that showed the variations relative to the altitude of the recharge zones of the different channels. The altitudinal gradient in O18, estimated to 0,25‰ every 100 m confirms the validity of this result at a regional scale. The oxygène-18/deutérium relationship (δ2H = 7,74*(δ18O) + 10,83) indicates an Atlantic system of the precipitation without evaporation. This suggests a quick infiltration, also confirmed by the importance of the fracturation developed in limestones and dolomitic limestones of the Cenomano-turonian aquifer of Meskala-Kourimat.La cuvette synclinale de Kourimat comprenant deux sous bassins celui de Zeltène et d’Igrounzar, est située dans la partie orientale du bassin d’Essaouira, abrite un système aquifère carbonaté, représenté par les calcaires du Cénomanien et les calcaires dolomitiques du Turonien. Les eaux de cet aquifère constituent l’unique ressource pour la région tant pour l’alimentation en eau potable que pour l’irrigation.Le Jurassique plus prépondérant dans le sous bassin du Zeltène est caractérisé par une dominance des formations plutôt étanches (marnes argiles rouges, etc.). Les formations carbonatées du Crétacé, d’extension spatiale fort dominante, représentent à peu près de 50% de la superficie du Zeltène et presque 85% de celle d’Igrounzar. Il s’agit de calcaires dolomitiques, calcaires marneux et de marno-calcaires et marnes calcaires très fracturés à karstqiques. L’occupation des sols est assez sommaire. Elle se résume en gros à trois types de couverts : 1) des cultures (céréaliculture) sur les terrains marneux d’age crétacé, sur le Plio-Quaternaire et l’Eocène ; 2) des terrains nus correspondant aux affleurements des dalles calcaires fissurées et karstiques du Crétacé et aux formations jurassiques, et 3) des forêts (résineux) dans la partie aval du bassin versant sur les terrains d’age plio-quaternaire et sur les renforts montagneux du Haut Atlas Occidental. A l’instar de toutes les régions défavorisées du Royaume, le bassin du Qsob est lui aussi soumis à un déboisement intensif (bois de chauffe et de cuisson).L’apport de cet article a permis de caractériser l’aquifère Cénomano-turonien du point de vue hydrodynamique, hydrogéologique et hydrogéochimique. La carte piézométrique représentant deux niveaux aquifères regroupés montre un sens d’écoulement des eaux souterraines du sud-est vers le nord-ouest. Le gradient hydraulique varie de l’amont vers l’aval ; il est faible dans la zone centrale en relation avec de meilleures caractéristiques hydrodynamiques. L’évolution de la piézométrie dans le temps montre des fluctuations interannuelles et saisonnières en relation avec les variations pluviométriques. Les caractéristiques hydrodynamiques ont été calculées par le biais de l’interprétation des données des pompages d’essais, réalisés dans la région par l’Agence Générale de l’Hydraulique.Sur le plan hydrochimique, les résultats des analyses physico-chimiques ont permis de déterminer les faciès chimiques des eaux des deux nappes, leur interaction et leur qualité pour la consommation humaine et l’utilisation en agriculture.Pour mieux comprendre les modalités de fonctionnement du système aquifère de Meskala-Kourimat, l’étude isotopique entreprise a montré la variation des teneurs en O18 des points d’eau avec l’altitude des zones de recharge des différents exutoires. Le gradient altitudinal en O18, estimé à 0,25‰ par 100 m confirme par ailleurs la validité régionale de celui-ci par d’autres auteurs. La relation oxygène-18/deutérium δ2H = 7,74*(δ18O) + 10,83 traduit un régime atlantique des précipitation sans évaporation qui suggère une infiltration rapide, confirmée également par l’importante fracturation des calcaires et calcaires dolomitiques de l’aquifère cénomano-turonien de Meskala-Kourimat.

La zone d'étude correspond à la nappe libre de l'aquifère quaternaire du BLT au sud-est du Niger (le Kadzell) et au nord-est du Nigeria (Etat du Bornou) où se démarquent deux dépressions piézométriques majeures. L'objectif de ce travail est de contribuer, par une double approche géochimique (ions majeurs et traces, 18O, 2H) et hydrodynamique, à l'identification des processus d'acquisition de la minéralisation dans les deux dépressions, en réponse à l'hydrodynamique actuelle et aux pulsations humides/arides qui se sont succédées au BLT depuis l'Holocène moyen. La recharge actuelle est marquée par une forte variabilité spatio-temporelle. Elle est active et discontinue en bordures de la Komadougou Yobé (rivière intermittente) et du lac Tchad. L'étude de l'évolution des éléments majeurs et traces en fonction des teneurs en 18O suivant les directions des flux hydrodynamiques a permis de déceler un processus de mélange entre des eaux «évaporées» à faibles teneurs en chlorures à proximité des zones de recharge actuelle et une eau chlorurée à faibles teneurs isotopiques au centre de chaque dépression piézométrique. A ce processus de mélange, s'ajoutent l'altération des aluminosilicates et un échange de base avec la matrice argileuse de l'aquifère. L'eau aux centres des dépressions, isotopiquement appauvrie et riche en chlorure, est l'empreinte d'une paléo-recharge massive remontant au moins au dernier maximum humide holocène et ayant entraîné et piégé les sels accumulés pendant les phases arides antérieures. Un Mégalac Tchad, dont la présence est avérée par de nombreuses études est le vecteur le plus probable de transfert de ces sels au sein de l'aquifère. La modélisation hydrodynamique été calée et validée à partir des mesures piézométriques disponibles depuis 1960. Le modèle montre la nécessité d'une évapotranspiration dominante au centre des dépressions piézométriques et de faibles perméabilités pour reproduire la nappe en creux. Il confirme les résultats isotopiques avec une recharge uniquement latérale avec des apports réduits depuis la rivière et le lac Tchad. Le régime transitoire depuis l'Holocène moyen (6300 ans B.P.) montre l'évolution de la nappe libre après la disparition du Mégalac comme il apporte des premières caractéristiques au mélange. (Résumé d'auteur)

The molassic basin of Carpentras (Vaucluse, South-eastern France) is filled with sandy-clayey miocene deposits organised in successive sequences of various facies. So it constitutes a complex aquifer. The hydrodynamic parameters of this aquifer are not particularly high (hydraulic conductivities between 10-4 and 10 7 m.s-1) but its thickness reaches 600 m. The chemical quality of water is excellent and important artesianism phenomena are observed. The easy cheap exploitation of the aquifer has caused the increasing of the drilling number since the 1960's. It is about thousands overall a 600 km2 area. The need to rationalise the use of water has driven to compile and actualise all the existing data.The purpose of this study is to have an improved knowledge about the geology, the hydrodynamic and the hydrochemistry of the basin. A bibliographical critical review focuses on each topic. Then it is completed by the acquisition and the analysis of new data. The geophysical study of the basin edges is conducted with electrical resitivity tomography. Thus a pattern of the deposit organisation can be proposed whereas the lithologic correlations between drillings have seemed hard to be interpreted. The water level has been monitored monthly in 51 boreholes during 20 months. These data shows in particular that the pumping activity induces great seasonal variations. In 2004 and 2005, hundred water drillings have been sampled. The results of the characteristic ions analysis have upgraded a database which contains the results of two previous sampling campaigns led in 1985 and in 1996. With the data, we propose a spatial temporal approach, particularly for the nitrate contamination evolution and residence time.This survey allows us to build a simple but complete hydrogeological model. The modelling is used as a tool to synthesise the data and the functioning hypothesis. It gives a visualisation mean and can put in evidence the aspects which should be deepened in next works., Le bassin molassique de Carpentras est constitué de formations miocènes sablo-argileuses présentant de nombreuses variations de faciès. Il renferme un réservoir aquifère complexe aux caractéristiques hydrodynamiques intrinsèques médiocres (perméabilité comprise entre 10-4 et 10-7 m.s-1) mais dont la puissance est importante (600 m d'épaisseur). La qualité chimique de l'eau est excellente (naturellement potable) ; l'exploitation est facile et bon marché. Depuis les années 1960, le nombre de forages a augmenté rapidement et sans contrôle. En 2006, on compte des milliers d'ouvrages sur 600 km2. Dans un contexte de rationalisation des usages de l'eau, il est apparu nécessaire de faire un état des connaissances et d'actualiser celles-ci pour construire un schéma de fonctionnement du système aquifère.Ce travail aborde la géologie, l'hydrodynamique et l'hydrochimie du bassin. Chaque élément fait l'objet d'une revue bibliographique critique et est approfondi par l'acquisition et l'analyse de données nouvelles. L'étude géophysique des bordures du bassin par tomographie de résistivité électrique permet de proposer un schéma de l'organisation des corps sédimentaires. Le suivi mensuel du niveau de l'eau dans 51 ouvrages pendant 20 mois révèle l'influence saisonnière très nette des pompages. Enfin deux campagnes de prélèvements et d'analyses des ions caractéristiques des eaux du bassin (100 éch.) ont été menées en 2004 et 2005. La comparaison des résultats avec ceux acquis en 1985 et 1996 permet une approche spatio-temporelle des concentrations (évolution de la contamination nitratée, temps de séjour).On aboutit à un modèle hydrogéologique simple mais complet. La modélisation est alors utilisée comme un outil de synthèse des informations et des hypothèses de fonctionnement. Elle permet ainsi une visualisation générale du fonctionnement de l'aquifère et met en évidence les éléments qui nécessiteraient des investigations supplémentaires pour améliorer la compréhension.

Diplôme : Dr. d'Université

The molassic basin of Carpentras (Vaucluse, South-eastern France) is filled with sandy-clayey miocene deposits organised in successive sequences of various facies. So it constitutes a complex aquifer. The hydrodynamic parameters of this aquifer are not particularly high (hydraulic conductivities between 10-4 and 10 7 m.s-1) but its thickness reaches 600 m. The chemical quality of water is excellent and important artesianism phenomena are observed. The easy cheap exploitation of the aquifer has caused the increasing of the drilling number since the 1960's. It is about thousands overall a 600 km2 area. The need to rationalise the use of water has driven to compile and actualise all the existing data.The purpose of this study is to have an improved knowledge about the geology, the hydrodynamic and the hydrochemistry of the basin. A bibliographical critical review focuses on each topic. Then it is completed by the acquisition and the analysis of new data. The geophysical study of the basin edges is conducted with electrical resitivity tomography. Thus a pattern of the deposit organisation can be proposed whereas the lithologic correlations between drillings have seemed hard to be interpreted. The water level has been monitored monthly in 51 boreholes during 20 months. These data shows in particular that the pumping activity induces great seasonal variations. In 2004 and 2005, hundred water drillings have been sampled. The results of the characteristic ions analysis have upgraded a database which contains the results of two previous sampling campaigns led in 1985 and in 1996. With the data, we propose a spatial temporal approach, particularly for the nitrate contamination evolution and residence time.This survey allows us to build a simple but complete hydrogeological model. The modelling is used as a tool to synthesise the data and the functioning hypothesis. It gives a visualisation mean and can put in evidence the aspects which should be deepened in next works., Le bassin molassique de Carpentras est constitué de formations miocènes sablo-argileuses présentant de nombreuses variations de faciès. Il renferme un réservoir aquifère complexe aux caractéristiques hydrodynamiques intrinsèques médiocres (perméabilité comprise entre 10-4 et 10-7 m.s-1) mais dont la puissance est importante (600 m d'épaisseur). La qualité chimique de l'eau est excellente (naturellement potable) ; l'exploitation est facile et bon marché. Depuis les années 1960, le nombre de forages a augmenté rapidement et sans contrôle. En 2006, on compte des milliers d'ouvrages sur 600 km2. Dans un contexte de rationalisation des usages de l'eau, il est apparu nécessaire de faire un état des connaissances et d'actualiser celles-ci pour construire un schéma de fonctionnement du système aquifère.Ce travail aborde la géologie, l'hydrodynamique et l'hydrochimie du bassin. Chaque élément fait l'objet d'une revue bibliographique critique et est approfondi par l'acquisition et l'analyse de données nouvelles. L'étude géophysique des bordures du bassin par tomographie de résistivité électrique permet de proposer un schéma de l'organisation des corps sédimentaires. Le suivi mensuel du niveau de l'eau dans 51 ouvrages pendant 20 mois révèle l'influence saisonnière très nette des pompages. Enfin deux campagnes de prélèvements et d'analyses des ions caractéristiques des eaux du bassin (100 éch.) ont été menées en 2004 et 2005. La comparaison des résultats avec ceux acquis en 1985 et 1996 permet une approche spatio-temporelle des concentrations (évolution de la contamination nitratée, temps de séjour).On aboutit à un modèle hydrogéologique simple mais complet. La modélisation est alors utilisée comme un outil de synthèse des informations et des hypothèses de fonctionnement. Elle permet ainsi une visualisation générale du fonctionnement de l'aquifère et met en évidence les éléments qui nécessiteraient des investigations supplémentaires pour améliorer la compréhension.