{"id":7700,"date":"2022-01-13T09:34:23","date_gmt":"2022-01-13T08:34:23","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=7700"},"modified":"2022-01-18T11:46:44","modified_gmt":"2022-01-18T10:46:44","slug":"hydrologic-processes-analysis-in-a-high-alpine-catchment-the-case-of-the-vallon-de-nant","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2022\/01\/hydrologic-processes-analysis-in-a-high-alpine-catchment-the-case-of-the-vallon-de-nant\/","title":{"rendered":"Hydrologic processes analysis in a high Alpine catchment: the case of the Vallon de Nant"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Th\u00e8se soutenue par Anthony Michelon, le 26 janvier 2022, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)<\/em><\/p>\n\n\n\n

Les bassins versant de haute altitude jouent un r\u00f4le primordial dans le cycle de l’eau en milieu Alpin. En accumulant la neige en hiver, puis en la rel\u00e2chant plus tard lors de la p\u00e9riode de fonte, ils jouent le r\u00f4le de \u00ab ch\u00e2teau d\u2019eau pour l\u2019humanit\u00e9 \u00bb. L’augmentation actuelle des temp\u00e9ratures moyennes provoque toutefois un changement du type de pr\u00e9cipitations, avec d’avantage d\u2019\u00e9v\u00e8nements de pluie et moins d’accumulation de neige. La cons\u00e9quence observ\u00e9e est un d\u00e9calage du pic annuel de d\u00e9bit plus t\u00f4t dans la saison, ce qui impacte la disponibilit\u00e9 en eau plus tard dans l\u2019ann\u00e9e, lorsqu’elle devient primordiale. Bien que cette tendance soit d\u00e9j\u00e0 observ\u00e9e et bien document\u00e9e, les \u00e9tudes hydrologiques sur les chemins d’\u00e9coulement de l’eau de fonte sont rares, et les mod\u00e8les souffrent du manque de connaissance sur ces processus \u00e0 l\u2019\u00e9chelle du bassin versant. <\/p>\n\n\n\n

Dans cette th\u00e8se, nous proposons d\u2019\u00e9tudier les chemins d’\u00e9coulements de l’eau dans un tel environnement Alpin en \u00e9tudiant le Vallon de Nant, un petit bassin versant (13.4 km\u00b2) situ\u00e9 dans la partie ouest des Alpes Suisses. Ce bassin, tr\u00e8s largement influenc\u00e9 par la neige, est l’un des rares bassins non perturb\u00e9 (en termes d\u2019utilisation humaine des ressources en eau) en Suisse, et int\u00e9resse de tr\u00e8s divers domaines de recherches en g\u00e9osciences. Les recherches hydrologiques dans ce bassin ont toutefois commenc\u00e9 en m\u00eame temps que cette th\u00e8se, avec donc aucunes connaissances pr\u00e9alables. Un point de d\u00e9part pour cette \u00e9tude fut l’observation d\u00e9taill\u00e9e des processus m\u00e9t\u00e9orologiques int\u00e9ressants pour l’hydrologie. Bien que le terrain d’\u00e9tude soit petit, l\u2019une des premi\u00e8res interrogations \u00e9tait de savoir si \u00e0 cette \u00e9chelle l\u2019h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 spatiale de la pluie avait un impact sur les variations de d\u00e9bit de la rivi\u00e8re principale \u00e0 l\u2019exutoire. Pour ce faire, un r\u00e9seau temporaire de 12 pluviom\u00e8tres a \u00e9t\u00e9 d\u00e9ploy\u00e9 et 48 \u00e9v\u00e8nements de pluie ont \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9s. Ces mesures ont permis de mettre en \u00e9vidence que, m\u00eame \u00e0 cette \u00e9chelle, l\u2019h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 de certaines caract\u00e9ristiques du bassin avait bien un impact sur la r\u00e9ponse de la rivi\u00e8re \u00e0 l\u2019exutoire. Bien qu\u2019un tel r\u00e9seau a \u00e9t\u00e9 n\u00e9cessaire pour cette \u00e9tude, une telle densit\u00e9 de points de mesures n\u2019est pas absolument n\u00e9cessaire, et nous avons d\u00e9termin\u00e9 que 3 pluviom\u00e8tres seulement sont n\u00e9cessaires pour saisir l’essentiel de l’h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 des pr\u00e9cipitations dans ce bassin versant. <\/p>\n\n\n\n

Dans un second temps, les chemins d\u2019\u00e9coulement de l\u2019eau ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s \u00e0 divers endroits dans le bassin versant, en mesurant diverses propri\u00e9t\u00e9s de l\u2019eau, \u00e0 savoir sa temp\u00e9rature, sa conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, et sa composition en isotopes stables (2H, 17O et 18O). Les mesures de temp\u00e9rature ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es en continu \u00e0 la sortie des diff\u00e9rentes sources d\u2019eau du bassin, et les mesure de conductivit\u00e9 \u00e9lectrique et de composition en isotopes stables a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9 en laboratoire \u00e0 partir de 2861 \u00e9chantillons qui ont \u00e9t\u00e9 collect\u00e9s sur le terrain \u00e0 partir de diverses sources d\u2019eau (provenant principalement de sources, de rivi\u00e8res, de l\u2019eau de pluie, et du manteau neigeux). <\/p>\n\n\n\n

Cette \u00e9tude a notamment permis de montrer que m\u00eame au cours du pic annuel de d\u00e9bit, lorsque les apports en eau de fonte sont si importants que l\u2019eau de toutes les sources montrent des caract\u00e9ristiques similaires, l’eau de fonte s\u2019\u00e9coule jusqu\u2019\u00e0 la rivi\u00e8re par un chemin de subsurface. Nous avons \u00e9galement mesur\u00e9 un apport continu d\u2019eau \u00e0 la rivi\u00e8re lors de la p\u00e9riode de d\u00e9bit de base en hiver, et nous avons identifi\u00e9 des \u00e9coulements de faible profondeur au cours d\u2019\u00e9v\u00e8nements de pluie qui surviennent pendant la p\u00e9riode de fonte de neige. <\/p>\n\n\n\n

Au-del\u00e0 des conclusions sp\u00e9cifiques \u00e0 ce terrain d’\u00e9tude, notre analyse d\u00e9taill\u00e9e des diff\u00e9rents traceurs a montr\u00e9 comment, ensemble, ils contenaient des informations. La temp\u00e9rature de l’eau des sources renseigne sur la profondeur des chemins d’\u00e9coulement, ainsi que sur la mani\u00e8re dont les diff\u00e9rents r\u00e9servoirs sont interconnect\u00e9s. Les valeurs de conductivit\u00e9 \u00e9lectrique des sources et du cours d’eau principal peuvent \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9s en termes d’\u00e2ge de l’eau (plus l\u2019eau est au contact d\u2019un sol min\u00e9ral, plus elle va se charger), et donc informer sur la longueur du chemin d’\u00e9coulement de subsurface. Contrairement \u00e0 la temp\u00e9rature et \u00e0 l\u2019EC, qui eux sont impact\u00e9s par les propri\u00e9t\u00e9 locales du sol qui est travers\u00e9, les isotopes stables de l’eau fournissent des informations sur l’origine des pr\u00e9cipitations avant qu’elles ne p\u00e9n\u00e8trent le sol. Par exemple, les isotopes stables de l\u2019eau informent sur la pr\u00e9sence d’eau de fonte r\u00e9cente dans la rivi\u00e8re, et donc sont compl\u00e9mentaires \u00e0 la temp\u00e9rature et \u00e0 l’EC.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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