Traçage isotopique de la variabilité de la recharge des eaux souterraines

Isotope tracing of the variability of groundwater recharge

• Auteur / Autrice : Alexandra Mattei
• Direction : Patrick Goblet, Florent Barbecot, Sophie Guillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences et géoingénierie
• Date : Soutenance le 13/12/2019
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE) en cotutelle avec Université du Québec à Montréal
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Christelle Marlin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Goblet, Florent Barbecot, Sophie Guillon, Christine Stumpp, Nathalie Dörfliger, Patrick Lachassagne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christelle Marlin, René Therrien

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traceurs de l'eau souterraine

Ressources en eau

Hydrogéologie

Mots clés libres

Recharge

Hydrogéologie

Modélisation numérique

Zone non saturée

Isotopes stables de l'eau

Unsaturated zone

Recharge

Water stable isotopes

Hydrogeology

Numerical modeling

Résumé

Évaluer l’impact des pressions actuelles et futures qui s’exercent ou s’exerceront sur les ressources en eau souterraines passe obligatoirement par une évaluation de la recharge. A ces fins, les outils isotopiques, et plus précisément les isotopes stables de la molécule d'eau ont été utilisés, dans le cadre de ces travaux de thèse pour comprendre les mécanismes d’écoulement au sein de la zone non saturée. Un nouveau protocole analytique permettant une meilleure précision de la mesure de la signature isotopique de l’eau porale a été développé. Un code de calcul numérique prenant en compte l’évolution des isotopes stables de l’eau, depuis les précipitations jusqu’aux eaux souterraines, pour estimer la recharge a été mis en place. Les isotopes stables de la molécule d’eau se sont avérés être des outils puissants pour contraindre, par modélisation inverse, les valeurs des paramètres hydrodynamiques nécessaires pour décrire et prédire le transport d’eau dans la zone non saturée, à l’échelle du profil de sol et du bassin versant.

Assessing the impact of current and future pressures on groundwater resources requires an assessment of recharge process. For these purposes, the isotopic tools, and more precisely the stable isotopes of the water molecule were used, as part of this work to understand the flow mechanisms within the unsaturated zone. A new analytical protocol allowing a better accuracy of pore water isotope measurements has been developed. A numerical calculation code taking into account the evolution of stable isotopes of water, from precipitation to groundwater, to estimate recharge has been established. Stable isotopes of the watermolecule have been shown to be powerful tools for constraining, by inverse modeling, the values of the hydrodynamic parameters needed to describe and predict water transport in the unsaturated zone at the profile scale and at the watershed scale.