Etude des mécanismes de l'écoulement sur un bassin forestier du Mont-Lozère pendant la période de recharge post-estivale

Vincent Marc (1) , Claude Martin (2) , Jean-François Didon-Lescot (2)

1 LHA - Laboratoire d'Hydrogéologie d'Avignon
2 ESPACE - Études des Structures, des Processus d’Adaptation et des Changements de l’Espace

Les processus de formation des crues ont été étudiés sur un petit bassin versant forestier des Cévennes granitiques à l'aide du traçage chimique et isotopique des eaux. L'étude s'est déroulée pendant l'automne 1996 qui a vu se succéder trois crues d'ampleurs différentes. La reprise de l'écoulement après l'étiage estival est une période opportune pour mettre en évidence l'impact de l'état hydrique des sols sur la réponse du bassin. Un schéma dynamique du comportement hydrologique du bassin est obtenu. L'utilisation conjointe de plusieurs traceurs a révélé la rapidité du transfert de l'eau du versant jusqu'à l'exutoire, ainsi que la prédominance dans l'écoulement d'une eau à faible temps de résidence (épisode pluvieux et pluies précédentes). En conformité avec la forte conductivité hydraulique des sols, l'écoulement de sub-surface est reconnu comme l'un des processus dominant dans la formation des crues. La décomposition des hydrogrammes a montré que l'eau préexistante était la composante principale du débit. Cependant l'augmentation avec le temps de la participation de l'épisode pluvieux souligne le rôle croissant de l'humidification des sols sur la célérité du transfert de l'eau et sur l'expansion des zones contributives. Ainsi le volume écoulé au cours de la dernière crue (13 au 15 octobre) provient pour un tiers de l'épisode pluvieux et pour 50 % de la première pluie de l'automne (19 septembre). Les zones contributives ont atteint 14 % de la surface totale du bassin. Une simulation du comportement isotopique de l'eau dans l'écoulement de sub-surface a été entreprise à l'échelle de la parcelle. Les résultats indiquent que cette eau est marquée par un mélange des fractions successives de l'épisode pluvieux, sans influence d'une eau préexistante potentiellement stockée dans les horizons de surface. Pour cette période de reprise automnale, le fonctionnement du bassin peut être décrit par un système à deux réservoirs, chacun d'eux étant géochimiquement distinct. Le réservoir superficiel reçoit l'épisode pluvieux et s'écoule latéralement et verticalement vers un réservoir sous-jacent contenant l'eau préexistante formée par les pluies précédentes. La contribution d'une eau profonde à long temps de résidence est absente ou négligeable.

Keywords: hydrologie; forêt; traçage géochimique; oxygène-18; méditerranéen; décomposition d'hydrogramme

Domains: Geomorphology

Vincent Marc, Claude Martin, Jean-François Didon-Lescot. Etude des mécanismes de l'écoulement sur un bassin forestier du Mont-Lozère pendant la période de recharge post-estivale. Etudes de Géographie Physique, 2003, XXX, pp.27-42. ⟨hal-00323954⟩