Analyse statistique de la dynamique de la nappe d'Alsace
Résumé
Le niveau piézométrique de la nappe alluviale d'Alsace fait l'objet de variations importantes gouvernées par des phénomènes climatiques comme les précipitations et l'évapotranspiration ainsi que par le régime des rivières (le Rhin et les rivières vosgiennes). L'objectif de la présente étude est de mettre au point une méthodologie permettant de connaître le comportement global de la nappe d'Alsace. Ce travail met en évidence les capacités de description de l'analyse en composantes principales sur 149 chroniques piézométriques réparties sur la nappe d'Alsace. Cette méthode d'analyse des données décrit le comportement global d'un système par le biais de signaux caractéristiques classés du plus important au plus local. Ainsi, la principale contribution aux variations du niveau piézométrique de la nappe d'Alsace, représentant 44 % de la variance globale, a été interprétée comme l'apport des rivières vosgiennes. Ensuite, 20 % du comportement est expliqué par les pluies efficaces dans les zones de faible épaisseur de la zone non saturée. L'apport du Rhin représente enfin 9 % du comportement. A ces 3 signaux principaux ont été adjoints deux signaux de correction qui mettent en évidence les variations plus locales représentatives de différents types d'aquifère, mais également une composante anthropique non négligeable au travers de différents aménagements. L'ensemble de ces 5 signaux permet de décrire plus de 80 % de la variance de la nappe d'Alsace. Au point de vue spatial, l'ensemble des variogrammes des trois premiers vecteurs propres principaux (mais également le cinquième) met en évidence des phénomènes continus et des structures marquées avec des portées variant entre 10 et 20 km. On touche ainsi à des caractères moyens variant sur l'ensemble de la nappe et décrivant au mieux une réalité physique. Une cartographie permet d'afficher les zones de même comportement par rapport à chaque composante comme l'influence du Rhin, qui reste essentiellement limitée à ses abords immédiats jusqu'à une distance de 3 kilomètres. Cette analyse géostatistique permet de tracer des surfaces piézométriques lissées stationnaires ou transitoires, mais également de mettre en évidence quelques caractéristiques descriptives intéressantes qui peuvent être utilisées comme des outils de gestion du territoire et qui viennent en complément d'analyses locales (de modèles conceptuels en particulier) ou de modélisations hydrodynamiques. Dans une deuxième phase, l'analyse a été étendue au côté badois de la nappe afin de pouvoir réaliser des représentations transfrontalières de différentes situations de référence ainsi que des animations à but pédagogique de la surface piézométrique de l'ensemble de la nappe du Rhin supérieur.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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