Étude de la recharge des hydrosystèmes karstiques à l’échelle de la parcelle : modélisation et analyse de corrélation - Site du Laboratoire souterrain à bas bruit de Rustrel
Résumé
Assessing the recharge of underground hydrosystems remains an obstacle to understand their hydrologeological functioning. During a rain event, which part of the rain is evapotranspired ? And how much is temporarily stored within the soil ? These questions are particularly relevant in heterogeneous media such as karst hydrosystems. Currently, the models used to compute recharge of karst hydrosystems, rely on simplistic formulations of evapotranspiration that do not account for vegetation functioning. In this study, we used the vegetation process based model CASTANEA, which is designed to compute water transfer between soil, plant and atmosphere. We computed effective infiltration (an index of recharge) with CASTANEA and with other classical approach (based on precipitation minus ETP), and for a well documented holm oak site in Provence. Our results provide evidences that effective infiltration computed with CASTANEA yield more satisfactory correlation with measured outflow than simulations based on the classical approach. Our results provide a promising way to improve the simulation of karst hydrosystem recharge.
La caractérisation des flux d’eaux qui rechargent réellement les hydrosystèmes souterrains reste un frein à la compréhension du fonctionnement hydrogéologique des milieux souterrains. Lors d’événements pluvieux, quelle part de l’eau est évapo-transpirée ? Quelle part est temporairement stockée dans le sol ? Ces incertitudes sont particulièrement fortes dans le cas de la recharge des milieux hétérogènes tel que le karst. En général, les calculs de recharge des hydrosystèmes karstiques se basent sur une représentation simplifiée de l’évapotranspiration qui considère seulement le climat et pas le fonctionnement de la végétation. Dans cette étude, un modèle de végétation permettant de simuler les transferts d’eaux entre le sol et l’atmosphère en contexte forestier (le modèle CASTANEA), a été appliqué à une parcelle de Chêne vert. L’infiltration efficace (un indicateur de la recharge) estimé avec CASTANEA a été comparée à celle estimée par des approches classiques ainsi qu’à des séries long terme de flux d’eaux souterraines (9 années). Les résultats de cette analyse révèlent que l’infiltration efficace modélisée à partir d’un modèle de végétation comme CASTANEA est plus satisfaisante que les approches classiques ne tenant pas compte du fonctionnement de la végétation. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour mieux tenir compte du fonctionnement de la végétation et de l’usage du sol sur la recharge des hydrosystèmes karstiques.