UMR CNRS 5805 EPOC
Environnements et Paléoenvironnements
Océaniques et Continentaux

        

Consignes de Sécurité et Numéros d'Urgence
(à l'usage des personnels du laboratoire)

June 26, 2023

Jian ZHANG

Dominique Genty / Colette Sirieix (ISM, Université de Bordeaux)

M. CHALIKAKIS Konstantinos, Maître de Conférences, HDR, Avignon Université, Rapporteur
M. LARTIGES Bruno, Professeur, Université de Toulouse III Paul Sabatier, Rapporteur
M. BRUXELLES Laurent, Directeur de Recherche, CNRS, Université de Toulouse - Jean Jaurès, Examinateur
M. BOURGES François, Docteur, Ingénieur, Géologie Environnement Conseil, Examinateur
M. GENTY Dominique, Directeur de Recherche, CNRS, Université de Bordeaux, Directeur de thèse
Mme. SIRIEIX Colette, Professeur, Université de Bordeaux, Co-directeur de thèse

Cette étude, a pour but de caractériser la géométrie et la dynamique de la zone d'infiltration au-dessus d’un site karstique typique, la grotte de Villars (Dordogne, SO-France). Elle traite, d'une part, de l'origine du signal d'entrée, les précipitations, et, d'autre part, aborde les processus d'infiltration (flux d'eau, isotopes) en lien avec la géométrie des réservoirs et des zones préférentielles d'infiltration. L'analyse isotopique de l'eau de pluie couplée au modèle de rétro-trajectoires Hysplit est utilisée pour déterminer des précipitations au-dessus de la grotte, tandis que le modèle KarstFor est utilisé pour modéliser les flux d'infiltration et la dynamique des réservoirs karstiques. Afin d'identifier et de caractériser la variabilité temporelle des réservoirs et des zones d'infiltration, nous avons utilisé le suivi temporel par tomographie de résistivité électrique (ERT) pour révéler une forte saisonnalité dans les zones d'infiltration à l'aide de la méthode CHA (Classification Hiérarchique Ascendante). En intégrant toutes ces méthodes, cette étude améliore considérablement notre compréhension de l'infiltration en milieu karstique avec toutes les conséquences possibles pour une meilleure compréhension des recharges souterraines, des calibrations pour les études paléoclimatiques basées sur l'étude des spéléothèmes et pour la préservation des milieux souterrains archéologiques.

This study aims to characterize the geometry and dynamics of the infiltration zone above a typical karstic site, the cave of Villars (Dordogne, SW-France). On one hand, it deals with the rainfall origin of the input signal, and, on the other hand, it addresses the infiltration processes (water fluxes, isotopes) in connection with the geometry of the reservoirs and preferential infiltration zones. Rainwater isotope analysis coupled with the Hysplit back-trajectory model is used to determine sources of rainfall above the cave, while the KarstFor model is used to model seepage fluxes and karst reservoirs dynamics. In order to identify and characterize the temporal variability of reservoirs and infiltration zones, we used time-lapse electrical resistivity tomography (ERT) to reveal a strong seasonality in the infiltration zones with the help of the HAC (Hierarchical Agglomerative Clustering) method. By integrating all these methods, this study considerably improves our understanding of infiltration in karstic environments with all the possible consequences for a better understanding of underground recharges, calibrations for paleoclimatic studies based on the study of speleothems and for the preservation of archaeological underground environments.

https://www.theses.fr/2023BORD0167/document