SPÉCIFICITÉ
L'observatoire du bassin de la Haute-Loue est situé dans le site LTER Jurassic Arc (ZAAJ). La particularité du contexte karstique réside dans les fortes interactions eaux de surface-eaux souterraines malgré une zone non saturée profonde de plusieurs centaines de mètres. Ceci génère d'importants flux d'eau souterraine inter-bassins (Le Mesnil et al., 2022), responsables de conflits d'usage de l'eau qui s'intensifient dans un contexte de diminution des ressources en eau de surface lors des périodes sèches.
Description générale et localisation
Le bassin de la Haute-Loue est situé dans le massif du Jura (Doubs) et correspond à un hydrosystème karstique développé dans les plateaux calcaires jurassiques sur plus de 1000 km².
La Loue prend sa source à Ouhans, et est une des résurgences majeures de France hexagonale (3ème source de France en débit moyen). Le débit moyen est d’environ 10 m3/s (variations de 0.7 à 80 m3/s) indiquant que la source de la Loue est l’exutoire d’un vaste système souterrain. Celui-ci est connecté à d’autres sous-bassins karstiques, notamment ceux du Drugeon et du Haut-Doubs et est alimenté par les infiltrations diffuses sur les plateaux calcaires (bassin d’alimentation d’environ 200 km²) ainsi que par les pertes du Doubs, localisées principalement en aval de Pontarlier.
Les principaux usages de l’eau sont orientés pour la fabrication d’électricité (2 centrales hydroélectriques sur le bassin), et l'approvisionnement en eau potable. En plus de l’alimentation des communes du bassin, la Loue est prélevée pour alimenter la ville de Besançon (captage situé à 55 km en aval de la source à Chenecey : 3,5 hm³ en 2022 ; débit écologique : 1,2 m³/s)
L’occupation du sol est dominée par les prairies et les espaces forestiers (50% environ de la surface du bassin), avec peu de zones urbanisées. Malgré une agriculture extensive dédiée à l’élevage laitier pour la fabrication de fromage d’appellation (Comté, Morbier…), le système présente une forte vulnérabilité aux activités anthropiques et au changement climatique. En cause, la faible capacité de filtration des aquifères karstiques et à des réserves en eau limitées.
Le bassin de la Loue est ainsi marqué par des dysfonctionnements écologiques récurrents (eutrophisation, colmatage des fonds de rivière, mortalités piscicoles), en lien avec des pressions anthropiques diffuses exacerbées par le réchauffement climatique.
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K3
Spécificités du Bassin de la Haute-Loue
Fonctionnement hydrologique et interaction surface-souterrain
Le bassin de la Haute-Loue est caractérisé par une grande diversité du contexte hydrogéologique qui engendre une grande variabilité des interactions surface-souterrain le long de la Loue et du Lison. La localisation des différents tronçons de pertes et apports (notamment par des sources majeures) reflète l’alternance de zones de plateaux, reculées et traversées de faisceaux (zones de failles délimitant les plateaux) du paysage jurassien. Cela rend unique cet hydrosystème en termes de paysages et de fonctionnement hydrologique.
L’importance des eaux souterraines dans les écoulements de surface engendre une régulation très importante de ces derniers par le karst, principalement en étiage (les principaux systèmes des sources de la Loue, sources du Maine et Lison contrôlent plus de 90% du débit de la rivière Loue à Chenecey-Buillon en fin d’été). Cela reste vrai également en hautes eaux et en crue, au vu des estimations de débits sur les principaux systèmes du bassin.
Les réservoirs du Jurassique supérieur et du Jurassique moyen semblent comporter des différences notables en termes de karstification, ce qui impacte le fonctionnement hydrologique des cours d’eau dont les pertes peuvent constituer – en plus de la recharge diffuse majoritaire - une recharge non négligeable des aquifères sous-jacents. Le fonctionnement des principaux aquifères est rendu complexe par l’existence de compartiments qui reflètent l’histoire géologique et karstogénétique, et expliquent certaines variabilités saisonnières des signatures hydrochimiques des eaux.
L’origine de l’eau dans les cours d’eau est donc dépendante de celle des eaux souterraines mobilisées tout au long de l’année. En cela, et au vu de l’importance des contributions des principaux aquifères (Loue, Lison, Maine, Baume Archée) au débit de la Loue à Chenecey-Buillon, il a été montré que l’eau de la rivière Loue en étiage est une eau issue de recharges anciennes de plusieurs années à dizaines d’années.
Transfert des nutriments et qualité de l'eau
La dégradation de la qualité des eaux observée depuis plusieurs décennies se traduit par des enrichissements en nutriments (azote et phosphore), en lien avec les activités anthropiques.
Le fonctionnement karstique favorise des circulations rapides avec une capacité limitée de filtration naturelle. Le bassin de la Loue permet ainsi d’étudier :
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Vivier Margot
- les mécanismes de transfert des nutriments entre la surface et les exutoires,
- les phénomènes de mélange entre eaux d’origines différentes,
- la variabilité temporelle des signatures hydrochimiques.
Des phénomènes caractéristiques sont observés, tels que des pics de nitrates lors des crues de reprise automnales, liés au lessivage des reliquats azotés et à la mobilisation d’eaux stockées dans le système durant les périodes sèches.
Intérêts du site pour le projet K3
Le bassin de la Haute-Loue constitue un site d’intérêt pour le projet K3 en raison de la complexité de son fonctionnement karstique et de la diversité des interactions entre eaux de surface et souterraines.
Il offre un cadre pertinent pour tester et développer des approches méthodologiques visant à mieux comprendre les processus de transfert et à améliorer les outils d’analyse des hydrosystèmes karstiques sensibles au changement climatique et aux activités humaines.
Anecdote historique
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A.Vallet
Le 11 août 1901, un incendie se déclare dans la distillerie Pernod à Pontarlier. Afin d’éviter une explosion, plusieurs centaines de milliers de litres d’absinthe sont déversés dans des puits perdus à proximité du Doubs. Deux jours plus tard, la Loue présente une coloration et une odeur caractéristiques, révélant l’existence d’une connexion souterraine entre les deux cours d’eau.
Cette observation est confirmée en 1910 par un traçage à la fluorescéine : le colorant injecté dans une perte du Doubs réapparaît à la source de la Loue environ 64 heures plus tard, démontrant la rapidité des transferts au sein du système karstique.