K3 : Impact des changements globaux sur la ressources en eau des socio-hydrosystèmes karstiques new

À partir d'une approche intégrative de tous les cycles de l'eau...

K3 a pour objectifs de mieux comprendre et quantifier l'impact des pressions anthropiques et climatiques, sur la qualité et la quantité de la ressource en eau des hydrosystèmes karstiques, afin de proposer des outils d'aide et une meilleure connaissance nécessaire pour une gestion adaptée de cette ressource par les principaux usagers. 

Le projet s'articule autour de trois grands axes : vulnérabilité, sensibilité et gestion, et propose une approche pluridisciplinaire afin de faire progresser les stratégies de gestion de l'eau adaptées aux hydrosystèmes karstiques.

Il vise à anticiper et à prévenir les évolutions des réserves en eau de trois régions karstiques, présentant une diversité de contextes climatiques, d'occupation des sols, hydrogéologiques et socio-économiques : Source du Lez (Montpellier), Fontaine de Vaucluse (Vaucluse et Alpes de Haute Provence), La Loue (Jura)

espace K3

K3

Le projet K3 est un des trois projets lauréats de l'appel à projet Défis / Inter-Défis 2022 du programme OneWater-Eau Commun, au sein de ce programme K3 est focalisé sur les hydrosystèmes karstiques, dont les fortes interactions eaux de surface - eaux souterraines rendent ces milieux particulièrement sensibles aux changements globaux, L'objectif global du projet K3 (2024-2028) est de mieux comprendre et quantifier les impacts des changements climatiques sur ces hydrosystèmes, et de proposer des solutions d'adaptation en réponse aux différents risques sanitaires et climatiques, en repensant les modes de gestion des ressources par des approches intégrées développées entre hydrologues, géologues, hydro-microbio-géochimistes et socio-économistes. 

Trois socio-hydrosystèmes karstiques présentant des pressions anthropiques contrastées et des climats différents font l'objet des recherches en cours : 

1. L'aquifère du Lez, qui alimente la ville de Montpellier;
2. Le bassin versant de la loue (Jura où l'occupation et l'utilisation des sols ont fortement évolué depuis le 17ème siècle);
3. La source de Fontaine de Vaucluse, qui possède le plus grand débit d'Europe et dont la résurgence constitue actuellement un important attrait touristique

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K3

Le projet K3 a été structuré en cinq axes de recherche pour prendre en compte leurs spécifiés depuis leur zone d'infiltration jusqu'à leurs exutoires :

• Axe 1 : les processus à l'interface Sol-Végétation-Atmosphère

Afin de déterminer la recharge diffuse sur les formations carbonatées, deux démarches sont en cours : (i) l'une propose des modèles d'écoulements diffus et préférentiels dans le sol karstique afin de reproduire correctement les besoins en eau des plantes et la dynamique des flux de surface. Les premiers résultats démontrent l'importance de l'infiltration préférentielle via des fractures accumulant des réserves d'eau en profondeur tout au long de l'année, ce qui améliore les processus de transpiration pendant les périodes de stress hydrique ; (ii) une autre démarche est dédiée à le reconstitution des cartes d'évolution d'occupation du sol depuis les 1ères cartes d'Etat Major (1850) jusqu'en 2023 afin de modéliser l'impact de l'évolution de la recharge, en intégrant ces changements pendant près de 2 siècles. 

• Axe 2 : développement de la karstification selon les hétérogénéités géologiques et concentration de la recharge

Les approches multi-physiques (géologique, géomorphologique, géophysique ou spéléogénétique) des objets étudiés (failles, hétérogénéité lithologiques etc.) caractérisant l'impact des failles sur la recharge concentrée et l'organisation des drainages souterrains sur des karsts méditerranéens, alors que la reconstitution de l'évolution des karsts de plateau à travers le prisme des poljés a permis de proposer un 1er modèle conceptuel karstogénétique de la mise en place des karsts du massi du Jura. 

• Axe 3 : tracer l'origine et le transfert des contaminants dans l'aquifère

Avec des analyses hydrochimiques (suivi à haute fréquence et analyses ponctuelles), complétées par des analyses des communautés bactériennes, les 1ers montrent des pics de contamination à l'automne et au printemps et confirment la pertinence de l'étude de la fluorescence de la matière organique pour la mise en place d'un système d'alerte précoce. Des bactéries antibio-résistantes ont été détectées ainsi que d'autres marqueurs bactériens de contamination anthropiques. Les travaux se poursuivent pour caractériser la diversité bactérienne totale et sa dynamique spatio-temporelle. 

• Axe 4 : construire des modèles hydrogéologiques distribués en 3D ou globaux 

Des modèles distribués ou globaux sont développés à partir d'observations pluridisciplinaires pour tester les zones de recharge préférentielle ou renforcer la prédiction de l'évolution des réserves d'eau souterraine. un modèle inverse spatialisé d'une zone de faille karstifiée a été développé permettant de reconstituer le champ de conductivité hydraulique et les chemins préférentiels karstiques existants au travers de ce type d'objet. De même, un modèle global testant des processus de recharge a permis d'estimer des volumes annuels transitant par des pertes actives. 

• Axe 5 : développer des modes durables de gouvernance collaborative 

En travaillant avec toutes les parties prenantes (institutionnels, gestionnaires, usagers de l'eau et communauté scientifique) à améliorer la gestion de la ressource en eau karstique, un dialogue transversal s'établit et favorise le partage d'informations tout au long du projet, en offrant à terme des outils de gestion scientifique respectant un équilibre de la ressource en quantité et qualité : aux scientifiques de mieux paramétrer leurs modèles; aux acteurs opérationnels impliqués dans la démarche de les utiliser pour développer leurs politiques de protection et de gestion; et aux usagers de mieux percevoir les relations entre les éléments, de comprendre et accepter les politiques mises en œuvre par leur propre implication.