Thermie d'un cours d'eau dépendant d'une source karstique : observations et modélisation - application au cas du Lez

Abstract

Dans un contexte de changement climatique, où les sources d’eaux souterraines et les écosystèmes qui en dépendent suscitent un intérêt croissant pour préserver la ressource en eau et l’équilibre écologique, ce travail de fin d’études s’inscrit dans le projet européen SentinelSpringS. Il se concentre sur la source karstique du Lez et le tronçon amont du fleuve Lez, à Montpellier (France), en lien avec la problématique du Chabot du Lez. L’objectif principal était d’évaluer la persistance de l’influence de la source sur les caractéristiques physico-chimiques du cours d’eau, notamment la minéralisation, la température et la concentration en oxygène dissous, tout en considérant l’impact des stratégies de pompage mises en œuvre.

Après une présentation du contexte environnemental et des services écosystémiques associés, l’analyse des données météorologiques, hydrométriques et piézométriques depuis le début des années 2000 met en évidence un régime méditerranéen soumis aux effets du réchauffement climatique. Les chroniques de température de l’eau et d’oxygène dissous acquises par l’EPTB et le BRGM montrent que la source exerce un effet tampon marqué, qui s’atténue rapidement vers l’aval sous l’influence des ouvrages transversaux et des conditions atmosphériques. Une tendance à l’eutrophisation, liée à des apports excessifs en nutriments, est observée en aval et à la confluence avec le Lirou, tandis que l’analyse conjointe des températures de l’eau et de l’air permet d’identifier une zone de transition du régime thermique entre une influence majoritaire des eaux souterraines à une domination atmosphérique au niveau du secteur CLB/Prades. Enfin, la caractérisation hydrochimique confirme un faciès bicarbonaté calcique et magnésien, caractéristique des eaux karstiques, accompagné d’un dégazage progressif du CO2 favorisant la précipitation de la calcite.

Dans un second temps, une modélisation analytique du régime thermique du Lez, fondée sur le concept de température d’équilibre et dictée par une hypothèse de stationnarité, a permis de simuler différents scénarios hydrologiques et météorologiques et d’estimer qu’avec un débit d’étiage de 230 l/s actuellement restitué à la source, le Chabot du Lez peut être soumis à une amplitude thermique maximale d’environ 16,2°C. Pour finir, une première amorce de modélisation hydrothermique numérique unidimensionnelle a été développée sous le logiciel SIC^2 afin de simuler l’évolution transitoire de la température de l’eau. Les principales limites de ce travail ainsi que les perspectives d’amélioration y sont discutées.