L’urbanisation avec le regroupement des activités et des populations dans les villes contribue à l’accroissement de la demande des services en eau. Cependant, la surexploitation de cette ressource peut entraîner des effets négatifs sur l’environnement. Un des effets est la subsidence dont les causes majeures sont liées au processus d’urbanisation accéléré. Depuis les années 1990, les études antérieures utilisant des mesures in situ ont confirmé les déformations au centre-ville d’Ha Noi (la capitale du Vietnam). Peu d’études ont permis d’obtenir une caractérisation spatiale sur l’étendue de la Nouvelle Région Urbaine et notamment pour les zones récemment urbanisées selon le Plan Directeur (2011) au Sud et à l’Ouest du centre-ville. L’objectif de la thèse est d’élaborer une carte d’occurrence de subsidence dans cette région en fournissant une information utilisable à la protection civile par les acteurs de la planification. Le but d’une telle représentation est d’éviter ou d’optimiser le développement sur des zones sensibles en complétant les documents de planification à partir d’une analyse de données géo-spatiales structurées dans un Système d’Information Géographique. La thèse aborde donc la subsidence en proposant une méthodologie à partir de données InSAR multi-temporelle (Images ALOS 2007-2011) grâce à laquelle une quantification de la subsidence sur le territoire d’Ha Noi a été réalisée. Une forte différence apparait entre les deux rives du Fleuve Rouge. La rive Nord du Fleuve Rouge reste stable tandis que la rive Sud présente un taux vertical maximum d’affaissement de 68 mm/an. Une carte des vitesses de subsidence a été réalisée permettant d’identifier trois sites plus «sensibles» : les zones de Hoang Mai, HaDong et Hoai Duc. Les facteurs identifiés qui participent à ce phénomène de subsidence peuvent être identifiés : facteurs géologiques et hydrologiques, facteurs socio-économiques concernant la ressource en eau et son usage et enfin des facteurs liés à la planification territoriale. L’interprétation des résultats obtenus a confirmé que le phénomène est lié à une combinaison de tels facteurs : rôle des couches géologiques non saturées, diminution des réserves en eau des aquifères par pompage entrainant des processus de sape, rôle de l’urbanisation et des modalités de construction des différents types de bâtiment. La conversion de cette vitesse de subsidence sous forme des contours permet de faciliter l’intégration de cette information avec les couches de données géo-spatiales pour fournir un support d’aide à la décision dans la gestion des risques. / Urbanization with the concentration of activities in cities contributes to the increase in demand for water services. However, the overexploitation of this resource can cause adverse effects on the environment. One of the effects is the subsidence whose essential causes are strongly related to the consequences of an accelerated urbanization process. Since the 1990s, the previous studies using measurements in situ confirmed deformations in the city-center of Ha Noi (the capital of Vietnam). Few studies have yielded a spatial characterization on the extent of the new urban region and especially for recently urbanized areas in the South and West of the city-center according to the Master Plan approved in 2011. The thesis aims to generate a map of the subsidence in this region for providing an usable information to civil protection by the actors involved in the urban planning in order to avoid or to optimize the development in sensitive area by the realization of planning documents, issued from geospatial data analysis structured in a Geographic Information System. The thesis therefore addresses the subsidence by proposing a methodology based on multi-temporal InSAR with the images ALOS acquired from 2007 to 2011 through which a quantification of subsidence on the territory of Ha Noiwas carried out. Thus a strong difference appears between the two banks of the Red River. The North bank of Red river remains much more static while the South bank presents vertical maximum rates of subsidence of 68mm/year. A map of the subsidence rates has been realized to identify the "sensitive" three "sensitive" sites in districts of Hoang Mai, Ha Dong and Hoai Duc. Identified factors that contribute to this phenomenon can be classified depending on geological and hydrological factors, socio-economic factors relating to the water resource, and use, and territorial planning. The interpretation of the results confirmed that the phenomenon is linked to a combination of several factors : the role of the unsaturated geological layers, the decrease of the water supply aquifers by pumping resulting in undermining process, the role of urbanization and the different types of building foundations. The conversion of subsidence velocity to contour lines allows facilitating the integration with different layers of geospatial data in order to provide a decision making tool in the risk management.

The practices of solid waste management (SWM) and solid waste disposal (SWD) in Kano metropolis, Nigeria, were examined. The water quality of groundwater sources in the areas adjacent to the SWD sites was monitored in order to evaluate interactions and assess the possibility of groundwater contamination as a result of percolation of the leachates generated in the SWD sites. An integrated approach to the field investigation was employed in the study. This included an extensive desk study; a field survey of all existing SWD sites in the area; leachate and groundwater sampling; and laboratory-based experimental and instrumental analyses. The locations of the SWD sites relative to inhabited areas were examined, and eight sites and their environs were selected for leachate and groundwater sampling and quality assessments in May 2009 and May 2010. It was observed that SWM activities in Kano metropolis are unsystematic and pose a significant risk to both public health and environmental quality, especially in relation to local groundwater sources. It was also found that the leachates produced in the sampled sites contained significant concentrations of a wide range of contaminants; including nitrates, total alkalinity, total dissolved solids, chlorides and sulphates. The leachates were also observed to be in the methanogenic phase of biochemical degradation and were shown to have similar characteristics to other leachates from mature SWD sites in different parts of the world. Similarly, the physico-chemical characteristics of the groundwater samples around the selected SWD sites indicated high concentrations of nitrates, chlorides, total dissolved solids, total alkalinity, turbidity, iron and manganese, often above the WHO thresholds for acceptable drinking water quality. It is, therefore, concluded that the shallow groundwater sources analysed have been contaminated, due largely to improper SWM practice. This, in turn, affects not only the health and well-being of the local population, but also impedes developmental efforts and obstructs prosperity. Accordingly, some strategies for pollution prevention and control were developed for Kano metropolis, although they are also applicable to other urban areas with similar characteristics. These strategies, which are largely categorised as resource-focused, source-focused or remedial measures, can be achieved through: (1) identification and mapping of pollution sources; (2) establishment of databases and information management system; (3) vulnerability mapping; (4) establishment of functional monitoring and evaluation system; (5) promotion of public awareness and participation; (6) establishment of protection zones; and (7) the integration of pollution prevention and control strategy into urban planning, development and management of municipal services.

Dans le but de caractériser les conditions environnementales, hydrologiques et d’usage des sols, menant à la contamination d’un système karstique cette étude combine hydrogéologie et microbiologie environnementale. Les chroniques de température et d’hydrologie (pluviométrie, turbidité, conductivité) de l’hydrosystème karstique de Norville (SO Karst) des 5 dernières années ont été analysées pour trouver une corrélation entre les conditions hydrologiques menant au ruissellement sur le bassin versant et la contamination par E. coli de l’hydrosystème (eau et biofilms). Quinze campagnes de prélèvement d’eau à l’entrée (la perte) et la sortie (la source) du système et de biofilms ont été réalisées. La relation entre l’abondance et la diversité génétique (distribution des phylogroupes) des populations de E. coli circulant dans l’hydrosystème et les conditions hydrologiques et d’usage des sols a été étudiée. Un indicateur de contamination des eaux par E. coli (IndiCE) basé sur l’enregistrement de la température et la pluviométrie et corrélé avec la contamination d’eau de surface et sous terraine par E. coli d’un hydrosystème karstique, simple d’utilisation est proposé. Le rôle de réservoir de pathogène des biofilms karstiques, responsable de contamination secondaire, a été étudié en suivant l’occurrence de E. coli et des intégrons de classe 1 dans des biofilms formés à la source de l’hydrosystème karstique de Norville.Il a été montré en chemostat la capacité de E. coli à former des biofilms sur la craie en condition oligotrophique. In situ E. coli et les integrons de classe 1 peuvent s’associer à des biofilms autochtones sous forme cultivable transitoirement. L’ensemble de ces travaux de thèse a permis de mieux comprendre la dynamique de la contamination par E. coli des hydrosystèmes karstiques, dans l’eau et les biofilms. / In order to assess environmental conditions leading to contamination of a rural karstic hydrosystem this study combine hydrogeology, and environmental microbiology. We focused on a well-characterized chalk karstic hydrosystem (Norville, France) vulnerable to microbiological pollution, of the French national observatory network on karst (INSU/CNRS). Temperature and hydrological time series (pluviometry, turbidity and electrical conductivity) over the past 5 years were analysed in order to correlate hydrological condition leading to run-off on the watershed and E. coli contamination of the hydrosystem. Fifteen sampling campaigns of water and biofilms were carried out in different hydrological conditions, on the surficial watershed (i.e. the upstream part of the system) and at the spring downstream. That has been used to determine periods more subject to soil bacteria leaching and input in the hydrosystem. Finally, relationships between abundance and genetic diversity (phylogroup distribution) of E. coli population in the hydrosystem waters, hydrological conditions and land use were investigated. An hydrological indicator (IndiCE) based on the analysis of pluviometry, conductivity, turbidity and temperature time series has been constructed to assess the vulnerability of such karstic hydrosystem to E. coli contamination according to hydrological conditions. The role of karstic biofilm as pathogens reservoir and class 1 integrons, responsible of secondary contamination, has been studied recording E.coli occurrence in karstic biofilms sampled at Norville’s spring. It has been showed in reactor E. coli capacity to form biofilms on chalk in oligotrophic conditions. In situ cultivable E. coli and class 1 integrons can integrate autochthonous biofilms transiently. E. coli population structure in biofilms is significantly the same than in spring water. This thesis work allowed to a better understanding of E. coli contamination dynamic in water and biofilm of karstic hydrosystem.

La modélisation des hydrosystèmes souterrains est devenue un outil crucial dans la gestion des ressources d'eaux souterraines ainsi que pour la surveillance des sites contaminés. L'objectif de ce travail de thèse est de modéliser l'écoulement d'une phase non-aqueuse liquide dense (DNAPL) dans les sols, et de développer un code pour la simulation des écoulements triphasiques de fluides incompressibles en milieux poreux. Le modèle mathématique pour les écoulements multiphasiques de fluides en milieux poreux est généralement constitué d'une équation de pression et de deux équations de saturation. Notre approche est fondée sur une formulation en pression globale : elle permet un découplage partiel des équations de pression et de saturations, et elle est plus efficace en termes de résolution numérique. Le nouveau modèle est discrétisé selon un schéma IMPES. Dans ce travail de thèse, la méthode des Eléments Finis Discontinus de Galerkine est combinée à un schéma de Godunov généralisé pour la résolution de la partie convective de l'équation de saturation. Un écoulement diphasique non miscible avec effets gravitaires importants et sans capillarité a été simulé. Une analyse fonctionnelle démontre que le profil de saturation de la phase non-aqueuse entrante dépend essentiellement du rapport de la vitesse totale sur la différence de densité entre la phase non aqueuse et l'eau. Le code développé a permis de simuler un drainage gravitaire à grande échelle. Enfin, un modèle numérique non-linéaire d'écoulement triphasique de fluides utilisant la Méthode des Lignes est introduit. Les causes d'oscillations instables du système en zone elliptique sont examinées. Des méthodes de relaxation et la construction d'un modèle de perméabilités relatives vérifiant la condition de Différentielle Totale sont envisagées. / Numerical simulation has become a crucial tool in addressing water-resource management and other environmental problems such as polluted sites monitoring. The aim of this work is to model the flow of a dense non aqueous phase liquid (DNAPL) in the subsurface by developing a numerical code to simulate three-phase (DNAPL, water, and gas), incompressible flow in porous media. The mathematical model for multiphase flow in porous media is generally composed of a system of one pressure and two saturation equations. Our approach is based on a global pressure model : it leads to a partial decoupling of the pressure and the saturation equation and is more efficient from the computational point of view. The new model is discretized by a Mixed Hybrid Finite Elements Method (MHFEM), Discontinuous Galerkin Finite Elements (DGFEM), IMPES resolution method. In this work, the DGFEM scheme is combined with a generalised Godunov scheme to solve the convective part of the saturation equation. An immiscible two-phase flow with predominant gravity effects and whithout capillary effects has been modelled. It has been shown that the saturation profile of a displacing non-aqueous phase liquid (NAPL) in an initially water-saturated porous medium depends strongly on the ratio between the total specific discharge and the density difference between the NAPL and water. The 2D-code enabled a simulation of a large-scale gravity drainage. Finally, a non-linear three-phase 1D flow formulation using Method of Lines (MOL) has been introduced. Unstable oscillatory behavior of the system when the initial state are in the elliptic region of the ternary diagram is examined. Non-equilibrium formulation and construction of relative permeability model satisfying the Total-Differential are foreseen.

Les rejets sulfurés de la mine abandonnée de Kettara, située à 30 km au Nord-Nord-Ouest de Marrakech (Maroc), sont directement entreposés sur un substratum schisto-gréseux fracturé. D’une superficie d’environ 16 ha, ils constituent une réelle source de pollution pour l’écosystème local en particulier à cause du Drainage Minier Acide (DMA) vers les eaux de surface et de la nappe phréatique. Les analyses physico-chimiques des eaux souterraines montrent qu’elles sont enrichies par les sulfates, le calcium et le magnésium. Le processus d’évaporation-dissolution est responsable sur les variations des concentrations en éléments majeurs au niveau des eaux souterraines. Le projet de réhabilitation du site minier de Kettara prévoit dans l’un de ses axes de minimiser l’effet DMA par neutralisation à l’aide de dépôts stériles riches en carbonates issus de l’extraction des phosphates de la mine de Youssoufia voisine. Ces derniers seront utilisés à la fois comme amendement des rejets miniers acides et comme couverture évapo-transpirante (barrière capillaire). Les levés géophysiques réalisés ont permis d’imager la structure interne du parc à rejets miniers et d’estimer leur volume (462 400 m3). Les résultats obtenus ont mis en évidence la présence, par endroits, de couloirs fracturés qui constituent des drains privilégiées pour le transfert du DMA vers les eaux souterraines. Le modèle hydrodynamique et de transport de DMA a été élaboré en se basant sur une approche inverse et sur la démarche du modèle équivalent continu (EC). Les résultats des simulations du transport du DMA en cas de réhabilitation du site, ont montré que la pollution diminue d’une façon significative et à long terme. / The Kettara site (Morocco) is an abandoned pyrrhotite ore mine in a semi-arid environment. The site contains more than 3 million tons of mine waste that were deposited on the surface without concern for environmental consequences. Tailings were stockpiled in a pond, in a dyke, and in piles over an area of approximately 16 ha and have generated acid mine drainage (AMD) for more than 29 years. Investigation results show that the hydrochemistry of water samples is characterized by the relatively significant enrichment in Ca2+, Mg2+ and SO 42-. Seasonal variations in major ion concentrations were partly attributed to dissolution/precipitation processes. The rehabilitation scenario being investigated at the Kettara mine involves using fine alkaline phosphate waste (APW) as both an amendment and a ‘store and release’ (SR) covert. To facilitate the success of this rehabilitation project, it was important to determine the nature of the geological substrate of the tailings pond and the internal structure of the mine wastes, and to estimate the volume of tailings by determining the thickness of the tailings layer in the tailings pond. The surveys geophysics realized made it possible to image the internal structure of the park with mining rejections and to estimate their volume (462 400 m3). The results obtained show the presence of fractured zones that constitute privileged drains for the transfer of the DMA to groundwater. The simulations results of the transport of the AMD in the event of rehabilitation of the site, showed that pollution decreases in a significant and long-term way.

Στο πεδίο κρατήρων του Κόλπου του Ελαιώνα, παρατηρήθηκε διαφυγή γλυκού νερού (Christodoulou et al., 2002). Προκειμένου να διαπιστωθεί αν ο παράκτιος υδροφόρος εκφορτίζεται στη θάλασσα, έγινε δειγματοληψία νερού σε πηγές και γεωτρήσεις στη χέρσο και πραγματοποιήθηκαν υδροχημικές και ισοτοπικές αναλύσεις. / Groundwater seepage was observed in the pockmark field in Eleonas Bay (Christodoulou et al., 2002). In order to find out if the coastal aquifer seeps through the seafloor, water samples were taken from springs and boreholes and hydrochemical and isotopic analyses took place.

Orientador: Paulo Cesar Soares / Co-orientadores: Ernani Francisco da Rosa Filho, Francisco J. Fonseca Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A Bacia de Curitiba, entidade geológica formada no Cenozóico, distribui-se sobre sequências metassedimentares, proterozóicas, e sobre complexos de rochas gnáissico-migmatíticas. A região integra parte do Cinturão Ribeira, cujo registro geológico revela evolução marcada por eventos geológicos policíclicos, os quais produziram zonas fortemente recortadas por descontinuidades estruturais. A área estudada engloba a cidade de Curitiba e parte da região metropolitana. Os sistemas aquíferos da área são representados por lentes de arcósios dispostas entre estratos argilosos da Bacia Sedimentar de Curitiba e, principalmente, por sistemas de fraturas em rochas cristalinas. O objetivo deste trabalho envolve o reconhecimento de controles estruturais estabelecido pela entidade "Bacia de Curitiba" sobre aquíferos da área estudada. Foram traçados alinhamentos estruturais, reconhecidos em fotografias aéreas, e comparados com feições geomorfológicas indicativas de alinhamentos estruturais, ressaltados através de um modelo digital de terreno. Outras variáveis, analisadas através de estatística e geoestatística, tiveram a distribuição estimada para toda a área estudada, como: vazões de poços tubulares, altitudes do nível estático e das entradas d'água. Estas foram integradas com mapas de altitude do topo do embasamento da Bacia de Curitiba e alinhamentos estruturais reconhecidos em levantamentos gravimétricos. Os resultados obtidos revelaram comportamento coerente dos aquíferos com a estruturação geológica regional, sugerindo controles estruturais sobre as direções médias de fluxo das águas subterrâneas. Estas relações são demonstradas pela distribuição georeferenciada de variáveis regionalizadas, cujos padrões observados revelaram se processar segundo o funcionamento de uma bacia hidrogeológica, aqui denominada "Bacia Hidrogeológica de Curitiba". / Abstract: The Cenozoic geological entity represented by the Curitiba Basin lies over metassedimentary sequences to the north of the City of Curitiba and directly over a complex of gnaissic-migmatitic rocks to the middle-south. The region is part of the Ribeira Belt, a region strongly affected by structural discontinuities and by the intrusion of igneous bodies. Despite being much more recent than the other units in Ribeira Belt, the Curitiba Basin lies comformably over the regional structures. The aquifer systems of the area are represented by arcose lenses within clayey strata and, especially, by fracture systems within cristalline and metassedimentary rocks. The structural control of these entities is reflected in the ground water flow patterns, which are relatively independent of the environment due to a strong communication of the aquifer systems. In the present study, lineaments were identified through aerial photographs and compared to geomorphological features characteristic of structural lineaments, which were made more prominent in a digital elevation model. Other variables, which had their behavior assessed through classical and geostatistical methods, had their distribution estimated for the whole area: discharge of tubular wells and the altitudes of the static level and the inlets. These variables were integrated to altimetric maps of the basement of the Curitiba Basin and structural trends revealed by gravimetric studies. The results reveal a coherent behavior of the aquifers with the regional structures. The georeferenced distribution of the regional variables shows that the inter-relations observed between the hydrogeological entities over the area of study are in accordance with the development of a hydrogeological basin.

La première étude du fonctionnement de la zone non saturée (ZNS) des aquifères karstiques, par accès direct, a été réalisée dans la galerie souterraine du LSBB, sur le bassin expérimental de la Fontaine de Vaucluse. Cette galerie recoupe arbitrairement le réseau karstique et les écoulements de la ZNS. Ceux-ci sont répartis tout au long de la galerie sous différentes épaisseurs de roche calcaire (de 30 à 514 m). 45 points d’écoulements ont été prélevés au moins une fois. Les suivis hydrodynamiques et hydrochimiques sur 8 ans montrent : (i) l’organisation des écoulements en fonction de la profondeur et de la densité de fracturation, (ii) les modalités de réponses hydrodynamiques et hydrochimiques des écoulements en fonction des précipitations et de l’état initial du système, (iii) la nécessité de prendre en compte la non-linéarité des réponses impulsionnelles dans la modélisation.Trois composantes d’écoulement sont caractérisées : (i) une composante lente, pérenne et caractérisée par des longs temps de séjour, (ii) une composante rapide, active seulement en période de très forte recharge, marquée par les traceurs d’infiltration et caractérisée par de faibles temps de séjour, (iii) une composante intermédiaire, associée à des comportements hystérétiques, également marquée par les traceurs d’infiltration et caractérisée par des temps de séjour intermédiaires. Ces observations directes justifient la prise en compte du phénomène d’hystérèse dans la modélisation de la ZNS. Confirmant des modèles conceptuels existants, ce travail contribue au développement d’un modèle de fonctionnement de l’aquifère karstique, qui devra à terme être transposable aux autres systèmes méditerranéens. / The first study of karst aquifers unsaturated zone (UZ) functioning, by direct access, was conducted on the experimental area of the Fontaine de Vaucluse, including the underground gallery of the LSBB. This gallery intersects arbitrarily, within the UZ, the karst network and flow paths. Observed flows are distributed throughout the gallery corresponding to different limestone thicknesses (30 to 514m). 45 flow points were observed and followed at least once. The hydrodynamic and hydrochemical monitoring over 8 years show that: (i) the flows spatial and temporal organisation is a function of depth and the fracturing density, (ii) the hydrodynamic and hydrochemical flows signatures are based on rainfall amount also as the initial state of the system (iii) in order to precise the conceptual model of karst aquifers is necessary to consider the nonlinearity of the hydrodynamic system’s responses.Three flow components are deduced: (i) a slow component, permanent, which is active regardless of hydrological conditions, and is characterized by significant residence time, (ii) a fast component, active only during strong recharge periods as marked by infiltration tracers. This component is characterized by low residence time and (iii) an intermediate component, highlighted by hysteretic behavior, as marked also by the infiltration tracers and is characterized by intermediate residence times. Considering the hysteresis phenomenon in UZ modeling by these direct observations confirms earlier conceptual models. The ultimate goal is to contribute to the development of a karst aquifer model, which could be transposed to other Mediterranean karst systems.

La Zone Non Saturée (ZNS) peut jouer un rôle majeur pour la circulation et le stockage de l'eau dans les hydrosystèmes karstiques mais ces mécanismes restent peu connus. L'hydrogéophysique peut-elle permettre d'évaluer les variations spatiales et temporelles du stock de l'eau de la ZNS pour améliorer la compréhension de son fonctionnement ? En 2011 et 2012 différents outils ont été utilisés sur un site expérimental à l'aplomb du Laboratoire Souterrain à Bas Bruit de Rustrel (LSBB) dans le bassin d'alimentation de la Fontaine de Vaucluse afin d'en étudier la structure et le fonctionnement hydrogéologique. Ces investigations se sont déroulées selon une méthodologie comprenant quatre phases : (1) phase préliminaire d'étude géologique et hydrogéologique (2) caractérisation géophysique de la stucture géologique (3) caractérisation hydrogéophysique du fonctionnement hydrodynamique (4) synthèse par géomodélisation 3 D. Les résultats obtenus sur le site expérimental soulignent le potentiel de l'hydrogéophysique en milieu karstique et valident la méthodologie proposée. Les investigations ont permis d'identifier rapidement des structures géologiques pouvant jouer un rôle majeur dans la régulation des flux d'eau. Des variations saisonnières du stock d'eau ont été mesurées jusqu'à plusieurs dizaines de mètres dans la ZNS. Le suivi géophysique évènementiel a permis d'imager l'hétérogénéité spatiale et temporelle de la recharge. Enfin, la géomodélisation s'avère essentielle dans la méthologie proposée pour synthétiser les connaissances du site, finaliser le schéma de fonctionnement et poser les bases de futurs travaux de modélisation hydrodynamique dans la ZNS du karst. / Karst Unstatured Zone can play a major hydrodynamic role but water flow and storage mechanisms remains poorly known. Can hydrogeophysics help assessing the spatial and temporal waterstorage variation in UZ and improve understanding karst UZ functioning ? In 2011 and 2012, various tools have been employed on an experimental site above the low noise underground research laboratory of Rustrel (LSBB) within the Fontaine de Vaucluse catchment, in order to study the hydrogeological structure and functioning. These investigations were conducted using a methodology including four phases : (1) Preliminary study of geological and hydrogeological contexte, (2) Geophysical characterization of the geological features, (3) Hydrogeophysical characterization of the hydrodynamic functioning, (4) 3D geomodeling of the karst UZ. The acquired results highligth the potential of hydrogeophysical investigation in karst media and validated the proposed methology. These investigations allowed a fast identification of geological structures which may play a major role in water flow regulation. Seasonal variations in water storage were measured until several tens of meters deep within the UZ. Hydrogeophysical monitoring allowed imaging spatial and temporal heterogeneityof recharge; Finally, the geomodeling is essential within the proposed methology to synthesize site knowledge, finalize the conceptual functioning schema and lay the foundation for future work of hydrodynamicmodeling in karst UZ / La Zona No Saturada (ZNS) puede jugar un papel importante en la circulación y el almacenamiento del agua en los hidrosistemas kársticos, sin embargo sus mecanismos son poco conocidos. ¿La hidrogeofísica podría evaluar las variaciones espaciales y temporales del agua subterránea de la ZNS para mejorar la comprensión de su comportamiento?En el año 2011 y 2012, diferentes herramientas fueron utilizadas en un sitio experimental del Laboratorio Subterráneo de Bajo nivel de Ruido (LSBB, siglas en francés) ubicada en la cuenca de alimentación de la Fontaine de Vaucluse (Francia) con el propósito de estudiar su estructura y comportamiento hidrogeológico. Estas investigaciones fueron desarrolladas según una metodología compuesta de cuatro fases: (1) una fase preliminar de estudio geológico e hidrogeológico, (2) una caracterización geofísica de la estructura geológica, (3), una caracterización hidrogeofísica del comportamiento hidrodinámico, y (4) una síntesis por geomodelización 3D.Los resultados obtenidos en el campo validan la metodología utilizada y muestran la importancia del uso de la hidrogeofísica en el estudio del medio kárstico. Las investigaciones permitieron identificar rápidamente las estructuras geológicas que juegan un rol importante en la regulación de los flujos de agua. Las variaciones temporales del agua subterránea fueron medidas hasta varias decenas de metros de profundidad en la ZNS. El monitoreo geofísico de eventos puntuales permitió realizar una representación grafica de la heterogeneidad espacial y temporal de la recarga. Finalmente, la geomodelización es considerada como parte esencial en la metodología propuesta para sintetizar los conocimientos del área de estudio, finalizar el esquema del funcionamiento y proponer las bases de los futuros trabajos en modelización hidrodinámica de la ZNS del karst. / يمكن للطبقة غير المشبعة٬ في نظم المياه الجوفية ذات الطبيعة الجيرية (الكارست) أن تلعب دورا مهما في حركة و تخزين المياه الجوفية٬ لكن آليات عمل هذه الطبقة تبقى إلى حد ما مبهمة. إن السؤال الذي يبقى مطروحا : هل بإمكان علم الهيدروجيوفيزياء أن يمكننا من تقييم التغيرات في البعدين المكاني و الزمني لمخزون المياه في الطبقة غير المشبعة بغية تطوير فهمنا لآلية عملها؟خلال الفترة الممتدة بين سنتي 2011 – 2012 م٬ تم إستخدام العديد من الأدوات في حقل تجريبي على مستوى المختبر التحت أرضي عديم التشويش بروستال بفرنسا (LSBB de Rustel)٬ والذي يتواجد في حوض التغذية لمنبع الفوكلوز(Fontaine de Vaucluse) بغية دراسة بنية الطبقة غير المشبعة للكارست و كيفية أدائها فيما يتعلق بالمياه الجوفية. إن هذه الأبحاث نفذت بمنهجية مكونة من أربعة مراحل٬ و هن كالآتي: (1) المرحلة الابتدائية و تخص الدراسة الجيولوجية و الهيدروجيولوجية٬ (2) التوصيف الجيوفيزيائي للبنية الجيولوجية٬ (3) التوصيف الهيدروجيوفيزيائي لحركة الطبقة المائية٬ (4) الخلاصة من خلال إنشاء نموذج جيولوجي ثلاثي الأبعاد.إن النتائج المتحصل عليها في الموقع التجريبي أظهرت أهمية الهيدروجيوفيزياء في الوسط الكارستي و أكدت نجاعة المنهجية المقترحة. إن الأبحاث المنجزة٬ مكنت في وقت وجيز٬ من تحديد البنيات الجيولوجية التي يمكن أن تلعب دورا مهما في معادلة التدفقات المائية. من منظور آخر٬ مكنتنا الطريقة المقترحة من قياس التغيرات الموسمية للمخزون المائي في الطبقة غير المشبعة (ZNS) و ذلك على عمق عشرات الأمتار. إن الرصد الجيوفيزيائي الحدثي مكن من تصوير التغيرات المكانية و الزمنية لإعادة التغذية. أخيرا يظهر جليا أن النمذجة الجيولوجية ثلاثية الأبعاد ذات الأسس الجيولوجية٬ الهيدروجيولوجية و الجيوفيزيائية٬ أمر أساسي بالنسبة للمنهجية المقترحة من أجل حوصلة معلوماتنا بخصوص الموقع المدروس٬ تكملة مخطط التشغيل و وضع أسس الأعمال المستقبلية لنماذج حركة المياه خلال الطبقة غير المشبعة لأحواض المياه الجوفية ذات الطبيعة الجيرية (الكارست Karst).المفردات الرئيسية:الهيدروجيوفيزياء (علم جيوفيزياء المياه الجوفية)، الكارست (حوض مائي جوفي ذو طبيعة جيرية)، إعادة تغذية الطّبقة المائيّة، الطّبقة غير المشبّعة (ZNS)، النّمذجة الجيولوجيةGéomodélisation) )، منبع الفوكلوز (ontaine deF Vaucluse)، المختبر التحت أرضي عديم التشويش بروستال بفرنسا (LSBB de Rustel). / 非饱和带对喀斯特地区水分的运动和存储具有重要作用，但是这一机制仍然不太清楚。水文地球物理学方法是否有助于评估非饱和带水分存储的时空变异，并深化我们对喀斯特非饱和带功能的认识？为了研究沃克吕兹泉流域的水文地质结构和功能，分别于2011和2012年，在吕斯特勒地区地下低噪声试验室(lsbb)上方的试验点进行了各种试验。研究内容包括四个部分：(1)：初步的地质和水文地质调查；(2)：地质结构的地球物理方法勘探；(3)：水动力过程的水文地球物理监测；(4) 喀斯特非饱和带结构的三维模拟。研究结果表明，水文地球物理学方法在喀斯特地区的研究中具有很大应用潜力，并检验了我们提出的方法的可靠性。利用这种方法，对对水流调节起主要作用的地质结构进行了快速识别；对深达几十米的非饱和带储水量的季节性变化进行了监测；对地下补给过程的时空异质性进行了成像。最后，综合研究区的各种信息，建立地学模型，确定了水文地质结构和功能的概念模式，为后续喀斯特非饱和带水动力学过程模拟研究奠定了基础。

La ville de Bangui, capitale de la République Centrafricaine, est sujette à de grandes difficultés en termes d'alimentation en eau potable. Un moyen de diversifier les ressources est de mettre en exploitation de façon plus importante les eaux souterraines à proximité de la zone urbaine. Deux aquifères existent sur le territoire, un aquifère superficiel dans les niveaux latéritiques et un aquifère en profondeur dans les niveaux carbonatés du Précambrien. L'aquifère superficiel, bien que très exploité, est un réservoir vulnérable et fortement marqué par les sources de pollutions anthropiques. Les caractéristiques isotopiques des eaux indiquent une très forte dépendance aux conditions hydrologiques de recharge et un rôle massif des processus d'évaporation sur la signature des eaux. L'aquifère profond est, quant à lui, dans des conditions semi-confinées et assez bien isolé des influences anthropiques. Les caractéristiques isotopiques des eaux sont en faveur d'une recharge plus homogène, au sein d'un réservoir de taille importante et sur une superficie notable autour de la zone urbaine de Bangui. Les temps de séjour calculés à l'aide du radiocarbone sur les eaux souterraines les plus profondes indiquent des "âges" de l'ordre de plusieurs siècles à environ 3000 ans, traduisant une forte inertie du système aquifère et par là même sont potentiel favorable à une exploitation pérenne et qualitative pour fins de production d'eau potable. / Bangui, capital of the Central African Republic, is subject to great difficulties in terms of drinking water supply. One way to diversify resources is to operate more importantly groundwater near the urban area. Two aquifers exist in the area, a surface water in lateritic levels and a deep aquifer in carbonate levels of the Precambrian. The surface aquifer, although very exploited, is a vulnerable reservoir and is also strongly influenced by anthropogenic sources of pollution. Isotopic characteristics of the water indicate a very strong dependence on hydrological recharge conditions and a massive part of the evaporation of water on the isotopic signature. The deep aquifer is, meanwhile, in a semi-confined situation and relatively well isolated from anthropogenic influences. Isotopic characteristics of the water are in favour of more homogeneous recharge processes, in a large reservoir and over a substantial area around the urban zone of Bangui. The residence times calculated using radiocarbon on the deeper groundwater indicate "ages" of the order of several centuries to about 3000 years, reflecting a strong inertia of the aquifer system and thus favourable exploitation conditions for the development of a sustainable and qualitative drinking water supply from groundwater.