Le massif des Béni Snassen situé au Nord-Est du Maroc, se présente en un vaste dôme anticlinal essentiellement composé de terrains calcaires mésozoïques reposant sur un socle granito-schisteux paléozoïque. Par sa nature lithologique et par sa karstification ce massif contient des ressources hydrogéologiques d'une grande importance d'un point de vue économique (alimentation en eau, irrigation...) dans une zone en plein développement touristique, agricole et urbain. Ce travail a permis de mesurer la vulnérabilité des ressources karstiques en eau du massif afin de mettre en place des mesures de protection et de préservation de la ressource et fournir aux acteurs du territoire des outils et un support d'aide à la gestion et l'exploitation durables de cette ressource en eau. Pour répondre à cette problématique il a été nécessaire de croiser grâce aux " Systèmes d'Information Géographique " des données environnementales, anthropiques et territoriales. Cette approche a permis de spatialiser, croiser, superposer et pondérer les différentes couches d'information selon deux entrées : (i) l'entrée environnementale a permis de combiner le contexte géologique, l'évolution géomorphologique, la structuration hydrogéologique et les données bio-pédologique et climatique ; (ii) l'entrée anthropique pose les usages actuels et permet de prendre en compte les modes de réponse (en termes d'aménagement, de protection...) pour préserver la qualité de la ressource en eau. Les activités anthropiques fragilisent le système par la dégradation et la surexploitation des ressources naturelles (défrichement, coupe de bois, incendies, activités agro-pastorales non adaptées, etc.), mais aussi favorisent sa protection par le renforcement du milieu (construction des terrasses agricoles, reboisement, restauration, etc.).

L'objectif de cette thèse est de déterminer des caractéristiques générales du comportement de la sensibilité dans la modélisation hydrodynamique des écoulements en milieu karstique. Nous étudions l'influence des spécificités du milieu karstique (forte hétérogénéité de structure, dualité de l'écoulement, forte non-linéarité de fonctionnement) sur la propagation de la sensibilité en vue de déterminer des règles générales pour la calibration. En particulier, nous essayons de répondre aux questions suivantes: (i) la calibration est-elle possible ? (ii) la calibration est-elle robuste ? (iii) est-il possible de réduire l'équifinalité via une calibration multi-objectif ou multi-variable ? L'analyse est menée pour le cas d'une modélisation conceptuelle globale et pour celui d'une modélisation hybride distribuée. Cette contribution met en évidence le potentiel des méthodes locales d'analyse de sensibilité. En dépit des limitations inhérentes à cette approche (approximation locale), l'analyse locale permet une compréhension fine du fonctionnement du modèle, pour un coût de calcul réduit. Par ailleurs, cet travail souligne l'intérêt d'une calibration multi-variable par rapport à une calibration multi-objectif, dans une optique de réduction de l'équifinalité.

Cette étude concerne le synclinal d'Autrans-Méaudre dans le massif du Vercors. Les affleurements miocénes, calcaires et l'hydrogéologie karstique sont particuliérement étudiés.

Ce travail concerne le massif du Dévoluy sous l'aspect géologique et hydrogéologique.

The main aim of this thesis was to contribute with detailed information of regional environmental change during the Holocene through studies of speleothems and their growth environments from two caves, Korallgrottan and Labyrintgrottan in northwestern Sweden, and a cellar vault in Uppsala. This was done through studies of stable isotopes and luminescence properties in the speleothems in combination with a detailed monitoring study in Korallgrottan. The monitoring study suggests that stalagmites fed by stalactites with slow and stable drip rates from deep inside the cave may be suitable as palaeoclimate archives. Similarities between oxygen isotope signals of contemporary samples from Labyrintgrottan and Korallgrottan emphasize the potential of speleothems from Labyrintgrottan to also provide high resolution regional palaeoclimate information. Except for a number of cold events stalagmite δ18O records from northern Scandinavia indicate that temperatures were warmer than today between 9500 and 6000 years ago. During this period the interval between 7800 and 6000 years ago seems to have been the warmest. The area above Labyrintgrottan was most likely covered by much denser vegetation than today at the time of stalagmite growth (9500-7500 years ago) and was, unlike today, probably situated below the local tree-limit between 9000 and 8000 years ago. The δ18O record of a stalagmite from Korallgrottan covering the last 4000 years agrees with the concept of a warmer period, the so called Medieval Warm Period, centred around AD1000 and a colder period, the so called Little Ice Age, somewhere between AD1000 and today. Studies of luminescence properties in fast growing speleothems from Uppsala indicate that the variations in luminescence intensity are annual and that the annual lamiae of the luminescent record represent a flush of organic material.

This thesis identifies the geotechnical parameters of the Antalya karstic foundation rocks (travertine/tufa), which are highly variable in nature, by means of geological observations, geotechnical site investigations, and field and laboratory geomechanics tests to examine karstic (mainly tufa) rock mass behavior. Several geotechnical parameters such as porosity, seismic wave velocity, uniaxial compressive strength, Young&rsquo / s modulus, tensile strength, etc. that are thought to have significant influence on rock mass behavior have been tested and statistically analyzed. Principal component analysis and multiple linear and non-linear regression analyses have been carried out in order to reveal correlations between the geotechnical parameters tested. Porosity has been statistically determined to be one of the major parameters governing the strength of the Antalya tufa rock mass. Intact rock failure criteria, among which Bieniawski&rsquo / s criterion has been proven to be more appropriate for each tufa type (phytoherm framestone, phytoherm boundstone, microcrystalline tufa, phytoclast tufa and intraclast tufa) along with the Antalya tufa rock mass have been determined from the experiments. GSI rock mass classification of the Antalya tufa rock mass, whose GSI value was recommended between 20&plusmn / 5 and 75&plusmn / 5, has been attempted to be used in engineering design. Furthermore, the depth and dimension of the karstic cavities and fractures have been investigated by the geophysical tests, surface geological survey and subsurface investigations (borings and observation pits).

La présente étude embrasse la moitié de la plus grande plaine de la Grèce: la plaine de Thessalie et a été commencée en 1970. Elle a été faite dans le cadre du programme de développerrent des eaux souterraines de la Thessalie qui fait partie d 'un grand programme de développement des eaux de la Grèce. Nous tenterons de préciser les problèmes hydrogéologiques posés par un système aquifère hétérogène comme celui de la Thessalie orientale où les eaux circulent dans les alluvions, les formations pleistocènes et néogènes, les calcaires et les marbres (phénomènes karstiques) et dans la zone superficielle des roches cristallines.

Perfectionnement des méthodes de mesure et synthèse sur les méthodes d'analyse susceptibles d'autoriser la mesure simultanée de plusieurs traceurs fluorescents.

L'analyse géomorphométrique et celle de la fissuration permettent de comprendre l'infiltration, l'étude du bilan hydrologique permet de la quantifier dans des formations calcaires dont la perméabilité n'est due qu'à la fracturation et la fissuration ; ces formations contiennent des réserves d'eau importantes dont il conviendra de définir les possibilités d'exploitation rationnelle.

Cette thèse étudie l'intrusion saline en aquifère karstique côtier hétérogène, où la formation d'un biseau d'eau de mer entrant sous l'eau douce souterraine dans l'aquifère par l'effet des différences de densité entre les deux fluides est localement modifiée par des écoulements d'eau douce circulant dans les conduits perméables en grand spécifiques au karst. L'exemple du vaste système karstique côtier de l'Almyros d'Héraklion (Crète), caractérisé par une source aérienne saumâtre à la salinité inversement proportionnelle au débit, est choisi pour montrer les conditions de mélange entre l'eau douce et l'eau salée. Pendant deux années, la conductivité électrique, la température, la hauteur d'eau et le débit de la source Almyros d'Héraklion, ainsi que la climatologie sur le bassin versant ont été suivis en continu. L'analyse fine du déphasage entre l'augmentation du débit et la chute de la salinité en début de crue à la source permet de déterminer l'éloignement de la zone d'intrusion de l'eau de mer dans le réseau de conduits dont la source est l'exutoire, tandis qu'en fin de crue des oscillations de salinité indépendantes du débit traduisent le développement spatial en profondeur du conduit. Le modèle mathématique SWIKAC (Salt-Water Intrusion in Karst Conduits), développé pour simuler la salinité de la source Almyros d'Héraklion, confirme et quantifie le fonctionnement hydrodynamique du système. L'eau de mer naturellement présente dans la matrice calcaire fissurée de l'aquifère côtier pénètre dans le conduit karstique à plus de 400 mètres de profondeur en fonction des différences de charge entre les deux milieux, puis l'eau saumâtre s'écoule rapidement sur plusieurs kilomètres jusqu'à la source. Lors des crues exceptionnelles, de quelques jours à une cinquantaine de jours suivant les cycles, l'entrée d'eau de mer est bloquée et l'eau est douce à la source, ce qui laisse l'espoir de pouvoir utiliser un jour cette ressource potentielle en eau potable. Αυτή η διδακτορική διατριβή μελετά την διείσδυση θαλασσινού νερού στους ετερογενείς καρστικούς παράκτιους υδροφόρους. Το σχήμα της διεπιφάνειας που δημιουργείται εξαιτίας της διαφορετικής πυκνότητας ανάμεσα στο γλυκό και το αλμυρό νερό, μπορεί τοπικά να τροποποιείται από την ροή του γλυκού νερού μέσα από τους καρστικούς αγωγούς. Το παράδειγμα του εκτεταμένου παράκτιου καρστικού συστήματος του Αλμυρού Ηρακλείου Κρήτης, χαρακτηριζόμενο από μία υπέργεια υφάλμυρη πηγή με αλατότητα αντιστρόφως ανάλογη της παροχής, επιλέχθηκε για να προσδιορίσει τις συνθήκες ανάμειξης ανάμεσα στο γλυκό και στο αλμυρό νερό. Κατά την διάρκεια δύο χρόνων, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η θερμοκρασία, η στάθμη του νερού και η παροχή της πηγής Αλμυρού Ηρακλείου, καθώς και η κλιματολογία της λεκάνης απορροής βρίσκονταν σε συνεχή παρακολούθηση. Η προσεκτική ανάλυση της διαφοράς φάσης ανάμεσα στην αύξηση της παροχής και στην πτώση της αλμυρότητας, σε περιόδους μεγάλης παροχής της πηγής, μάς επιτρέπει να προσδιορίσουμε την απομάκρυνση της ζώνης διείσδυσης του θαλασσινού νερού μέσα από το δίκτυο αγωγών, του οποίας η πηγή αποτελεί φυσική διέξοδος. Στο τέλος των περιόδων μεγάλης παροχής, μεγάλες διαβαθμίσεις της αλμυρότητας, ανεξάρτητες από την παροχή, μας επιτρέπουν να προσδιορίσουμε την εις βάθος γεωμετρία του καρστικού αγωγού. Το μαθηματικό μοντέλο SWIKAC (Salt-Water Intrusion in Karst Conduits - Διείσδυση Αλμυρού Νερού σε Καρστικούς Αγωγούς), που αναπτύχθηκε για να προσομοιώσει την αλμυρότητα της πηγής Αλμυρού Ηρακλείου, πιστοποιεί και ποσοτικοποιεί το υδροδυναμικό καθεστώς του συστήματος. Το θαλασσινό νερό, φυσικά ευρισκόμενο μέσα στην κατακερματισμένη ασβεστολιθική μάζα του παράκτιου υδροφόρου, διεισδύει μέσα στον καρστικό αγωγό σε ένα βάθος μεγαλύτερο από 400 μέτρα, σε συνάρτηση με την διαφορά υδραυλικού φορτίου ανάμεσα στα δυο περιβάλλοντα, και εν συνεχεία εκρέει πολύ γρήγορα για αρκετά χιλιόμετρα μέχρι την πηγή. Κατά την διάρκεια εξαιρετικά μεγάλων παροχών, από μερικές έως πενήντα περίπου ημέρες ανάλογα με τους υδρολογικούς κύκλους, η είσοδος του θαλασσινού νερού έχει σταματήσει και το νερό της πηγής είναι γλυκό, γεγονός που μας κάνει να ελπίζουμε ότι κάποια μέρα θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε το δυναμικό αυτής της πηγής σε πόσιμο νερό.