La dépression du Chott El Djérid constitue l'un des bassins endoréiques salins les plus importants dans le monde. Au cours du stade d'inondation, le Chott est rempli par deux lacs temporaires localisés au centre du Chott et séparés par la digue-route P16, suite à des pluies abondantes et/ou la remontée de la nappe souterraine. Les variations spatiales du cycle inondation-assèchement sont marquées par une inondation et un assèchement plus rapide dans la partie au sud de la digue-route que celle au nord. Les variations temporelles sont illustrées par la comparaison de ce cycle entre les inondations de l’hiver 2009, du printemps 2007 et de juin 2014 au cours de la période sèche. Au cours de ce cycle entre avril et août 2007, les valeurs de réflectance ont varié de 2 à 37 % au sud de la digue-route et de 2 à 31 % au nord. Elles sont donc plus élevées et leur augmentation est en moyenne plus rapide au sud de la digue-route qu’au nord. Les processus évaporitiques du Chott sont contrôlés par les processus hydriques et éoliens. Après l'assèchement du lac, les croûtes évaporitiques du Chott comprennent un assemblage de minéraux dominé par la halite sur la marge méridionale de la digue-route et par le gypse au nord de celle-ci. Les croûtes gypseuses apparaissent dynamiques dans l'espace et le temps et sont distribuées plus largement que les croûtes de halite. Les données LSR (Landsat Surface Reflectance) ont fourni des indications sur la minéralogie des évaporites, même si elles sont à moyenne résolution spectrale. L’étude a apporté également des informations sur les autres unités de paysage telles que les aïoun, la bordure sableuse, etc. / Chott El Jerid is one of the most important endorheic salt lake or playa lakes in the world. During the flooding stage, the Chott is mainly filled by two temporary lakes separated by the causeway P16, after high rainfalls and/or groundwater recharge. Spatial variations of flooding-desiccation cycle are illustrated by a faster flooding and drying on the southern edge of Chott than the northern. The temporal variation was illustrated by the comparison between the winter flood in 2009, the spring flood in 2007 and the flood of June 2014 (the only flood during the dry period). During this cycle between April and August 2007, the reflectance values varied from 2 to 37 % to the south of the causeway and from 2 to 31 % to the north. The reflectance values are higher and their increase was faster to the south of the causeway than to the north. The behaviour of precipitation, concentration and distribution of the evaporites on the Chott follows the behaviour of flooding and desiccation. After the final desiccation of the playa lake, the mineralogy of salt crusts comprised an assemblage dominated by halite to the south of the causeway and by gypsum to the north. Gypsum crusts appear highly dynamic in space and time, and they are more widely distributed than halite crusts. The LSR (Landsat Surface Reflectance) data provide information about the mineralogical nature of evaporites of the Chott, although LSR offers only a medium spectral resolution. The study also provided information on the other landscape-units such as aioun, the sandy border, etc.

Le bassin crétacé de Tsagaan Els est situé dans le désert de Gobi en Mongolie. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre le fonctionnement hydrogéologique et hydrochimique de ce bassin endoréique afin de faciliter l’implantation de futurs projets miniers. Dans cette optique, un modèle hydrogéologique régional 3D a tout d’abord été développé sous MODFLOW. La calibration à partir des niveaux piézométriques mesurés sur les ouvrages présents au sein des licences et quelques puits nomades, aboutit à plusieurs solutions. Elles présentent chacune des conductivités hydrauliques en accord avec les tests de pompages, et des taux de recharge entre 0.6 et 3.1 mm/an, cohérents avec le climat actuel. Ce modèle a ainsi permis d’étendre nos connaissances piézométriques au-delà des licences et d’effectuer un bilan hydrique régional. Ensuite, l’âge des eaux a été estimé numériquement via ce modèle puis par des datations 14C. Une comparaison des résultats de ces méthodes a indiqué que les solutions présentant des taux de recharges élevés étaient plus probables que celles en présentant de plus faibles à conditions que les écoulements soient restés les mêmes durant les trente derniers milliers d’années. En parallèle, une étude hydrochimique portant sur les ions majeurs, le brome et les isotopes stable de l’eau (18O et 2H) a montré que l’origine de la salinité des eaux était principalement liée à la dissolution d’évaporites superficielles. En dernier lieu, un modèle 3D local, centré sur la playa terminale du bassin a permis de mieux comprendre le fonctionnement actuel et passé du bassin en s’appuyant sur l’évolution spatiotemporelle de la salinité. / The Tsagaan Els basin is located in the Gobi desert, in Mongolia. This thesis aims to better understand the hydrogeology and hydro-chemistry of the basin in order to optimize the future mining projects. To this end, a 3D groundwater flow model of the basin has first been developed under MODFLOW. The latter was calibrated using piezometric network data and levels in a few nomadic wells. Several solutions were found with hydraulic conductivity values in agreement with pumping tests and recharge rates between 0.6-3.1 mm/yr in agreement with the current climate. The model helped us to extend our piezometric knowledge beyond AREVA’s mining licenses and to establish a regional water balance model. Groundwater age was then estimated with this model and with 14C dating. A comparison of the results of these two methods showed that calibrated solutions with higher recharge are more likely than those with lower recharge under the hypothesis that groundwater flow has not changed significantly during the last 30 kyrs. Meanwhile, a hydrochemical study using major ions, bromines and the stable isotopes of water (18O and 2H) showed that groundwater salinity mainly comes from dissolution of surficial evaporites: likely gypsum and halite and possibly thenardite. Even though evaporation is the main driving force of the groundwater flow, this process, when taking place in subsurface, seems to have no real influence on δ18O and δ2H values of the groundwater. Last a 3D local groundwater flow model centered on the terminal playa and based on the spatiotemporal evolution of the salinity, led us to a better understanding of the past and current hydrogeological functioning of the basin.