La source karstique du Lez, localisée dans le bassin Méditerranéen (sud-est de la France), fournit de l'eau potable pour la ville de Montpellier et son agglomération depuis le XIXe siècle. Depuis 1981, un pompage intensif est effectué directement dans le conduit principal au moyen d'une station souterraine de pompage, avec un débit maximal autorisé de 1,700 l/s. Afin de mieux caractériser la dynamique et l'origine des eaux souterraines, mais également d'évaluer l'impact de trois décennies d'un pompage intensif de l'aquifère, des prélèvements ont été réalisés dans différentes conditions hydrologiques depuis mars 2006. La source du Lez ainsi que d'autres sources et forages appartenant à ce système et aux systèmes karstiques voisins ont été régulièrement échantillonnées pour le suivi en continu des paramètres physico-chimiques, des éléments majeurs et en trace, du Carbone Organique Total (COT), des coliformes fécaux et totaux ainsi que des d18O, d2H, d13CTDIC et 87Sr/86Sr. Au moment des crues de reprise qui surviennent après l'étiage, des eaux fortement minéralisées sont identifiées à la source du Lez. Ce comportement singulier a été étudié à un pas de temps fin. L'utilisation d'analyses statistiques multivariées a permis de caractériser les différents types d'eau s'écoulant à la source du Lez. Une approche couplée intégrant les données hydrochimiques et isotopiques a permis de définir les différents types d'eau et les lithologies associées, ainsi que les principales réactions qui contrôlent la chimie des eaux souterraines. Parmi les cinq types d'eau identifiés, deux correspondant à des pôles géochimiques très contrastés, et sont à mentionner : le premier pôle correspond à des eaux géochimiquement plus évoluées, caractérisées par une forte minéralisation, un enrichissement marqué en Cl, Na, Mg, Li, B et Br, des rapports Sr/Ca, Mg/Ca et Cl/Br élevés ainsi que des valeurs en d13CTDIC et 87Sr/86Sr enrichies. Ces eaux, qui correspondent à une signature évaporitique, sont vraisemblablement issues d'un réservoir profond, et associées à un temps moyen de résidence important. Parmi toutes les sources et forages étudiés, cette signature chimique a été uniquement observée pour les eaux de la source du Lez. Le second pôle correspond à des eaux faiblement minéralisées, contenant de fortes concentrations en NO3, bactéries et COT, représentant le flux d'infiltration rapide. Elles soulignent la vulnérabilité du système à l'infiltration rapide et à la contamination anthropique via des systèmes de pertes et de réseaux de fractures bien développé. Des déconvolutions d'hydrogramme à l'aide de multiples traceurs ont été réalisées pour estimer les proportions de participation des deux ou trois pôles d'eau précédemment définis dans les multiples événements de crue survenus entre 2008 et 2010. En considérant les chlorures comme traceur, la participation moyenne des différents types d'eau à l'écoulement à la source est la suivante : 12% pour les eaux profondes, 5% pour les eaux nouvellement infiltrées et 83% pour les eaux de l'aquifère principal. La comparaison entre les données obtenues dans cette étude et les données obtenues avant l'installation de la station souterraine de pompage (données de 1973-1974) montre des changements notables dans la composition chimique des eaux de la source du Lez, en indiquant une diminution de la proportion de participation du réservoir profond aux écoulements à cette source. Cette modification de la composition chimique des eaux peut être attribuée au pompage intensif du système karstique et, en l'absence de changement climatique perceptible, traduit les conséquences directes de ce forçage anthropique sur le fonctionnement général de l'aquifère. L'approche multi-traceurs combinée à l'hydrodynamique apparaît comme un outil très efficace pour caractériser les écoulements souterrains et leurs origines, et semble être potentiellement applicable à d'autres systèmes karstiques complexes similaires comprenant des compartiments profonds qui contribuent à l'écoulement de la source, notamment sur le pourtour méditerranéen où la crise messinienne à permis la mise en place d'une karstification profonde.

Pour pré-identifier le fonctionnement d'un pilote de dénitrification au sein d'un aquifère karstifié, des investigations hydrodynamiques, hydrochimiques et biologiques ont été menées sur le Site Expérimental Hydrogéologique (SEH) de Poitiers. La caractérisation de la géométrie des écoulements par mesures de température conclut, en ambiant et en pompage, à l'existence de connexions préférentielles entre les plans karstiques. Malgré ces écoulements complexes, la connectivité entre les puits est élevée avec une restitution de soluté pouvant atteindre 90 %. La présence de bactéries dénitrifiantes hétérotrophes autochtones est vérifiée. Sans stimulation exogène, ces bactéries sont inactives au droit du SEH. Les contrastes de concentrations en nitrates s'expliqueraient alors par des processus de dilution entre masses d'eaux, l'écoulement divergent régional et les activités anthropiques dans la zone de recharge de la nappe. La stimulation des bactéries dénitrifiantes sur un pilote ex situ implanté sur le SEH permet de proposer des modèles homogénéisés de transport intégrant les effets de dénitrification en présence d'un biofilm. L'implantation du biofilm dans le milieu génère un système hétérogène à porosités multiples caractérisé par une forte variabilité des vitesses d'écoulement. Le modèle double continuum écoulement rapide vs. écoulement lent testé pour expliquer cette hétérogénéité semble le plus à même d'être transposé à l'hydrodynamique du SEH. Sur le pilote ex situ, la cinétique d'ordre 1 mimant la dénitrification est indépendante des conditions hydrodynamiques. Il importe maintenant de conduire l'expérience à l'échelle d'un doublet de puits pour valider ces résultats.

La compréhension du fonctionnement hydrodynamique des grands complexes aquifères nécessite une bonne connaissance des réservoirs sollicités. Au sein de ces ensembles, l'influence des structures géologiques de grande extension reste mal connue. La structure de Villagrains-Landiras, limite méridionale du système aquifère nord aquitain, sert ici de cadre pour étudier l'impact de ces structures sur l'alimentation de systèmes aquifères profonds.<br />Différentes méthodes, faisant appel à plusieurs domaines des géosciences (géologie, géophysique, hydrogéologie, hydrologie, géomorphologie, géochimie isotopique, ...) ont été employées pour caractériser le fonctionnement hydrodynamique de cette entité et établir son rôle au sein du complexe aquifère nord aquitain.<br /><br />L'interprétation des données issues des prospections effectuées (sondages de reconnaissance, sismique réflexion) a aboutit à la révision de la géologie du secteur et des conditions de gisement des réservoirs rencontrés. Les travaux réalisés montrent l'importance des phénomènes érosifs qui ont affecté l'ensemble étudié induisant l'absence de nombreux horizons aquifères du Tertiaire (Éocène, Oligocène et Miocène). Les formations du Crétacé supérieur, largement fissurées et karstifiées, occupent quant à elles une place majeure au sein de la structure.<br /><br />L'étude du fonctionnement hydrodynamique de la structure s'est appuyée sur une étude transversale intégrant diverses analyses.<br />Tout d'abord, l'examen des modelés et des différentes chroniques piézométriques a montré l'importance de la structure dans la mise en charge des aquifères du complexe nord aquitain.<br />Ensuite, les différentes mesures effectuées sur le terrain ont mis en évidence l'existence, dans certains secteurs, d'une relation étroite entre les eaux de surface et de sub-surface et les eaux souterraines. Les cours d'eau recoupant l'axe de la structure sont ainsi caractérisés par des échanges avec les réservoirs souterrains (pertes et/ou émergences).<br />Par ailleurs, les nombreuses dépressions circulaires immergées présentes sur l'axe de la structure de Villagrains-Landiras, sont des marques de l'existence d'une communication privilégiée entre les eaux de la nappe de surface et les eaux du réservoir de la base du Crétacé supérieur. Ces formes caractéristiques ont une origine complexe combinant plusieurs processus (thermokarstique et cryptokarstique), la karstification des formations du secondaire ayant abouti à la suffosion des terrains meubles du Plio-Quaternaire.<br />En définitive, les différentes analyses isotopiques effectuées viennent appuyer les précédentes observations. Les secteurs dans lesquels des traces de tritium ont été retrouvées coïncident avec les zones d'échanges mises en évidence par les mesures en rivières et l'étude des dépressions ennoyées. D'une manière générale, la structure de Villagrains-Landiras apparaît comme une zone de recharge, les temps de résidence étant plus courts sur l'axe de la structure et ce pour différentes nappes.<br /><br />Enfin, les écoulements au sein du complexe aquifère nord aquitain ont été appréhendés à l'aide d'un modèle hydrodynamique régional représentatif des échanges entre les 6 aquifères composant ce système. La géométrie des réservoirs a complètement été reprise sur la zone de Villagrains-Landiras de manière à restituer plus fidèlement le fonctionnement hydrodynamique de cet ensemble.<br />Ainsi, ce modèle a pu être utilisé pour mesurer l'impact à grande échelle de l'implantation de champs captants exploitant la nappe de la base du Crétacé supérieur sur la commune de Saint-Magne.

Ce mémoire aborde les problèmes de recherche d'eau grâce à des forages dans le socle, liés à l'étude de la fracturation du socle.

Cette étude concerne la partie sud-ouest du Massif du Falacro au nord de la Grèce (Macédoine orientale), un . massif de marbres limité par les plaines de Drama et de Nevrokopl et des Intrusions granitiques. Sa base imperméable est formée de schistes et gneiss. La fracturatlon représentée par quatre familles de failles 0° 20°N, 4O°-6O°N, l00°-120°N et 140°-170° a déterminé la morphologie contemporaine du massif. Elle conditionne également les écoulements souterrains et l'apparition des sources en voisinage de ces failles et le creusement des gouffres sur les failles et le creusement de la grotte Mara selon les directions 140°N et 110°N. L'évaluation des volumes d'eau infiltrée à partir des données hydroclimatiques et des volumes de l'alimentation par les gouffres prouve que le massif reçoit une alimentation supplémentaire par ailleurs. Les études hydrochlmiques, hydrodynamiques montrent que les réserves en eau dans ce massif sont faibles et que les circulations se font à deux niveaux : l'un qui est un niveau surtout fissuré dans les marbres blancs et l'autre dans le niveau des marbres graphiteux où il y a augmentation du nombre des chenaux qui aboutissent à un drain principal correspondant à l'axe des gouffres vers la source Mara. Toutes les études précédentes ont démontré l'alimentation de la source Mara par les gouffres et l'existence d'apports supplémentaires tout en permettant de différencier cette source des sources Milopotamos et Drama qui sortent au sud-est du Massif du Falacro.

Ce mémoire aborde l'hydrogéologie de cette plaine de la Tunisie orientale sous les aspects : géomorphologique, climatique et geochimique.

Aprés avoir situé au sein de la Jordanie cette région de la riviére Zerqa , la climatologie, les forages , sources chimie des eaux et comportement hydrogéologiques des formations géologiques et l'hydrodynamique des aquiféres sont étudiés. Un bilan d'exploitation des eaux est dressé.

Avec une population croissante et des ressources en eau de surface limitées, l'hydrogéologie des îles Galápagos reste pour une grande part inconnue. Les précipitations sont relativement faibles et inégalement réparties dans le temps et l'espace. Le centre économique de l'archipel, l'île de Santa Cruz, ne dispose que de quelques cours d'eau intermittents tandis que l'île de San Cristóbal présente plusieurs rivières pérennes. Dans le cadre de ce travail, une approche pluridisciplinaire est utilisée afin de caractériser l'hydrogéologie de l'Archipel. Une nouvelle technique d'interprétation des sondages életro\-magné\-tiques héliportés a été développée. Grâce à des méthodes géostat\-istiques, elle permet la construction d'une grille 3D de la résistivité électrique. Les données issues de la mission SkyTEM réalisée sur les îles de Santa Cruz et San Cristóbal en 2006 sont mises en perspectives. Confrontée aux observations de surface collectées par télédétection et sur le terrain, la géophysique permet de proposer un modèle conceptuel pour l'île de San Cristóbal. Les conditions climatiques ont été suivies avec la mise en place de stations météorologiques le long du versant au vent de l'île de Santa Cruz. La présence de brouillard pendant 6 mois de l'année représente un apport supplémentaire pour la recharge des aquifères. Cet apport a été quantifié avec une méthode basée sur un modèle d'interception à base physique. L'aquifère de base de l'île de Santa Cruz a été étudié avec la propagation du signal de marée, des essais de pompage, et la cartographie de la fracturation. Ces travaux montrent que les basaltes ''jeunes'' fracturés ont une forte perméabilité. En revanche, les failles n'ont qu'un effet limité sur l'hydrogéologie régionale, car elles sont peu connectées. Les configurations hydrologiques contrastées au sein de l'archipel sont expliquées par un schéma d'évolution. Dans les îles relativement jeunes, telles que Santa Cruz, les basaltes fracturés sont perméables. Ils offrent peu de résistance à l'intrusion saline et l'eau douce est rapidement drainée jusqu'à la mer. Les conditions sont plus favorables dans les îles plus âgées. Les perméabilités plus faibles et l'incision des vallées permettent l'émergence de sources.

Description géologique et hydrogéologique du bassinversant du Wadi Ghan à l'ouest de la Libye.

Etude du bassin versant du Petit Buech sous l'angle hydrologique, hydrogéologique et physico-chimique. les différentes formations aquifères sont étudiées.