Cras

Utilisation de l’oxygène 18 dans l’étude de la relation pluie/débit sur des bassins versants de montagne à l’échelle événementielle

A. Cras, V. Marc
Laboratoire d’hydrogéologie, Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse, 33 rue Louis Pasteur, 84000 Avignon

Les bassins versants expérimentaux de Draix (Alpes-de-Haute-Provence) créés dans les années 1983-84 par le CEMAGREF-ETNA de Grenoble, ont été implantés sur des formations (« lesTerres Noires ») très sensibles à l’érosion. Le climat de cette région de type méditerranéen d’influence montagnarde se caractérise par deux périodes pluvieuses (printemps et automne). Les principales crues de novembre 2001 à décembre 2002 (soit un cycle hydrologique) ont été échantillonnées à l’exutoire de trois bassins versants (de 1000m² à 1km²). Les pluies ont également été échantillonnées par pas de 3mm grâce à un pluviomètre fractionné. Les échantillons sont analysées par spectrométrie de masse (‘Delta S’, Finnigan Mat, précision : ±0,2‰) au Laboratoire d’Hydrogéologie de l’Université d’Avignon.
Au cours des différents épisodes de pluie étudiés, le signal isotopique présente une forme caractéristique avec des fractions enrichies en début d’épisode et des fractions qui s’appauvrissent en cours d’épisode. Mais par contre, le signal moyen varie significativement d’un épisode à l’autre. Les signaux enregistrés à l’exutoire des trois bassins sont assez voisins les uns par rapport aux autres, ce qui laisse supposer que les processus de formation des crues sont similaires, même si une étude plus fine tend à prouver que l’amortissement du signal augmente avec la taille du bassin. On remarque que certains épisodes montrent une forte corrélation entre les eaux de pluie et les eaux de rivière, alors que d’autres montrent manifestement un écart sensible par rapport au signal d’entrée. Un modèle de convolution du signal d’entrée par une fonction de transfert dispersive permet de rendre compte du signal de sortie en introduisant une composante d’eau ancienne de contribution variable.
Des analyses isotopiques sur des échantillons prélevés dans les sols des bassins devraient permettre d’affiner l’étude de la relation pluie/débit, et notamment d’intégrer l’état isotopique initial du bassin, qui peut interagir avec les eaux d’origine météoritique (mélange d’eaux nouvelle et ancienne).

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