Ressource et gestion intégrée des eaux karstiques de montagne

 Ressource et gestion intégrée des eaux karstiques de montagne:
analyse des impacts du changement climatique et de l'anthropisation des
bassins versants
Résumé :
Les domaines subalpin et jurassien sont constitués de nombreux systèmes karstiques
de dimension et de surface réduites qui peuvent représenter localement l'unique ressource des
communes. Les bassins versants de ces systèmes sont essentiellement composés de forêts et
de pâturages et ne présentent qu'une urbanisation limitée. Les systèmes karstiques sont des
milieux de transferts rapides assez mal connus dans la région.
L'objectif principal de cette thèse s'attache à étudier les relations entre le
fonctionnement et la vulnérabilité des systèmes karstiques de moyenne montagne. La
vulnérabilité est abordée selon trois approches : intrinsèque, anthropique et climatique. Pour
cela huit sites de nature différente et complémentaire (sources karstiques, galerie karstique et
rivières) ont été étudiés.
La vulnérabilité intrinsèque est étudiée par l'application de la méthode PaPRIKa. Cette
analyse se fonde sur la superposition par pondération de cartes des bassins d'alimentation
réalisées en fonction des critères Roche, Infiltration, Protection et Karstification. Elle permet
de spatialiser les degrés de vulnérabilité sur le bassin versant d’un système karstique. Bien
que les systèmes étudiés présentent des fonctionnements hydrodynamiques et une occupation
des sols relativement similaires, les degrés de vulnérabilité diffèrent en fonction des sites.
La vulnérabilité anthropique est étudiée, dans le cadre du programme Interreg Alpeau,
sous l'angle de la remobilisation des sols suite à des travaux de sylviculture programmés sur
les bassins versants. La recherche s'est concentrée sur la matière organique dissoute et en
suspension et plus particulièrement sur la matière organique fluorescente. Ce travail a d’abord
nécessité la réalisation d’un état des lieux sur les transferts associés au fonctionnement
hydrodynamique des sites d’étude sur un cycle hydrologique. Pendant ou à la suite des
travaux, les eaux des systèmes karstiques présentent des pics de turbidité ainsi que des venues
en matières organiques fluorescentes du type humique et protéique, en azote total et en
carbone organique total beaucoup plus importants (entre 5 et 10 fois plus). Cependant, tous
les sites ne présentent pas d’augmentation significative des apports en matières en suspension
et dissoutes, malgré l'ampleur des travaux réalisés.
Enfin la vulnérabilité climatique est approchée par l'étude de chroniques historiques
sur plus de 60 ans. Les précipitations et les températures de trois stations météorologiques
ainsi que les débits de deux sources et une rivière ont été analysés afin d'extraire les grandes
tendances. En plus de l'augmentation de la température ambiante de +1.5°C en 50 ans, les
précipitations présentent une tendance à la baisse des cumuls annuels depuis 1980. La baisse
des cumuls est plus particulièrement marquée à partir de 2003. Cette baisse de précipitation et
l'augmentation des températures ont une répercussion quantitative sur les eaux de surface et
souterraines. Les tendances observées sur les débits moyens annuels des systèmes étudiés sont
en corrélation avec les précipitations. Malgré une tendance à la fonte des neiges de plus en
plus précoce, les étiages basés sur les VCN10 ne montrent pas de réelles tendances à
l’augmentation sur la période 1960-2011.