Comparaison des densités de facturation à différentes échelles : exemple du bassin houiller lorrain

Résumé

Nous avons tenté, dans le cadre du Bassin Houdler Lorrain, une comparaison entre deux fracturations d’échelles différentes : a) la « grande fracturation » correspondant à des failles ayant un rejet important (10 à 1000 m), b) la « petite fracturation » caractérisée par des failles de rejet plus faible (0.1 à 10 m).

Une comparaison en termes de densité de fracturation (longueur de faille par unité de surface) montre que la densité de la « petite fracturation » (2 à 8 km^-1 suivant les veines) est en moyenne 4 fois plus forte que la densité de la « grande fracturation » (0,8 à 1,5 km ). Cependant, l’essentiel de la déformation de la région correspond au jeu des grandes failles.

Les directions majeures de fracturation se retrouvent dans 1 une ou l’autre des échelles de fracturation, mais les fréquences sont différentes.     

Relations entre la géométrie des zones de faille et quelques paramètres mécaniques : apport de modèles analogiques

Résumé

Les failles naturelles correspondent à des zones d’une certaine largeur, composées de fractures élémentaires en échelons. Plusieurs exemples de zones de failles, d’échelles très diverses, permettent de montrer que ces fractures élémentaires forment selon les cas différents types d’associations que l’on cherche à relier aux conditions mécaniques de formation de la zone de discontinuité.

Pour cela on réalise des modèles analogiques de zones de faille par cisaillement direct sur des argiles en faisant varier la contrainte normale, la teneur en eau et la vitesse de sollicitation.

On montre ainsi que l’accroissement de la contrainte normale à la zone de discontinuité qui se traduit par des fractures élémentaires correspondant à un comportement de plus en plus pseudo-plastique fait diminuer l’emprise de la zone et la longueur des fractures mais accroît leur nombre. Lorsque le matériau n’est pas saturé l’augmentation de la teneur en fluides a, sur la fracturation élémentaire un effet de même sens que celui de l’accroissement de a». Lorsque le matériau est saturé l’accroissement de la vitesse de sollicitation a un effet inverse de celui de l’augmentation de a?.     

La déformation post-Miocène en Provence occidentale

Résumé

Le but de la présente étude est de caractériser la déformation récente subie par la Provence occidentale, située entre la nappe de Digne à l’est et la faille de Nîmes à l’ouest. Dans un premier temps, la déformation subie par un marqueur sédimentaire qui est à la fois le plus récent possible et le plus uniformément représenté dans la zone étudiée est considérée. Ce marqueur sédimentaire est le Miocène. La caractérisation de la déformation passe par l’étude de la localisation de celle-ci et donc par l’identification des structures actives responsables de la déformation du Miocène. Ces caractéristiques permettent d’estimer la quantité de raccourcissement total accumulé lors des derniers 20 millions d’années. Dans un deuxième temps, on distingue la part de la déformation postMiocène de cette déformation totale. Les marqueurs utilisés sont des surfaces et des objets géomorphologiques repères. Dans ce travail, nous montrons que la déformation en Provence a été de faible importance entre le Miocène et factuel et qu’elle est surtout produite au cours du Miocène. En conséquence, la déformation récente à actuelle est très difficile à localiser et à caractériser. 11 n’y a pas eu de déplacements post Miocène importants de part et d’autre de la faille de la Durance, pas plus d’ailleurs que le long de toutes les discontinuités majeures du domaine étudié. © 2000 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS     

La compression pré-campano-maastrichtienne dans le Mésozoïque des Andes de Bolivie : l’exemple de Tica Tica (20°01’lat. S et 66°17’ long. W)

Résumén

Dans la Cordillère Orientale des Andes de Bolivie, le Mésozoïque est eonservé le plus souvent dans des synclinaux discontinus, fréquemment chevauchés par des écailles de Paléozoïqne. Les sédiments mésozoïques, marins et continentaux de plateforme d’arrière-arc, ont jusqu’à présent été considérés comme déposés en régime extensif. Ils recouvrent en discordance le Paléozoïque plissé et l’aillé à l’Hercynien et, postérieurement, profondément érodé avant la sédimentation mésozoïque. Des paléofailles majeures N-S, NW-SE et NE-SW, héritées de structurations antérieures, ont influencé l’évolution géodynamique du bassin mésozoïque depuis la lin du Jurassique.

Dans la partie méridionale de la Cordillère Orientale, la région de Tica Tica présente de nombreux indices de serrage synsédimentaire depuis le début des dépôts mésozoïques jusqu’à la discordance campano-maastriehtienne (phase « péruvienne »). Le domaine de la Cordillère Orientale, avant-pays du bassin d’arrière-arc chiléno-péruvien, peut être ainsi interprété comme un secteur en compression sur lequel les transgressions successives, au Cénomanien, au Turonien et au Campano-Maastrichtien. soulignent divers instants d’un processus pratiquement continu de déformation.

Pendant le Tertiaire, les chevauchements andins réactivent les accidents majeurs préexistants : ils en inversent le mouvement, ou les déforment, ou bien les utilisent comme zones de coulissage. Ainsi, contrairement à ce qui a pu être proposé, le raccourcissement de la chaîne des Andes boliviennes, initié à la fin du Jurassique et faisant intervenir des fractures profondes, implique une participation, non seulement de la totalité de la pile séilimeutaire, mais très vraisemblablement aussi de son substratum précambrien comme c’est le cas dans le Nord-Ouest argentin.     

Méthodes de quantification des transferts de matiére par les fluides dans les roches métamorphiques déformées

Résumé

Les transferts de matière par les fluides se marquent dans les roches métamorphiques par des différenciations chimiques et minéralogiques. Une approche quantitative des relations entre transferts de matière et déformation passe par l’étude de ces différenciations dans des structures présentant soit un gradient continu de l’intensité de la déformation, soit des sites structuraux distincts. Dans ces structures, la roche initiale est souvent préservée dans des zones protégées. Des bilans de matière, par comparaison de cette analyse initiale avec les différentes roches déformées sont effectuées. Une référence chimique, minéralogique ou volumique est choisie dans des diagrammes où sont reportés les gains ou les pertes des constituants de la roche pour les différentes valeurs possibles de son changement de volume. Les quantités de matière transférée et les variations de volume sont alors lues directement dans les diagrammes ou calculées par des relations générales. Dans des diagrammes de variation chimique, ces résultats sont reportés pour chaque roche transformée, en fonction d’un paramètre de différenciation : intensité de la déformation, de la transfonnation chimique ou minéralogique, position dans la structure de déformation. Suivant les cas, ces diagrammes donnent l’évolution de la mobilité des éléments au cours de la déformation ou de la différenciation chimique, les gradients de changement de volume ou les variations de masse dans la structure de déformation étudiée. Des exemples d’un bilan minéralogique et volumique entre flancs et charnière d’un pli, d’un bilan chimique dans une zone de cisaillement et de l’écriture d’une réaction métamorphique sont présentés. Les différentes étapes d’une approche quantitative des relations entre transfert de matière et déformation sont récapitulés.     

Prévision saisonnière du volume de crue du Fleuve Sénégal: utilisation des résultats du modèle ARPEGE Climat

Résumé

Le soutien de la crue annuelle du Fleuve Sénégal par le Barrage multi-objectifs de Manantali nécessite de fin août à début octobre de fortes lâchures qui peuvent grever la production hydroélectrique de l'ouvrage. Pour faciliter la programmation de cet objectif par estimation du stock disponible dans le réservoir en fin de mousson, on cherche à prévoir en août le volume de crue naturel du fleuve de septembre—octobre à partir d'index d'anomalies pluviométriques calculés fin juillet pour ces deux mois par le modèle ARPEGE Climat. Après analyse en composantes principales de ces index produits sur un maillage de 300 × 300 km couvrant l'Afrique de l'Ouest, on détermine une zone de 1200 × 1200 km décalée à l'est du bassin où les vecteurs propres des index sont reliés au débit naturel de septembre—octobre par une régression linéaire à cinq paramètres (R ² = 0.651). Cette relation statistique calée sur la période 1979–2000 est validée sur la période 2001–2005.     

Structures spatiales de l'évapotranspiration de référence et des variables climatiques corrélées en Tunisie

Résumé

Nous étudions sur le territoire Tunisien, transition entre les climats sub-humide Méditerranéen et aride Saharien, l'organisation spatiale de l'évapotranspiration de référence décadaire interannuelle (1986–2003) et des variables climatiques utilisées pour son estimation: température de l'air, humidité relative de l'air, vitesse du vent et durée d'ensoleillement. L'étude est basée sur la modélisation du variogramme et la détermination de ses paramètres (pépite, pente ou palier et portée). Nous considérons également des indicateurs sur le comportement à l'origine du variogramme et sur la variation de la structure spatiale des variables étudiées. L'étude montre que les modèles des variogrammes changent d'une variable à une autre et d'une période de l'année à une autre. Cependant, ils sont de type linéaire dans la plupart des cas. Le variogramme de l'évapotranspiration de référence est sans pépite, quelle que soit la période de l'année. Pour les autres variables, notamment la température maximale de l'air, l'humidité relative de l'air et la durée d'ensoleillement, la pépite est plus importante pendant la période chaude de l'année. Le variogramme de la vitesse du vent est sphérique à grande portée sur toute l'année, et la structure de l'ensoleillement est pépitique pendant l'été et linéaire le reste de l'année. L'évapotranspiration de référence présente un gradient structural semblable à celui de l'humidité relative durant toute l'année, mais différent de ceux des autres variables climatiques.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé G. Mahé

Citation Baccour, H., Slimani, M. et Cudennec, C., 2012. Structures spatiales de l'évapotranspiration de référence et des variables climatiques corrélées en Tunisie. Hydrological Sciences Journal, 57 (4), 818–829.     

Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale)

Résumé

La variabilité du climat, une gestion non optimale de la ressource en eau et l'intensification des activités anthropiques pourraient être les trois facteurs majeurs menaçant les écoulements et l'état de la ressource en eau dans les sous-bassins algériens. C'est le cas du bassin de la Tafna dans la partie occidentale de l'Algérie. Ce bassin est situé dans une région au climat semi-aride. Outre l'influence des précipitations, nous examinerons dans cet article la contribution possible d'autres facteurs (géologiques, topographiques et anthropiques) à la variabilité des écoulements dans le bassin de la Tafna. Pour cela, en plus de l'analyse du régime pluviométrique et des débits, nous avons choisi d'analyser le baseflow index ou BFI et les débits de base. Cinq sous-bassins de la Tafna, où des données journalières de pluie et de débit étaient disponibles sur la période 1976–2006 ont été étudiés. L'analyse, qui a distingué deux sous-régions déterminées par la topographie: les bassins d'altitude et ceux de plaine, montre que, selon leur contexte géologique, les sous-bassins ont des comportements différents en terme d'écoulement. Les zones en altitude présentant un écoulement de base et un BFI plus importants que les bassins de plaine. Ceci peut être relié à la nature lithologique des formations, les bassins d'altitude présentant une composante karstique importante. Les analyses de tendance/rupture sur les précipitations annuelles ne montrent aucune tendance significative sur la période 1976–2006. On note une baisse des débits moyens annuels uniquement sur deux stations en altitude (significatives aux seuils 1 et 10% respectivement). Une tendance à une diminution significative des débits de base est obtenue sur deux bassins d'altitude et un bassin de plaine (au seuil 1 ou 5%). La baisse du BFI est significative au seuil 1% pour seulement une station d'altitude. Ceci serait le signe d'une baisse du stock dans les bassins d'altitude. La modification des écoulements de base sur certains sous-bassins de la Tafna serait donc imputable à des causes, notamment de nature anthropique, ne relevant pas d'une diminution de la pluviométrie.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé M. Lang

Citation Bakreti, A., Braud, I., Leblois, E., et Benali, A. 2013. Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale). Hydrological Sciences Journal, 58 (1), 1–19.     

Analyse de sensibilité globale du modèle CATHY aux propriétés hydrodynamiques du sol d’un micro-bassin agricole drainé

Résumé

Une étude d’analyse de sensibilité globale d’une application du modèle hydrologique CATHY (CATchment HYdrology) sur un bassin sous influence de drains agricoles a été réalisée en utilisant les méthodes Morris, FAST99 (Fourier Amplitude Sensitivity Test) et Sobol2002. Ces analyses ont permis d’identifier les paramètres les plus sensibles sur : (a) l’écoulement aux drains et (b) les flux sortant du micro-bassin agricole Bras d’Henri (Québec, Canada). Des 24 paramètres évalués par la méthode de Morris, les neuf et huit paramètres ayant été respectivement très influents sur les deux variables de sortie, ont été analysés par les méthodes FAST99 et Sobol2002. Il s’ensuit que la conductivité hydraulique horizontale à saturation dans les couches sous les drains est la propriété hydrodynamique la plus influente sur les deux variables de sortie. Cette étude démontre que des efforts devraient être portés sur la caractérisation de l’anisotropie du sol, car celle-ci n’est pas à négliger lors d’une modélisation hydrologique tridimensionnelle.

Editeur Z.W. Kundzewicz     

Sources of surface water for the Soncor ecosystem,Salar de Atacama basin,northern Chile

Abstract

The Salar de Atacama is located in the most arid desert in the world. Despite its extreme conditions, it has many ecosystems of high ecological value. The Soncor ecosystem, a sequence of lagoons, is the most important environment of the region as it acts as the centre for the breeding of the Andean Flamingo. This salt flat also contains significant mining deposits and is an important water source for the region. Freshwater and brine—enriched in lithium and potassium—are being pumped from the aquifers near to the Soncor ecosystem, which has so far not been greatly affected by this groundwater extraction. However, there is a potential risk that future anthropogenic effects may disturb this fragile environment. The objective of this study is to determine the origin of the water sources of the Soncor ecosystem so as to adequately manage its water resources. Three hypotheses previously proposed in the technical literature were investigated in order to determine proactive actions to protect this fragile ecosystem. The study utilized classic hydrogeological techniques, such as the construction of stratigraphic profiles, piezometric maps and stream gauging, combined with less-common isotopic techniques, such as the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio. The results confirmed the hypothesis that the origins of the water sources are associated with groundwater inputs coming from the east side of the salt flat, in the north of the basin.

Editor Z.W. Kundzewicz; Associate editor M. Acreman

Citation Ortiz, C., Aravena, R., Briones, E., Suárez, F., Tore, C., and Muñoz, J.F., 2014. Sources of surface water for the Soncor ecosystem, Salar de Atacama basin, northern Chile. Hydrological Sciences Journal, 59 (2), 336–350.