Hydrogéophysique des buttes de pergélisol et des mares de thermokarst du Québec nordique et de la Nouvelle-Aquitaine : apports à la compréhension de la paléorecharge des grands aquifères par analogue de terrain actuel

Abstract

Ces travaux de thèse sont motivés par la volonté de comprendre les relations hydriquespassées et présentes entre les eaux superficielles et les nappes souterraines du Trianglelandais (France), en interrogeant la possible présence d’un pergélisol dans ce secteur auDernier Maximum Glaciaire (DMG) et les conséquences associées sur la recharge desnappes. L’hypothèse de l’occurrence d’un pergélisol a été évoquée historiquement pourdeux raisons : justifier d’une part le régime hydrique de la nappe crétacée, dont la rechargesemble avoir été réduite au DMG puis abondante à la fin de cet épisode, et expliquerd’autre part le processus de formation des nombreuses mares (appelées localement des“lagunes”) qui parsèment ce territoire. Cette hypothèse est évaluée à l’aide d’une étudecomparative menée sur un bassin versant en domaine de pergélisol discontinu au Nunavik(Québec, Canada), et s’articule autour de deux axes : vérifier d’abord si les “lagunes”présentent des caractéristiques typiques d’un thermokarst, puis quantifier les conséquencesdu paléo-pergélisol supposé sur la recharge des nappes.D’après les données hydrogéologiques et géomorphologiques disponibles, une majoritéde “lagunes” semblent issues de phénomènes de karstification ou de déflation éolienne.Toutefois, l’hypothèse d’un pergélisol ne peut pas être rejetée et semble être la meilleureexplication pour une minorité d’entre elles. Elles pourraient en particulier correspondre àdes mares de thermokarst issues du dégel d’un pergélisol sporadique ou discontinu, maisnon continu.Des modèles stratigraphiques conceptuels d’une “lagune” du secteur de VillagrainsLandiras et d’une mare de thermokarst ont été construits à partir de données géophysiques (géoradar, résistivité électrique et polarisation provoquée spectrale). Des coupesstratigraphiques et des profils bathymétriques de “lagunes” et de mares de thermokarstont également été comparés. Dans les deux cas, la morphologie, le contexte sédimentaireet les propriétés gélives des sédiments s’avèrent similaires. Dans le Triangle landais, destraces de solifluxion et de fluage, caractéristiques du dégel d’un pergélisol, sont visiblessur des coupes stratigraphiques en bordure de “lagunes”. Cependant, contrairement auxrésultats obtenus au Nunavik, aucune de ces traces caractéristiques n’a pu être détectéeen utilisant les méthodes géophysiques.Finalement, des modélisations géothermiques (1D) et hydrogéologiques (2D) du secteurde Villagrains-Landiras ont mis en évidence qu’un pergélisol discontinu peut théoriquement se développer dans le Triangle landais sous des conditions climatiques semblablesà celles du Nunavik, mais que ses conséquences sont négligeables sur la recharge desnappes. À l’avenir, une modélisation hydro-géothermique plus complexe serait nécessairepour étayer cette conclusion