Vers une hydrogéologie 4D
Bien qu'invisibles, les eaux souterraines jouent un rôle essentiel pour la société en tant que source d'eau potable ou pour les écosystèmes en fournissant un débit de base aux rivières, mais elles sont également confrontées à des défis importants en termes de contaminations. Caractériser les réservoirs d'eau souterraine avec leur hétérogénéité spatiale et leur évolution temporelle est donc crucial pour leur gestion durable.
Durant 4 ans, le réseau Européen ITN ENIGMA (2017-2021) a formé 15 doctorants sur les nouvelles techniques de suivi et d’imagerie des systèmes hydrogéologiques, permettant une vision dynamique et spatialement résolue des milieux souterrains. Ce projet coordonné par le CNRS-INSU s’appuyait sur les sites hautement instrumentés du SNO H+ (infrastructure OZCAR) et les principaux observatoires hydrogéologiques en Europe.
Dans cet article, une équipe de recherche, notamment du laboratoire Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes1), identifie les processus hydrogéologiques pour lesquels une approche couplant la surveillance de la variabilité spatiale et temporelle, y compris l'imagerie 4D, est nécessaire : (1) les flux d'eau souterraine qui contrôlent (2) les processus de transport, de mélange et de réaction des solutés, (3) la dynamique de la zone non-saturée et (4) l'interaction entre l'eau de surface et l'eau souterraine à l'interface entre différents compartiments de la zone critique.