L’aquifère karstique, objet d’études mathématiques ou naturalistes?

• Autores: Bernard Collignon
• Localización: Karstologia, ISSN 0751-7688, Nº. 71, 2018, págs. 53-60
• Idioma: francés
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• Resumen

  • La science hydrogéologique s’est développée depuis Darcy sur la base d’un modèle simple des aquifères en milieu poreux [Darcy, 1856], élaboré à partir d’expériences sur les filtres à sable des fontaines de la ville de Dijon. D’innombrables observations de terrain ont ensuite confirmé que les aquifères en milieu poreux se comportent comme des milieux homogènes et isotropes (à l’échelle de l’observation), dans lequel les champs de vitesse et de pression sont reliés par des lois simples. Le succès de ce type de modélisation mathématique a été remarquable : en quelques décennies, on a dépassé les connaissances empiriques mal synthétisées qui étaient encore polluées par de simples croyances (comme le concept de « veine d’eau » qui persiste encore dans la culture des sourciers). L’hydrogéologie est devenue une science quantitative, dotée de capacités prédictives (concernant le débit exploitable, le niveau piézométrique, la vitesse de propagation des polluants et leur concentration, la propagation de la chaleur dans un aquifère…). Pendant ce temps, les aquifères karstiques ont résisté obstinément à tous les essais de modélisation. L’hétérogénéité extrêmement forte du milieu karstique est la principale cause de ces difficultés. Cette hétérogénéité se manifeste à toutes les échelles, depuis la matrice rocheuse jusqu’aux rivières souterraines en passant par un réseau de joints et de diaclases qui échappe très largement à l’observation. Pour surmonter ces difficultés, deux grands types d’approche ont été envisagés : l’approche mathématique/statistique et l’approche naturaliste. Leurs performances et leur champ d’application seront comparés, mais force est de constater qu’il reste beaucoup de progrès à faire avant de pouvoir disposer d’une véritable ingénierie des aquifères karstiques. Le contraste est ainsi majeur avec l’hydrogéologie des milieux poreux : d’un côté une science avec une véritable capacité prédictive et de l’autre une littérature abondante, mais qui ne permet pas le plus souvent de prévoir comment se comportera l’aquifère en un point donné. L’hydrogéologue du karst est encore au fond de la caverne de Platon (c’est un comble) et tente d’interpréter des ombres fugaces pour prédire de quelle manière elles vont se déplacer à l’avenir.