Multi-disciplinary study on the hydrogeological behaviour of the Eastern flank of the Merapi Volcano, Central Java, Indonesia

Les connaissances actuelles sur le comportement hydrogeologique des edifices volcano-detritique sont encore limitees et cela limite la bonne gestion des ressources en eau. Depuis une decennie, sur les flancs du volcan Merapi, a Java Centre, en Indonesie, une pression croissante se fait sur la ressource en eau avec l'intensification des pratiques agricoles irriguees, la croissance de la population et les utilisations industrielles de l'eau. Le manque de connaissances sur les processus du cycle de l'eau par les consommateurs declenche des conflits d'usage et le partage de l'eau devient une question centrale. Une comprehension plus precise du cycle de l'eau dans sa globalite dans ce genre de contexte est donc un point fondamental qui a besoin d'etre ameliore.Ce travail a ete axe sur la caracterisation des ressources en eaux souterraines a travers l’etude de la geometrie et des proprietes hydrodynamiques des systemes aquiferes /aquitards multi-couches a l'echelle d’un bassin versant experimental sur le flanc Est du volcan Merapi. Pour couvrir tous les processus impliques dans la circulation des eaux souterraines, une approche multi-disciplinaire a ete choisi.Une nouvelle approche geologique et geomorphologique a ete realise afin de caracteriser la structure interne et l'architecture de depot sur le flanc Est du Merapi. Sur la base de ces resultats, un modele conceptuel geologique et geomorphologique a ete construit et revele des formations detritiques chenalisees et connectees depuis les hautes altitudes jusqu’aux vallees, creant des chemins preferentiels pour les eaux souterraines.La caracterisation du climat avec l'estimation des termes du bilan hydrique et la description des principaux processus hydrologiques sont decrits par le suivi de deux annees hydrologiques (2011-2012 et 2012-2013 ). Le climat tropical de cette region se caracterise par une periode de mousson (Novembre a Mai ) et une saison seche (Juin a Octobre ). Le bilan hydrologique est caracterise par 40 % des precipitations sont perdus par evapotranspiration, 10 % s'ecoulent et la moitie restante s'infiltre a travers l'edifice volcano-detritique et recharge les aquiferes multicouches.Le fonctionnement hydrogeologique d'un environnement volcano-detritique complexe a pu etre apprehende a l’aide d’un suivi hydrogeologique, hydrochimique et geochimiques sur les sources et des puits peu profonds. Deux ceintures de sources ont ete identifiees: la premiere est caracterisee par des sources de depression alignees le long d'une ligne topographique tandis qu'une faille normale est probablement a l'origine de la seconde. L’utilisation de la temperature de l’eau de source comme traceur de l’altitude de recharge a permis l’identification de plusieurs systemes aquiferes multi-couches. Les proprietes hydrauliques de ces aquiferes ont ete etabli a partir des l'analyses des essais hydrauliques. Le premier systeme aquifere est situe proche de la surface et possede une faible conductivite hydraulique. En revanche, un second systeme aquifere a ete identifie en profondeur et possede une forte permeabilite. Le traceur “temperature” met en evidence un effet de melange entre le premier et le deuxieme aquifere au niveau des sources de basses altitudes . Ce phenomene est confirme par les resultats des analyses isotopiques.L'application d'un modele numerique couplant la circulation des flux, le transfert de masse ou le transfert de chaleur confirme le modele conceptuel hydrogeologique et permet de quantifier la ressource en eau.