# L'hydrosystème karstique de Saint Pons (Gémenos, 13) : état des lieux hydrochimique, modélisation pluie-Débit et impact du changement climatique.

Carla Villalon, Manon Cayuela, Hugo Dubreuil, Arthur Gros, Théo Limousin,
Bruno Arfib

► To cite this version:

Carla Villalon, Manon Cayuela, Hugo Dubreuil, Arthur Gros, Théo Limousin, et al. L'hydrosystème karstique de Saint Pons (Gémenos, 13) : état des lieux hydrochimique, modélisation pluie-Débit et impact du changement climatique. Restitution des travaux de recherche interdisciplinaire sur les hydrosystèmes de la Sainte-Baume 2023, Aix-Marseille Université; Parc Départemental de Saint Pons, Dec 2023, Gémenos, France. hal-04396629

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14 décembre 2023

# L'HYDROSYSTÈME KARSTIQUE DE SAINT PONS : ÉTAT DES LIEUX HYDROCHIMIQUE, MODÉLISATION PLUIE-DÉBIT ET IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE

Carla VILLALON et Manon CAYUELA

Avec la participation de LIMOUSIN Théo, DUBREUIL Hugo et GROS Arthur

Sous la direction de B. Arfib
Pour citer ce document :

Villalon C., Cayuela M., Dubreuil H., Gros A., Limousin T., Arfib B. (2023) L'hydrosystème karstique de Saint Pons (Gémenos, 13) : état des lieux hydrochimique, modélisation pluie-débit et impact du changement climatique. Université Aix-Marseille. Présentation orale de restitution du Cursus Master Ingénierie, Sciences de l'Eau. Parc Départemental de Saint-Pons. 14/12/2023.

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

CMI Figure
CURSUS MASTER EN INGÉNIERIE

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

DÉPARTEMENT
BOUCHES-DU-RHÔNE

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

<figure><img src="image_7.png" /></figure>
<figure><img src="image_8.png" /></figure>

CMI Ingénierie
environnementale
Aix*Marseille université

# Présentation du projet CMI

Présentation du projet,
des problématiques,
objectifs et des
premiers résultats
acquis. Synthèse des
recherches
bibliographiques
menées.

Projet
environnemental
GESTION DE L'ENVIRONNEMENT

master GEE

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

CMI

Correction du rapport
pour le diffuser aux
partenaires. Présenter
oralement les résultats
obtenus aux
partenaires.

M1-S1

Septembre - décembre 2022

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

CMI

M1-S2

Janvier - Mai 2023

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

M2-S1

Septembre - décembre 2023

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

CMI

Rédaction d'un rapport
de groupe +
présentation orale.

## Partenaires du projet

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

GREC SUD

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

DÉPARTEMENT

BOUCHES
DU RHÔNE

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Parc
naturel
régional

de la Sainte-Baume
Quels seraient les impacts du changement climatique sur les caractéristiques physico chimiques d'une source karstique?
OBJECTIFS :

* Synthèse des connaissances sur l'hydrosystème de Saint Pons et sur le changement climatique à plusieurs échelles

• Etude de la physico-chimie de l'eau de la source

• Calcul théorique de masse de tufs déposée

* Réalisation d'un modèle pluie débit afin de simuler le débit actuel et de déterminer le débit futur de la source en lien avec le changement climatique
# I/ L'hydrosystème de St Pons

Cette partie est inspirée du rapport des années précédentes réalisés par nos camarades (Capoulade Justine - Chevrier Anaïs - Lachour Julien - Lainé Loïse - Octobre 2021 – Décembre 2022).

* LOCALISATION

* APPORT ET DEPOTS DE PLUIE, DEBIT...
Localisation

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Localisation du Parc Départemental de Saint-Pons et de celui des Encanaux,
Geoportail.fr
<figure><img src="image_18.png" /></figure>
# Localisation

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Parc départemental de St Pons

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Source Saint Pons</figcaption></figure>

Localisation du Parc Départemental de Saint-Pons, Geoportail.fr

* Partie sud-est des Bouches du Rhône, à l'ouest du parc naturel régional de la Sainte-Baume

* Le Parc Départemental de Saint-Pons fait partie du massif de la sainte Baume

* Passage du Fauge, rivière qui draine le vallon

* Présence de la source de Saint-Pons, des cascades de tufs et un cours d'eau
Localisation

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

10

<caption>Carte SIG du Parc Départemental de Saint-Pons à Gémenos (13) avec les points de mesures physico-chimiques utilisés lors de notre étude.</caption>
Localisation

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>11 Carte SIG du Parc Départemental de Saint-Pons à Gémenos (13) avec les points de mesures physico-chimiques utilisés lors de notre étude.</figcaption></figure>
# Caractéristiques climatiques et hydrologiques

* Deux stations météorologiques proches de la source permettent d'obtenir des données de précipitations et d'évapotranspiration.

* La station du Plan d'Aups se situe au Nord-Est de la source et la station du Castellet se situe au Sud-Est de la source de Saint Pons.

<figure><img src="image_23.png" /></figure>
# Apport de précipitation et débit de la source

* Débit moyen :

* 0,03 et 0,1 m³/s en période estivale

* 0,2 et 0,5 m³/s en période hivernale

* Source dite pérenne

* Climat de type méditerranéen montagnard

* Présence d'une station de mesure DREAL (Y442 5010 01 - Le torrent du Fauge à Gémenos = source Saint Pons)

* Les données disponibles s'étalent sur une période allant de 2010 à février 2023 et sont issues des stations météorologiques du Plan d'Aups et du Castellet Aérodrôme.

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Photo de la source de St Pons et de l'échelle limnimétrique associée</figcaption></figure>

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Hydrogramme de St Pons</figcaption></figure>
## Evapotranspiration et précipitations

* L'ETP est minimale en période hivernale et elle atteint son maximum en période estivale.

* La station du Castellet permettrait une évapotranspiration plus importante que la station du Plan d'Aups.

* Les années 2014 et 2018 ont été les plus pluvieuses tandis que les années 2017 et 2022 se distinguent comme étant très peu pluvieuses (données fournies par Météo-France).

<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Evapotranspiration du Castellet et de Plan d'Aups entre 2010 et 2023</figcaption></figure>

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Cumul annuel des précipitations dans les stations du Plan d'Aups et du Castellet</figcaption></figure>
## II/ LES TUFS CALCAIRES DU VALLON DE SAINT PONS

### OBJECTIFS DE CETTE PARTIE :

* Étudier la physico-chimie de l'eau de la source

* Mettre en lien nos données acquises sur le terrain avec la formation de tufs calcaires et les données déjà existantes

* Expliquer la formation de tufs calcaires

* Calcul théorique de masse de tufs déposée
Localisation

<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>16 Carte SIG du Parc Départemental de Saint-Pons à Gémenos (13) avec les points de mesures physico-chimiques utilisés lors de notre étude.</figcaption></figure>
# Caractérisation physico-chimique de la source

* C. Coulier (1985) montre une grande stabilité de la source de Saint Pons

* Constat renforcé par T. Garin et sa thèse en décembre 2022

* L'eau de la source de St Pons est chargée en ions calcium et en ions hydrogénocarbonate, son faciès chimique est donc bicarbonaté calcique.

* Peu de variations entre les valeurs de Ca²⁺ et Mg²⁺ depuis 1985.

<table><thead><tr><th>Nom</th><th>Coulier (1981-1983)</th><th>T. Garin (2018-2021)</th><th>2022</th><th>2023</th></tr></thead><tbody><tr><td>Ca (mg/L)</td><td>73,7</td><td>76,9</td><td>71,3</td><td>69</td></tr><tr><td>Mg (mg/L)</td><td>15,1</td><td>19,4</td><td>17,3</td><td>17,9</td></tr></tbody></table>

Tableau de comparaison des ions calcium et magnésium avec nos données, les données de 2022, les données de T. Garin et celles de Coulier

<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>Diagrammes de Piper montrant le faciès de la source de St Pons</figcaption></figure>
Données acquises sur le terrain

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

Température en plusieurs boxplot de la source de St Pons avec les données de Coulier en 1985, de T. Garin en 2021-2022 et nos données en 2023.

Les très faibles différences de température sont dans l'incertitude de mesure (instruments différents, point de mesure pas nécessairement exactement au même endroit, saisons de mesure non différenciées)
Données acquises sur le terrain

Lors de 3 campagnes de mesures, la variation de température de l'eau dans le cours d'eau évolue en fonction de la température de l'air sur la période (vague de chaleur le 24/03/23)

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

Température en fonction de la distance à la source de St Pons à différentes dates.
<figure><img src="image_32.png" /></figure>

## Formation de tufs calcaires

* De la source jusqu'en haut de la cascade de tufs calcaires, le pH augmente

* Entre le haut et le bas de la cascade de tufs calcaires la conductivité électrique diminue drastiquement

* La diminution de conductivité électrique après la confluence avec le Fauge est due à la formation de tufs calcaire.

* Le pH augmente par dégazage du CO₂ entre la source est l'aval.

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

Valeurs de conductivité électrique (données brutes), pH mesurés à nos différentes stations de mesure le 07/04/2023.

Sur le mapéarque sur l'exploitation des données : Le conductimètre de terrain présente un biais de mesure. La conductivité électrique mesurée est plus basse que la vraie valeur. Seules les variations relatives sont validées
<figure><img src="image_34.png" /></figure>

Formation de tufs calcaires

* Calcul de la pression partielle du CO₂ et des indices de saturation de la calcite avec DIAGRAMMES

* IS calcite varie entre 0,4 et 0,8 entre les stations de mesures situées à 100m et à 250m de la source tandis que pCO₂ diminue fortement

* IS > 0,8, précipitation

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

Courbes de pH et de l'Indice de saturation de la calcite mesurées à nos différentes stations de mesure le 07/04/2023.
<figure><img src="image_36.png" /></figure>

## Formation de tufs calcaires

* Les valeurs sont assez stables jusqu'à 290 mètres puis diminution à 300 mètres de la source jusqu'à la fin

* Graphique en corrélation avec l'observation de la diminution de conductivité électrique

> La précipitation des CaCO₃ et donc la formation des tufs calcaires est bien avérée

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

<figure><img src="image_38.png" /></figure>
Données acquises sur le terrain

* Le pH et la conductivité électrique ont une grande stabilité

* Les mêmes constatations se font sur nos trois campagnes

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

<figure><img src="image_40.png" /></figure>

Graphique présentant les mesures brutes de conductivité électrique (biais dans la mesure de terrain le 24/03/23 et 07/04/23) et de pH lors de nos 4 campagnes de terrain.
Calcul de masse théorique déposée

<figure><img src="image_41.png" /></figure>
# Test du calcul de masse théorique déposée

<table><tr><td></td><td>Ca<sup>2+</sup></td><td>+</td><td>2HCO<sub>3</sub><sup>-</sup></td><td>⇒</td><td>CaCO<sub>3</sub></td><td>+</td><td>H<sub>2</sub>O</td><td>+</td><td>CO<sub>2</sub></td></tr><tr><td>État Initial</td><td>n<sub>1</sub></td><td></td><td>n<sub>2</sub></td><td></td><td>0</td><td></td><td>0</td><td></td><td>0</td></tr><tr><td>État Final</td><td>n<sub>1</sub> - n<sub>max</sub></td><td></td><td>n<sub>2</sub> - 2n<sub>max</sub></td><td></td><td>n<sub>max</sub></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></table>

État d'avancement de la réaction de précipitation de la calcite.

## Dépôt entre les stations 7 et 8 :

Les ions calcium sont limitants dans cette réaction. Dépôt de 0,023 m³ pour la journée du 7 Avril 2023.

## Dépôt entre les stations 6 et 8 :

Dépôt de 0,034 m³ pour la journée du 7 avril

## Critiques et perspectives

* ➔ Ce type de calcul est très sensible à la qualité des données de chimie des ions majeurs. Pour valider les calculs, il est indispensable de dupliquer les analyses.

* ➔ Le volume déposé dépend également de la masse volumique utilisée. Il est indispensable de proposer plusieurs scénarios en fonction de la porosité du dépôt.

* ➔ La masse et le volume déposés sont variables au cours du temps. Il est indispensable de faire des mesures à différents débits, différentes températures ambiantes, et donc différentes saisons.

<figure><img src="image_42.png" /></figure>
### III/ MODELISATION P-Q (Karst mod)

1) Relation pluie-débit

2) Données d'entrée

3) Modélisations hydrosystème

4) Changement climatique

5) Simulations futures

A) Historique

B) Future

#### OBJECTIFS :

* Création d'un modèle numérique afin de simuler le débit actuel

* Utilisation du modèle obtenu pour insérer les pluies et ETP futures afin d'obtenir un débit simulé futur
# RELATION PLUIE DÉBIT

La relation pluie débit repose sur le lien qui régit les apports et les exports d'eau au sein du bassin versant d'étude

## Un paramètre essentiel

Le WOBJ est un outil permettant d'évaluer la performance d'un modèle = KGE

+ performant si KGE se rapproche de 1.

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

Loi de Maillet = décrit la vidange d'un réservoir à travers un orifice.

Les précipitations sont la source d'eau de l'aquifère. Seule la partie non évaporée et non perdue est ensuite libérée sous forme de débit à un exutoire

$$ \text{Loi de Maillet : } Q_t = Q_0 \times e^{-k \times t} $$

- $Q_0$ est le débit initial de la période de tarissement

- $Qt$ le débit après un temps $t$

- $k$ le coefficient de récession

Plus $k$ grand plus rapide est l'écoulement
<figure><img src="image_44.png" /></figure>

Attention, cette « capture d'écran » donne un résultat de simulation non satisfaisant. Les bons résultats sont présentés dans les diapositives suivantes
INITIALISATION

Test des valeurs de niveau d'eau pour chaque réservoir jusqu'à ce que le débit simulé soit équilibré avec le débit observé

CALAGE

Ajuster les paramètres du modèle. Le logiciel trouve les paramètres qui reproduisent le mieux le débit dans les conditions renseignées.

VALIDATION

Vérifier si le modèle est capable de bien reproduire une période de données nouvelles.

<figure><img src="image_45.png" /></figure>
<figure><img src="image_46.png" /></figure>

# DONNÉES D'ENTRÉE

<figure><img src="image_47.png" /></figure>

Choix des stations météorologiques du Castellet et du Plan d'Aups

<figure><img src="image_48.png" /></figure>

Récupération des données pour le bilan hydrologique et la modélisation
# DONNÉES D'ENTRÉE

<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Hydrogramme de St Pons</figcaption></figure>

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

## Pluie et ETP (Evapotranspiration)

Source : MétéoFrance

## Débit
# MODELISATIONS HYDROSYSTÈME

## Structure et paramètres optimaux

<figure><img src="image_51.png" /></figure>

<table><tr><td>WOBJ</td><td>Calibration</td><td>0.95</td></tr><tr><td>KGE(QS)</td><td>Calibration</td><td>0.95</td></tr><tr><td>WOBJ</td><td>Validation</td><td>0.56</td></tr><tr><td>KGE(QS)</td><td>Validation</td><td>0.56</td></tr></table>

<table><tr><td>R<sub>A</sub></td><td>8.439 km<sup>2</sup></td></tr><tr><td>E<sub>0</sub></td><td>43.652 mm</td></tr><tr><td>E<sub>min</sub></td><td>-4.939 mm</td></tr><tr><td>M<sub>0</sub></td><td>153.996 mm</td></tr><tr><td>k<sub>BM</sub></td><td>0.86 mm/day</td></tr><tr><td>k<sub>MS</sub></td><td>0.011 mm/day</td></tr></table>

<figure><img src="image_52.png" /></figure>
# LE CHANGEMENT CLIMATIQUE

<figure><img src="image_53.png" /></figure>
# Le changement climatique : étude et scénario choisi

* Le changement climatique à plusieurs échelles

* Les scénarios RCP

<figure><img src="image_54.png" /></figure>
MONDIAL

<figure><img src="image_55.png" /></figure>

REGIONAL

<figure><img src="image_56.png" /></figure>

GRECSUD

Les principales missions du GREC-PACA :

* Centraliser et partager la connaissance scientifique sur tous les aspects du changement climatique en région PACA

* Aider les acteurs locaux à orienter leurs actions et politiques publiques vers une transition écologique,

Le GIEC a été créé en 1988 par deux institutions des Nations unies :

* Organisation météorologique mondiale (MM)

* Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE)

Le Groupe régional d' experts sur le climat en région Provence-Alpes-Côte d'Azur (GREC-SUD), 2015 :

* Région Provence-Alpes Côte d'Azur

* Ademe Paca

Les experts ont analysé les projections regroupées en quatre trajectoires (appelé scénarios RCP) possibles en fonction du profil d'évolution de nos émissions.

<figure><img src="image_57.png" /></figure>
# DONNÉES D'ENTRÉE

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

Le portail DRIAS délivre les sorties de modèles climatiques
**régionaux**

3 points d'intérêt entourant le
site de St Pons (maille de 8km)

<table><tr><td colspan="10">Production : eurocordex2020</td></tr><tr><td colspan="10"># Modele : CNRM-ALADIN63 - CNRM-CERFACS-CNRM-CM5 (RCM - GCM)</td></tr><tr><td colspan="10">Scenario : rcp8.5 8,5</td></tr><tr><th>Date</th><th>Latitude, Longitude :<br>position du<br>point de</th><th>Longitude</th><th>Temperature<br>minimale<br>journaliere a<br>2 m [C]</th><th>Temperature<br>maximale<br>journaliere a<br>2 m [C]</th><th>Temperature<br>moyenne a 2<br>m [C]</th><th>Precipitation<br>s totales<br>[mm]</th><th>Precipitation<br>s solides<br>[mm]</th><th>Rayonneme<br>nt visible<br>incident a la<br>surface</th><th>Rayonneme<br>nt infra-rouge<br>incident a la<br>surface</th><th>Evapo-<br>transpiration<br>potentielle<br>Hargreaves</th></tr><tr><td>01/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>5.83</td><td>11.69</td><td>9.10</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>42.019</td><td>301.867</td><td>1.278</td></tr><tr><td>02/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>7.38</td><td>12.69</td><td>9.43</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>71.438</td><td>308.588</td><td>0.583</td></tr><tr><td>03/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>9.09</td><td>12.94</td><td>11.82</td><td>0.100</td><td>0.000</td><td>40.131</td><td>328.057</td><td>1.081</td></tr><tr><td>04/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>8.88</td><td>19.40</td><td>13.20</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>75.807</td><td>314.007</td><td>1.679</td></tr><tr><td>05/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>9.15</td><td>17.43</td><td>12.74</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>82.503</td><td>306.146</td><td>0.989</td></tr><tr><td>06/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>8.26</td><td>17.77</td><td>12.23</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>70.244</td><td>311.114</td><td>1.112</td></tr><tr><td>07/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>10.71</td><td>14.80</td><td>12.70</td><td>0.100</td><td>0.000</td><td>32.979</td><td>329.402</td><td>1.499</td></tr><tr><td>08/01/2006</td><td>43.30770</td><td>5.53715</td><td>8.89</td><td>13.03</td><td>10.39</td><td>0.000</td><td>0.000</td><td>33.027</td><td>318.244</td><td>0.802</td></tr></table>

Exemple:
Scénario RCP 8,5
MODELE ALADIN
(moyenne entre les 3 points)
# LES LIMITES DE LA MODÉLISATION

## Période historique

Débit simulé
avec Karst Mod
SANS CC
(données
MétéoFrance)

<figure><img src="image_59.png" /></figure>

Débit simulé avec
Karst Mod
Avec la Moyenne des 3
modèles de Pluie et
ETP, scénario RCP 8.5
(AVEC CC)
(données DRIAS)

<figure><img src="image_60.png" /></figure>

Sous-estimation des crues
Suivi des basses eaux
moyennement correct
# LES LIMITES DE LA MODÉLISATION

## Période historique

Débit simulé
avec Karst Mod
SANS CC
(données
MétéoFrance)

<figure><img src="image_61.png" /></figure>

Débit simulé avec
Karst Mod
Avec la Moyenne des 3
modèles de Pluie et
ETP, scénario RCP 8.5
(AVEC CC)
(données DRIAS)

<figure><img src="image_62.png" /></figure>

## Discussion :

- Les données du DRIAS sont utiles pour voir les grandes tendances mais ne permettent pas de reconstituer le débit “historique” à pas de temps fin

- Il est nécessaire de comparer la pluie des modèles du DRIAS avec la pluie mesurée sur la période historique afin de déceler si l'état initial est respecté dans les modèles de pluie.
# Résultats FUTURS (Moyenne des modèles DRIAS)

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

Utilisation du modèle en
mode "Run".

Hypothèse forte non
discutée : l'hydrosystème
fonctionnera de la même
façon qu'aujourd'hui

Les simulations futures montrent une baisse des débits moyens annuels (courbe rouge) à peine perceptible
# Résultats FUTURS (Moyenne des modèles DRIAS)

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

Les simulations futures montrent de légères variations de moyenne interannuelle (10 ans)
# Bilan de la modélisation

Les résultats de simulation exprimés en moyenne annuelle ou interannuelle masquent l'effet de variation du débit en basses-eaux et étiage. Si la diminution des précipitations est avérée, les débits de basses eaux diminueront d'ici 2100 (conjugué à l'augmentation de l'ETP).

La modélisation Pluie-Débit d'une source karstique peut servir à étudier l'effet théorique des variations de pluie et d'ETP. De nouvelles modélisations doivent être mises en oeuvre pour apporter des résultats à intégrer dans les choix de gestion des ressources en eau dans la région.

## Ouvertures possibles à l'étude :

* Les conséquences du changement climatique sur la qualité des cours d'eau restent à étudier...

* Les débits de basses eaux diminueront de combien ?

* L'augmentation de l'ETP aura-t-elle un impact sur la qualité de l'eau ?

* Quelles mesures d'adaptation peuvent être mises en place ?
CONCLUSION

* L'étude a permis de mesurer l'évolution physico-chimique du cours d'eau entre la source Saint Pons et le bas de la cascade du moulin. Il reste à étudier la suite du cours d'eau du Fauge.

* Le tuf calcaire se dépose par précipitation chimique des ions calcium et hydrogénocarbonates contenus dans l'eau issue de l'aquifère carbonaté. Le dépôt n'a pas lieu à la source car l'eau souterraine est à l'équilibre calco-carbonique.

* La modélisation Pluie-Débit par modèle à réservoirs donne des résultats satisfaisants. Plusieurs structures de modèle ont été testées, sans différence significative dans les résultats.

* L'évolution du climat impactera les débits de la source, mais la simulation réalisée avec les données disponibles de la base de données DRIAS n'a pas montré d'écart majeur avec les débits moyens actuels. Il faut tester de nouveaux modèles, et explorer l'incertitude sur les données des projections climatiques pour aller plus loin dans l'étude de l'impact du changement climatique.
MERCI DE VOTRE
ATTENTION !
<table><thead><tr><th colspan="5">17/03/2023</th></tr><tr><th>Nom</th><th>Distance à la source (m)</th><th>pH</th><th>Conductivité (µS/cm)</th><th>Température (°C)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Source de St Pons / Station 1</td><td>0</td><td>7.5</td><td>495</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 2</td><td>30</td><td>7.6</td><td>493</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 3</td><td>60</td><td>7.77</td><td>493</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 4</td><td>100</td><td>7.75</td><td>493</td><td>13.8</td></tr><tr><td>Station 5</td><td>180</td><td>7.84</td><td>491</td><td>13.8</td></tr><tr><td>Station 6</td><td>250</td><td>8.1</td><td>488</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 7</td><td>290</td><td>8.14</td><td>487</td><td>13.7</td></tr><tr><td>Station 8</td><td>300</td><td>8.22</td><td>474</td><td>13.6</td></tr><tr><td>Station 9</td><td>480</td><td>8.22</td><td>466</td><td>13.7</td></tr><tr><td>Station 10</td><td>700</td><td>8.27</td><td>463</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 11</td><td>850</td><td>8.33</td><td>452</td><td>13.4</td></tr><tr><td>Avant la surverse de la galerie drainante (B)</td><td>/</td><td>8.1</td><td>461</td><td>12</td></tr><tr><td>Après la surverse de la galerie drainante (A)</td><td>/</td><td>8.1</td><td>460</td><td>11.9</td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th colspan="5">24/03/2023</th></tr><tr><th>Nom</th><th>Distance à la source (m)</th><th>pH</th><th>Conductivité (µS/cm)</th><th>Température (°C)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Source de St Pons / Station 1</td><td>0</td><td>7.52</td><td>486</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 2</td><td>30</td><td>7.6</td><td>484</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 3</td><td>60</td><td>7.75</td><td>483</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 4</td><td>100</td><td>7.75</td><td>483</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 5</td><td>180</td><td>7.84</td><td>482</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 6</td><td>250</td><td>8.1</td><td>478</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 7</td><td>290</td><td>8.14</td><td>477</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 8</td><td>300</td><td>8.2</td><td>463</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 9</td><td>480</td><td>8.23</td><td>452</td><td>14</td></tr><tr><td>Station 10</td><td>700</td><td>8.29</td><td>447</td><td>14.2</td></tr><tr><td>Station 11</td><td>850</td><td>8.28</td><td>435</td><td>14.2</td></tr><tr><td>Avant la surverse de la galerie drainante (B)</td><td>/</td><td>8.15</td><td>446</td><td>13.2</td></tr><tr><td>Après la surverse de la galerie drainante (A)</td><td>/</td><td>8.15</td><td>445</td><td>13.3</td></tr></tbody></table>

# ANNEXES

<table><thead><tr><th colspan="5">07/04/2023</th></tr><tr><th>Nom</th><th>Distance à la source (m)</th><th>pH</th><th>Conductivité (µS/cm)</th><th>Température (°C)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Source de St Pons / Station 1</td><td>0</td><td>7.5</td><td>483</td><td>13.9</td></tr><tr><td>Station 2</td><td>30</td><td>7.62</td><td>482</td><td>13.8</td></tr><tr><td>Station 3</td><td>60</td><td>7.77</td><td>481</td><td>13.8</td></tr><tr><td>Station 4</td><td>100</td><td>7.75</td><td>481</td><td>13.8</td></tr><tr><td>Station 5</td><td>180</td><td>7.8</td><td>479</td><td>13.7</td></tr><tr><td>Station 6</td><td>250</td><td>8.1</td><td>476</td><td>13.7</td></tr><tr><td>Station 7</td><td>290</td><td>8.14</td><td>473</td><td>13.4</td></tr><tr><td>Station 8</td><td>300</td><td>8.22</td><td>454</td><td>12.9</td></tr><tr><td>Station 9</td><td>480</td><td>8.22</td><td>452</td><td>13.1</td></tr><tr><td>Station 10</td><td>700</td><td>8.23</td><td>450</td><td>13.3</td></tr><tr><td>Station 11</td><td>850</td><td>8.3</td><td>442</td><td>12.8</td></tr><tr><td>Avant la surverse de la galerie drainante</td><td>/</td><td>8.16</td><td>445</td><td>10.4</td></tr><tr><td>Après la surverse de la galerie drainante</td><td>/</td><td>8.15</td><td>447</td><td>10.4</td></tr></tbody></table>

Remarque sur l'exploitation des données : Le conductimètre de terrain présente un biais de mesure. La conductivité électrique mesurée est plus basse que la vraie valeur. Seules les variations relatives sont validées
$$Ca^{2+} + 2HCO_3^- \Rightarrow CaCO_3 + H_2O + CO_2$$

<table><caption>Tableau d'avancement de la précipitation de la calcite.</caption><tr><td></td><td>HCO<sub>3</sub><sup>-</sup></td><td colspan="2">Ca<sup>2+</sup></td></tr><tr><td>Masse Molaire (mg.mol<sup>-1</sup>)</td><td>61.017</td><td colspan="2">40.075</td></tr><tr><td>Concentration (mol.l<sup>-1</sup>)</td><td>4,8.10<sup>-3</sup><br>Station 7</td><td>4,6.10<sup>-3</sup><br>Station 8</td><td>1,68.10<sup>-3</sup><br>Station 7</td><td>1,52.10<sup>-3</sup><br>Station 8</td></tr></table>

<table><caption>Détermination du réactif limitant.</caption><thead><tr><th></th><th>Ca<sup>2+</sup></th><th>+</th><th>2HCO<sub>3</sub><sup>-</sup></th><th>⇒</th><th>CaCO<sub>3</sub></th><th>+</th><th>H<sub>2</sub>O</th><th>+</th><th>CO<sub>2</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>État<br>Initial</td><td>n<sub>1</sub></td><td></td><td>n<sub>2</sub></td><td></td><td>0</td><td></td><td>0</td><td></td><td>0</td></tr><tr><td>État<br>Final</td><td>n<sub>1</sub> - n<sub>max</sub></td><td></td><td>n<sub>2</sub> - 2n<sub>max</sub></td><td></td><td>x<sub>max</sub></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><caption>Calcul de la masse de CaCO<sub>3</sub>.</caption><tr><td>Pour la station 7 on obtient :</td><td>x<sub>max</sub> = 1,68. 10<sup>-3</sup> avec Ca<sup>2+</sup> limitant</td></tr><tr><td>Pour la station 8 on obtient :</td><td>x<sub>max</sub> = 1,52. 10<sup>-3</sup> avec Ca<sup>2+</sup> limitant</td></tr></table>

$$MCaCO_3 = 100.090 \text{ mg/mol}$$

$$mCaCO_3 = MCaCO_3 \times nCaCO_3$$

Pour la station 7

$$mCaCO_3 = 100.090 \times 1,68.10^{-3} = 168.15 \text{ mg}$$

Pour la station 8

$$mCaCO_3 = 100.090 \times 1,52.10^{-3} = 152.14 \text{ mg}$$

La masse de dépôt correspond à la différence entre ces deux points donc,

$$C_{CaCO_3\text{TOT}} = 168.15 - 152.14 = 16,01 \text{ mg.l}^{-1}$$

# ANNEXES