BRGM / Hydrosciences Montpellier
Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-RoussillonChrystelle Auterives
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Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-RoussillonChrystelle Auterives
Problématique :
Caractériser une éventuelle variabilité du climat en Languedoc-Caractériser une éventuelle variabilité du climat en Languedoc-Roussillon et son impact sur les hydrosystèmes de la région.Roussillon et son impact sur les hydrosystèmes de la région.
Plan :
- Caractériser l’évolution du régime pluviométrique en région Languedoc-Roussillon.
- Impact de cette évolution du climat sur les hydrosystèmes de la région à travers un exemple : la source karstique des Fontanilles
1. Introduction
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Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-RoussillonChrystelle Auterives
2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.2 Méthodologie
2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion
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2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.2 Méthodologie2.2 Méthodologie
2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion2.5 Synthèse et conclusion
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Saint-André-De-Valborgne 1895-2002Saint-Pons-De-Thomières 1916-2002Meyrueis 1917-2002Port-La-Nouvelle 1923-2002Ispagnac 1917-1995Quillian 1928-2002Malon & Elze 1941-2002Narbonne 1933-1994Nîmes 1945-2002Montpellier 1946-2002Valcébollère 1950-2002
2.1 Sélection de 11 stations2.1 Sélection de 11 stationsen Languedoc-Roussillonen Languedoc-Roussillon
2. Analyse de longues chroniques
40 km
1046 m, 900 mm 803 m, 1710 mm
706 m, 950 mm
450 m, 1220 mm
59 m, 740 mm
45 m, 760 mm
332 m, 1110 mm
282 m, 840 mm
13 m, 580 mm
5m, 470 mm
1420 m, 840 mm
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2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.22.2 MéthodologieMéthodologie
2.32.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une sérieTests statistiques de détection de rupture dans une série
2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion2.5 Synthèse et conclusion
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Données : Cumuls mensuels des précipitations Analyse statistique
1- Au pas de temps annuel
2- Découpage saisonnier classiquePrintemps : mars, avril, mai
Été : juin, juillet, aoûtAutomne : septembre, octobre, novembreHiver : décembre, janvier, février
3- Autre découpage des chroniques de précipitationsJanvier à mai
Juin à aoûtSeptembre à décembre
à l'exception de la station Valcébollère : Janvier, février, marsAvril à décembre
2.2 Méthodologie2.2 Méthodologie
2. Analyse de longues chroniques
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2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.22.2 MéthodologieMéthodologie
2.32.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une sérieTests statistiques de détection de rupture dans une série
2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion2.5 Synthèse et conclusion
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2. Analyse de longues chroniques2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
2.3.1 Test de corrélation sur le rang2.3.1 Test de corrélation sur le rang
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2.3.2 Statistique U de Buishand2.3.2 Statistique U de Buishand
2. Analyse de longues chroniques2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
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2.3.3 Ellipse de Bois2.3.3 Ellipse de Bois
2. Analyse de longues chroniques2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
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2.3.4 Test de Pettitt2.3.4 Test de Pettitt
2. Analyse de longues chroniques2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
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2.3.5 Procédure de segmentation de Hubert2.3.5 Procédure de segmentation de Hubert
2. Analyse de longues chroniques2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
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2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.2 Méthodologie2.2 Méthodologie
2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion2.5 Synthèse et conclusion
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40 km
2. Analyse de longueschroniques
2.4 Analyse et2.4 Analyse etInterprétationsInterprétations
La bordure méditerranéenne :
Port-La-Nouvelle
Narbonne
Montpellier
Nîmes
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2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
La bordure méditerranéenne :
des précipitations en hiver et
---------- Chroniques--------------------------------Stations
Pluies annuelles
Déc. à fév.
Janv. à maiMars à
maiJuin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Conclusion générale
PORT LA NOUVELLE
1975 + 49%
1975 + 65%
1973 (Pettitt) 1976 (Hubert)
+ 60%-
1971 + 30%
Augmentation des pluies annuelles principalement en hiver
NARBONNE - -1976
+ 35%-
1969 + 40%
- -
Tendance à l'accroissement
été demandant à être confirmée à l'avenir
MONTPELLIER - - - - - - -Aucune évolution significative n'est détectée dans cette série
NIMES - - - - - - -Aucune évolution significative n'est détectée dans cette série
1983 (6 années
pluvieuses en fin de chronique)
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40 km
2. Analyse de longueschroniques
2.4 Analyse et2.4 Analyse etInterprétationsInterprétations
L'arrière pays méditerranéen :
Quillian
Saint-Pons-De-Thomières
Meyrueis
Saint-André-De-Valborgne
Malon & Elze
Ispagnac
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MEYRUEISPluies
annuellesDéc. à
fév.Janv. à
maiMars à
maiJuin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Résultats - - - - - - -
2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
L'arrière pays méditerranéen :
MALON & ELZEPluies
annuellesDéc. à
fév.Janv. à
maiMars à
maiJuin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Résultats - - - - - - -
Pas d'évolution du régime pluviométrique
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2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
L'arrière pays méditerranéen :
SAINT PONS DE THOMIERES
Pluies annuellesDéc. à
fév.Janv. à
maiMars à
maiJuin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Rupture - - - - - - -
Segmentation
1916-1927 (860 mm) 1928-1941 (1379 mm) 1942-2001 (1097 mm)
- - - - - -
QUILLIAN Pluies annuellesDéc. à
fév.Janv. à mai Mars à mai
Juin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Rupture 1958 - 1967 1967 - - -
Segmentation 1928-1942 (883 mm) 1943-1958 (673 mm) 1959-2001 (887 mm)
-1926-1967 1968-2001
1928-1942 (~250 mm) 1943-1956 ( ~150 mm) 1957-2001 (~250 mm)
- - -
Evolution de la moyenne - - + 30% - - - -
Alternance séquences sèche/humide, n'entre pas en contradiction avec une stationnarité de la série
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1896-1923
1924-1992
1993-2001
SAINT ANDRE DE VALBORGNE
(418 mm)
(590 mm)
Pluies annuelles Déc. à fév. Janv. à mai Mars à mai Juin à aoûtSept. à nov.
Sept. à déc.
Rupture 1950 1953 1953 1926 1951
1950 (Pettitt)
1925 (Hubert)
1925
Segmentation
1896-1914 (1017 mm) 1915-1925 (535 mm)
1926-1943 (1296 mm) 1944-1952 (887 mm)
1953-1977 (1552 mm) 1978-1992 (1237 mm) 1993-2001 (1611 mm)
1897-1953 (251 mm) 1957-1979 (495 mm) 1980-2001 (347 mm)
1896-1953 (400 mm) 1954-2001 (615 mm)
1896-1924 (210 mm) 1925-2001 (335 mm)
1896-1951 (122 mm) 1952-2001 (191 mm)
1896-1925 (319 mm) 1926-2001 (481 mm)
(864 mm)
Evolution de la moyenne
Accroissement+ 70%
(R=1953)+ 50% + 60 % + 50%
+ 50% (R=1925)
+ 50% (R=1925)
2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
L'arrière pays méditerranéen :
Tendance à l'accroissement des précipitations manifeste sur l'ensemble des chroniques, plus accentuée en hiver, rupture dans les années 50 (1925 2nde
rupture moins marquée)
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2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
L'arrière pays méditerranéen :
ISPAGNACPluies
annuellesDéc. à fév. Janv. à mai Mars à mai Juin à août
Sept. à nov.
Sept. à déc.
Rupture 1950 1949 1955 1955 1953 1957 1948
Segmentation
1917-1950 (743 mm) 1951-1994 (1024 mm)
1918-1927 (85 mm)
1928-1965 (205 mm) 1966-1979 (329 mm) 1980-1994 (215 mm)
1917-1955 (311 mm) 1956-1994 (432 mm)
1917-1955 (211 mm) 1956-1994 (273 mm)
1917-1953 (139 mm) 1954-1994 (206 mm)
1917-1933 (292 mm) 1934-1948 (162 mm) 1949-1994 (303 mm)
1917-1948 (292 mm) 1949-1994 (400 mm)
Evolution de la moyenne
+ 40%+ 65%
(R= 1949)+ 40% + 30% + 50% = + 40%
Alternance de séquences humide/sèche, accroissement des précipitations, rupture dans les années 50.
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2. Analyse de longues chroniques2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
Domaine pyrénéen :
Séquence peu pluvieuse en début de chronique, pas d'évolution significative du régime pluviométrique de cette station
VALCEBOLLERE Pluies annuellesDéc. à
fév.Mars à mai
Juin à août
Sept. à nov.
Janv. à mars
Avril à déc.
Rupture 1958 = = = = = 1959
Segmentation 1951-1957 (564 mm) 1958-2001 (889 mm)
=
1951-1955 (92 mm)
1956-2000 (214 mm)
= = =1951-1957 (473 mm) 1958-2001 (750 mm)
Evolution de la moyenne
+ 60% = + 130% = = = + 60 %
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2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon
2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon
2.2 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.2 Tests statistiques de détection de rupture dans une série
2.3 Méthodologie2.3 Méthodologie
2.4 Analyse et Interprétations2.4 Analyse et Interprétations
2.5 Synthèse et conclusion2.5 Synthèse et conclusion
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40 km
2. Analyse de longueschroniques
2.5 Synthèse et2.5 Synthèse etConclusionConclusion
- Quelques stations présentent des similitudes dans leur régime pluviométrique
-Tendance à l'accroissement des précipitations parfois préférentiellement sur les saisons d'hiver ou d'automne
- Pas d'évolution significative dans le régime pluviométrique
- Pas de synthèse régionale
- Nouvelle hypothèse de travail : données journalières (Nombre de jours de pluie, nature des averses, fréquence des évènements extrêmes, etc)
Pas d'évolution significative des précipitations
Tendance à l'accroissement
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés 3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés 3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
- Aquifère karstique - Type unaire- Surface de la zone d'alimentation de l'ordre de 18 km²
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés 3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
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modèle Global A Réservoirs des Débits et des NIveaux des Aquifères
3 réservoirs :- Réservoir sol- Réservoir de la zone non-saturée- Réservoir de la zone noyée
4 paramètres :- RUMAX- RUIPER- TG - THG
PLUIE
Surface active du bassin versant
ETP
RUMAX Déficit maximal du sol
SOL
PercolationRecharge de la nappe
THG : Temps de 1/2 percolation
TG : Temps de 1/2 tarissement
Pluie Efficace
Ecoulement lent
Vidange de la nappe
RUIPER HauteurRuissellement-Percolation
ZO
NE
NO
N S
AT
UR
EE
ZO
NE
SA
TU
RE
E
PARAMETRES DE MODELISATION
DONNEES D'ENTREE
Ecoulement rapide
ruissellement
Ecoulement totalDEBIT du cours d'eau
3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.2 Modélisation de3.2 Modélisation del ’hydrosystème : l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
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Rumax = 48 mmRuiper = 19 mm THG = 1.6 moisTG = 3.3 moisSurf. BV = 17,52 km²
3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3. 2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3. 2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
0
2
4
6
8
10
01/1997 01/1998 01/1999 01/2000 01/2001
m3/s Débit simulé avec Gardénia
Débit mesuré aux Fontanilles
Coefficient deNash = 0.910
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.3 Scénarios climatiques proposés3.3 Scénarios climatiques proposés
Modifications des chroniques (pluie et ETP) observées
L'évapotranspirationHypothèse H1 : + 5% ETP journalièreHypothèse H2 : +10% ETP journalière
La pluieInfluence des pluies hivernales :
Scénario 1A : +10 % sur les pluies de décembre à févrierScénario 1B : +20 % sur les pluies de décembre à février
Influence des pluies estivales : Scénario 2A : -5 % sur les pluies de juin à aoûtScénario 2B : -10 % sur les pluies de juin à aoûtScénario 2C : pas de pluies de juin à aoûtScénario 2D : pas de pluies de juin à octobre
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3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : GardéniaGardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés 3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.4.1 Influence de l'ETP
0.01
0.1
1
10
100
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Débit (m3/s)
Simulation des débits sous l'hypothèse climatique H1
Simulation des débits sous l'hypothèse climatique H2
Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.4.2 Influence des précipitations hivernales
0.01
0.1
1
10
100
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Débit (m3/s)
Simulation des débits sous l'hypothèse climatique 1B
Simulation des débits sous l'hypothèse climatique 1A
Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.4.3 Influence des pluies estivales
0.01
0.1
1
10
100
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Débit (m3/s)
Débits simulés sous l'hypothèse 2B
Débits simulés sous l'hypothèse 2A
Débits simulés sous l'hypothèse 2C
Débits simulés sous l'hypothèse 2D
Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat
3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation
3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia
3.3 Scénarios climatiques proposés 3.3 Scénarios climatiques proposés
3.4 Résultats et interprétations3.4 Résultats et interprétations
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
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3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles
3.5 Conclusion3.5 Conclusion
- Des pluies estivales qui ne contribuent pas à la recharge
- Système karstique : écoulements rapides et un système qui se recharge annuellement Peu sensible aux modifications climatiques considérées
- Possibilité d'un effet bénéfique sur la ressource
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4. Conclusion
Évolution du climat en LRO : 1) un accroissement des précipitations en hiver,2) un durcissement des sécheresses estivales,3) pas de modification particulière des cumuls annuels pluviométriques.
Caractérisation du régime pluviométrique en Languedoc-Roussillon :- pas d'évolution du régime pluviométrique en LRO,- des tendances identifiées allant dans le sens des hypothèses proposées
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Analyse de sensibilité de l'hydrosystème karstique des Fontanilles : - des écoulements rapides,- un système qui se recharge annuellement,
Faible susceptibilité apparente de l'hydrosystème
Valoriser ce type d'aquifère dans l'exploitation de la ressource en eau
Perspectives- Considérer d'autres aquifères karstiques pour confirmer la faible susceptibilité de ce type d'hydrosystème- Reproduire cette étude sur d'autres types d'aquifères (socle ou poreux)
4. Conclusion