Note ABES Traçage et modélisation des processus d'altération à l'échelle d'un petit bassin versant, le Ringelbach (Vosges, France) Tracing and modeling of weathering processes on a small catchment scale : the Ringelbach (Vosges, France) Processus d’altération Eaux de sources Forages Isotopes uranium et strontium Modélisation hydrogéochimique Weathering process Springs waters Boreholes Uranium and strontium isotopes Hydrogeochemical modeling 551.9 Altération (géologie) Bassins (géologie) -- France Eau -- Chimie Modèles mathématiques L’objectif de cette thèse est d’arriver à mieux contraindre les paramètres qui contrôlent les processus d’altération à l’échelle d’un petit bassin versant, en se focalisant plus précisément sur le rôle de l’hydrologie. Pour ce faire, les variations temporelles et spatiales des signatures chimiques et isotopiques (U, Sr) des eaux du bassin versant du Ringelbach (Vosges, France) sont étudiées. Plusieurs sources de ce bassin versant, essentiellement composé d’un granite plus ou moins fracturé, ont été échantillonnées mensuellement sur une période de deux ans, le long d’un profil altitudinal. Ce bassin versant présente également l’avantage d’être équipé de trois forages profonds (allant jusqu’à 150 mètres de profondeur) qui ont permis de prélever à la fois les roches et les eaux profondes. Sur la base de l’interprétation géochimique des eaux, la connectivité des différents compartiments hydrologiques a été évaluée et un schéma de fonctionnement hydrogéochimique est proposé s’appuyant sur une bonne connaissance du contexte géologique. Enfin, un taux d’altération et un flux d’eau sont estimés à partir d’une modélisation de l’évolution du rapport isotopique de l’uranium (234U/238U) le long d’un trajet d’eau. L’originalité de cette étude est également de coupler cette approche de traçage géochimique avec une approche modélisatrice en utilisant le logiciel KIRMAT (Kinetic Reactions and Mass transport) qui intègre les équations des réactions géochimiques (dissolution/précipitation) et les équations de transport (1D). Il est ainsi possible de simuler le transport réactif d’une eau traversant la roche le long d’un certain trajet d’eau. Cette modélisation s’appuie sur la caractérisation minéralogique, des propriétés physiques des échantillons de roches prélevés le long des forages et sur les interprétations géochimiques des eaux. Ainsi, la modélisation de la composition chimique des eaux de sources et des eaux de forages a permis d’affiner la compréhension des processus d’altération, notamment le rôle des phases secondaires précipitées. Celle-ci permet également une meilleure compréhension des phénomènes de couplage entre les différents paramètres qui contrôlent la signature chimique des eaux à l’échelle du bassin versant. The main goal of the present thesis is to better constrain the parameters that control weathering processes at a small catchment scale, focusing specifically on the role of hydrology. For this purpose, temporal and spatial variations of the chemical and isotopic (U, Sr) water composition of the Ringelbach catchment are studied. Several springs of this catchment whose basement is mainly composed of granite more or less fractured located along an altitudinal profile were monthly sampled over a period of two years. The additional interest of this site is that three deep boreholes (up to 150 meters deep) allow the sampling of both deep rocks and waters. The connectivity of the different hydrological compartments is evaluated based on the geochemical interpretation of water samples. A schematic hydrological functioning is proposed based on a good knowledge of the geological context. Finally, a weathering rate and a water flux are estimated from the modeling of the uranium activity ratio along a water path. The originality of this study lays also in combination of a geochemical and modeling approaches using the software KIRMAT (Kinetic Reactions and Mass transport) that integrates geochemical reactions (dissolution/precipitation) and 1D mass transport equations. It allow to simulate the reactive transport of a fluid through a rock along a given water pathway. This modeling is based on the characterization of the mineralogical and physical properties of the rock, sampled along the boreholes and the geochemical interpretation of the waters. Thus, the modeling of the chemical composition of the spring waters and borehole waters permit to improve the understanding of weathering processes including the role of precipitated secondary phases. It also allows to better understand the interplay of parameters that that control the water chemical signature at the catchment scale. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 9902936 Université de Strasbourg Strasbourg 2014-12-31 https://theses.hal.science/tel-00992768 application/pdf 8913840 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2013/Schaffhauser_Thiebaud_2013_ED413.pdf http://www.theses.fr/2013STRAH020/abes https://theses.hal.science/tel-00992768 https://theses.hal.science/tel-00992768 https://theses.hal.science/tel-00992768 https://theses.hal.science/tel-00992768 Schaffhauser Thiebaud 1986-06-11 FR 17745458X 40400941 https://theses.fr/2013STRAH020 2013STRAH020 https://doi.org/10.70675/1958cc4dz472ez4600z8f85z8b0eaf7dea9f 2013-12-16 Géochimie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Chabaux François MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 075978911 Fritz Bertrand MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 077810708 Schäfer Gerhard MADS_PRESIDENT_DU_JURY Probst Anne MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 Viers Jérôme MADS_RAPPORTEUR_1 Aquilina Luc MADS_RAPPORTEUR_2 École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 TE 15650166X Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR 7517 157614425 85744 ddc:550 Chabaux François Fritz Bertrand Schäfer Gerhard Probst Anne Viers Jérôme Aquilina Luc École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000) Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg PDF 9902936