Hydrogéologie des milieux volcaniques insulaires: apports d'une étude intégrée aux îles Galapagos - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Hydrogeology of volcanic islands: a case study in the Galapagos Archipelago

Hydrogéologie des milieux volcaniques insulaires: apports d'une étude intégrée aux îles Galapagos

Résumé

With a growing population and limited freshwater resources, the hydrogeology of the Galapagos Islands remains to a great extent unknown. Rainfall is relatively weak and unevenly distributed in space and time. The economical center of the archipelago, Santa Cruz Island, has only small intermittent streams, while several permanent streams are present on San Cristóbal Island. In the frame of this study, an interdisciplinary approach is used to characterize the hydrogeology of the archipelago. A new method has been developed to enhance the interpretation of airborne electromagnetics surveys. With geostatistical interpolation techniques, this method allows the construction of a 3D grid of resistivity. SkyTEM surveys completed in Galapagos were processed with this technique, and confronted to surface analysis with remote sensing and field work. The first hydrogeological conceptual model is proposed for San Cristóbal Island. Climatic conditions have been investigated with the installation of a monitoring network along the windward side of Santa Cruz Island. The occurrence of fog during six months of the year presents an additional input in the water budget and increases groundwater recharge. This input has been quantified with a physically based canopy interception model. The basal aquifer of Santa Cruz Island has been investigated from the analysis of tidal signal propagation, hydraulic tests, as well as fault and fracture mapping. Results show that young basalts, densely fractured by cooling joints, are highly permeable. Because they are poorly connected, faults have a limited impact over regional groundwater flow. Contrasting hydrogeological configurations in the Galapagos Islands are explained by an evolution pattern. In relatively young islands, such as Santa Cruz, basalts are fractured and permeable. Seawater intrusion is strong and freshwater rapidely flows to the ocean. On the opposite, conditions are more favorable for groundwater storage in older volcanic islands, where the regional permeability is smaller and valley incision leads to the existence of springs.
Avec une population croissante et des ressources en eau de surface limitées, l'hydrogéologie des îles Galápagos reste pour une grande part inconnue. Les précipitations sont relativement faibles et inégalement réparties dans le temps et l'espace. Le centre économique de l'archipel, l'île de Santa Cruz, ne dispose que de quelques cours d'eau intermittents tandis que l'île de San Cristóbal présente plusieurs rivières pérennes. Dans le cadre de ce travail, une approche pluridisciplinaire est utilisée afin de caractériser l'hydrogéologie de l'Archipel. Une nouvelle technique d'interprétation des sondages életro\-magné\-tiques héliportés a été développée. Grâce à des méthodes géostat\-istiques, elle permet la construction d'une grille 3D de la résistivité électrique. Les données issues de la mission SkyTEM réalisée sur les îles de Santa Cruz et San Cristóbal en 2006 sont mises en perspectives. Confrontée aux observations de surface collectées par télédétection et sur le terrain, la géophysique permet de proposer un modèle conceptuel pour l'île de San Cristóbal. Les conditions climatiques ont été suivies avec la mise en place de stations météorologiques le long du versant au vent de l'île de Santa Cruz. La présence de brouillard pendant 6 mois de l'année représente un apport supplémentaire pour la recharge des aquifères. Cet apport a été quantifié avec une méthode basée sur un modèle d'interception à base physique. L'aquifère de base de l'île de Santa Cruz a été étudié avec la propagation du signal de marée, des essais de pompage, et la cartographie de la fracturation. Ces travaux montrent que les basaltes ''jeunes'' fracturés ont une forte perméabilité. En revanche, les failles n'ont qu'un effet limité sur l'hydrogéologie régionale, car elles sont peu connectées. Les configurations hydrologiques contrastées au sein de l'archipel sont expliquées par un schéma d'évolution. Dans les îles relativement jeunes, telles que Santa Cruz, les basaltes fracturés sont perméables. Ils offrent peu de résistance à l'intrusion saline et l'eau douce est rapidement drainée jusqu'à la mer. Les conditions sont plus favorables dans les îles plus âgées. Les perméabilités plus faibles et l'incision des vallées permettent l'émergence de sources.
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Dates et versions

tel-00747313 , version 1 (31-10-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00747313 , version 1

Citer

Alexandre Pryet. Hydrogéologie des milieux volcaniques insulaires: apports d'une étude intégrée aux îles Galapagos. Hydrologie. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00747313⟩
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