Faculté de l'environnement naturel, architectural et construit ENAC, Département de génie civil, Institut des infrastructures, des ressources et de l'environnement ICARE (Laboratoire de géologie de l'ingénieur et de l'environnement GEOLEP)

Fonctionnement et gestion des aquifères alluviaux de haute altitude : cas de la Haute-Sarine (Alpes suisses)

Vaudan, Julien ; Parriaux, Aurèle (Dir.)

Thèse sciences Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 2000 ; no 2244.

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    Summary
    The Haute Sarine alpine valley is located at an average altitude of approximately 1'000 to 1'200 masl. It was formed in its southern part up to the area of Gstaad to the favour of a typical North-South tectonic fault according to the main structures of the Préalpes, then followed normal fault striking East-West to end up on the rock bolt of the Vanel hill. The late and postglacial period was marked by the deposition of glaciolacustrines, glaciofluviatile and flurecent fluviatile sediments which have filled the ice free valley bottom probably starting from a period older than the Bölling-Alleröd interstadial. The depth of this overdeepening varies between 20 and more than 50 m of depth. Drillings which we carried out could document series of typical glaciolacustrine sediments. The implementation of several geophysical survey methods (resistivity, seismic refraction and reflexion, well logs and pumping tests) enabled us to analyse several sources of information which we confronted between them in order to produce a 3D model of the quaternary deposits and their hydrological properties. Most of these sediments are relatively quite permeable and build a free groundwater reservoir that we subdivided into 3 parts. The basin of Gsteig in the south is closed, the valley having been blocked by a massive landslide that probably occurred in several successive stages starting at the first climate improvements. The second part, the basin of Feutersoey has not been retained as a potential important hydrogeologic resource based on our preliminary investigations. The last basin, that of Gstaad-Saanen is the largest and thickest. It is also in this basin that most of the tourist and industrial activities of the area are concentrated. The observation network was established in order to characterize the groundwater flows enabling us at the same time to carry out piezometric measurements and chemical as well as and bacteriological analyses. We also carried out a δ18O isotope analysis campaign. The whole of these approaches highlighted the particular characteristics of the groundwater recharge. The groundwater system is mainly fed by the Sarine and the precipitations infiltration. We also located an underground karstic feeding of evaporitic type. We finally propose a groundwater management and protection concept adapted to the particular situation of the Sarine alluvial mountain aquifer system on both quantitative and qualitative aspects. The high altitude alpine groundwater catchment areas such as the Haute Sarine represent as a whole a quality resource, with high potentials yet to be defined on a larger scale, for example by applying numerical modeling and by organizing and maintaining long term observation networks that will enable us to define a sustainable groundwater resource management within the alpine area.
    Résumé
    La vallée alpine de la haute Sarine se situe à une altitude moyenne d'environ 1'000 à 1'200 msm. Elle s'est formée dans sa partie sud et jusqu'à la hauteur de Gstaad à la faveur d'un accident tectonique nord-sud typique des structures dominantes des Préalpes, puis a suivi un plan de chevauchement d'azimut est-ouest pour terminer sur le verrou rocheux de la colline du Vanel. La période tardi- et postglaciaire a été marquée par la déposition de sédiments glaciolacustres, fluvioglaciaires et enfin fluviatiles qui ont rempli l'auge laissée libre par le glaciers probablement depuis une période encore antérieure à l'interstade Bölling-Alleröd. La profondeur de ce surcreusement varie entre 20 et plus de 50 m de profondeur. Les forages que nous avons réalisés ont pu documenter des séries de sédiments glaciolacustres typiques. La mise en oeuvre de plusieurs méthodes d'investigations géophysiques (résistivité, sismique réfraction et réflexion, diagraphies et essais de pompage) nous a permis d'exploiter plusieurs sources d'informations que nous avons confrontées entre elles afin de réaliser un modèle en 3 dimensions du remplissage quaternaires et de ses propriétés hydrogéologiques. Ces sédiments pour la plupart relativement bien perméables renferment une nappe phréatique libre que nous avons subdivisée en 3 parties. Le bassin de Gsteig au sud est fermé, la vallée ayant été obstruée par un glissement d'une très grande ampleur qui s'est probablement déclenché en plusieurs étapes successives dès les premières améliorations sensibles du climat. La seconde partie, le bassin de Feutersoey n'a d'emblée pas été retenue comme cible hydrogéologique favorable selon nos investigations préliminaires. Le dernier bassin, celui de Gstaad-Saanen est le plus grand et le plus épais. C'est également dans ce bassin que se concentrent la plus grande partie des activités touristiques et industrielles de la région. Le réseau d'observation implanté afin de caractériser les écoulements souterrains nous a permis à la fois de procéder à des mesures piézométriques et à des prélèvements pour analyses chimiques et bactériologiques. Nous avons également effectué une campagne d'analyses du traceur environnemental δ18O. L'ensemble de ces analyses a mis en évidence les caractéristiques particulières de l'alimentation de la nappe. La nappe est alimentée de manière préférentielle par l'infiltration de la Sarine ainsi que celle des précipitations. Nous avons également repéré une alimentation karstique de type évaporitique souterraine. Nous proposons enfin un concept de gestion et de protection des eaux souterraines adapté à la situation particulière de la plaine alluviale de montagne de la haute Sarine, autant du point de vue quantitatif que du point de vue qualitatif. Les aquifères alpins d'altitude comme celui de la haute Sarine représentent dans l'ensemble une ressource en eau souterraine de qualité encore très peu exploitée dont les potentiels sont grands, mais encore à définir à plus grande échelle en appliquant par exemple des méthodes de simulations numériques des écoulements et en créant des réseaux d'observation à long terme qui permettrons de les intégrer dans une politique de développement durable des ressources en eaux souterraines dans le contexte alpin.