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Les eaux sou­ter­raines kars­tiques requierent une éva­lua­tion de la géo­lo­gie en 3D. KARSYS est une approche déduc­tive basée sur la géo­lo­gie du site et sur des prin­cipes hydrau­liques gou­ver­nant la kars­ti­fi­ca­tion. Sur un site défi­ni, l’approche se déploie en 4 étapes : (i) iden­ti­fi­ca­tion des pro­prié­tés kars­tiques des aqui­fères, (ii) éta­blis­se­ment d’un modèle géo­lo­gique 3D des uni­tés aqui­fères, (iii) éta­blis­se­ment d’un modèle hydro­géo­lo­gique 3D des aqui­fères par inté­gra­tion des don­nées hydro­lo­giques et (iv) iden­ti­fi­ca­tion et déli­mi­ta­tion des sys­tèmes d’écoulement.
Elle abou­tit :

• à la déli­mi­ta­tion des bas­sins des sources ;
• à l’é­va­lua­tion du volume de la réserve d’eau sou­ter­raine ;
• à une esquisse du che­mi­ne­ment de l’eau sous terre.

Visual­KAR­SYS est un ser­vice en ligne gra­tuit per­met­tant de construire et de visua­li­ser les modèles KARSYS.

Karst­MOD (modèles hydro­lo­giques et hydrau­liques) per­met de simu­ler la dyna­mique des eaux sou­ter­raines de manière quan­ti­ta­tive, et ain­si d’é­va­luer la recharge (infil­tra­tion effi­cace), le sto­ckage, et le débit d’un ou de plu­sieurs exutoire(s) en par­ti­cu­lier.

L’ISSKA applique des méthodes et outils pour l’étude de la vul­né­ra­bi­li­té des eaux sou­ter­raines, la déli­mi­ta­tion des zones de pro­tec­tion et la recherche de sources de pol­lu­tion.

En col­la­bo­ra­tion avec d’autres par­te­naires spé­cia­li­sés, l’ISS­KA offre des solu­tions pour la pros­pec­tion et l’ex­ploi­ta­tion des eaux sou­ter­raines incluant une ana­lyse des débits des sources et la simu­la­tion des écou­le­ments sous dif­fé­rents scé­na­rios (météo­ro­lo­giques, impacts anthro­piques, stra­té­gies d’exploitations).

L’ISSKA pro­pose des démarches spé­ci­fiques pour l’évaluation des dan­gers que repré­sente le karst pour dif­fé­rentes construc­tions et acti­vi­tées.

Génie civil et karst

Lors d’une construc­tion, par­ti­cu­liè­re­ment sou­ter­raine (tun­nels, gale­ries, réser­voirs…) le milieu kars­tique peut repré­sen­ter un pro­blème pour l’ou­vrage (vide impré­vu, eau sous pres­sion en grande quan­ti­té, pré­sence de sédi­ments peu conso­li­dés). Grâce à la méthode Karst ALEA, l’ISSKA peut pré­dire les dan­gers poten­tiels, pro­po­ser des mesures de pro­tec­tion pour les mini­mi­ser et des recom­man­da­tions pour les gérer au cas où un pro­blème inter­vient.

Eoliennes et karst

L’ISSKA déve­loppe des méthodes pour éva­luer et accom­pa­gner l’implantation de mats éoliens en régions kars­tiques. Le but est de mini­mi­ser les dan­gers du karst pour la sta­bi­li­té des infra­struc­tures. Une bro­chure d’in­for­ma­tion sur cette pro­blé­ma­tique a été édi­tée par la SSS.

Infiltrations

En milieu kars­tique urbain, la recom­man­da­tion féde­rale d’in­fil­tra­tion des eaux grises (eaux de toits et de routes) est pro­blé­ma­tique dans la mesure où ces infil­tra­tions tendent à pro­duire des effon­dre­ments. L’ISSKA peut éta­blir des cartes de dan­gers d’ef­fon­dre­ments et des éva­lua­tions à l’é­chelle de la par­celle. En cas d’ef­fon­dre­ment, des recom­man­da­tions ciblées peuvent être déli­vrées.

Au cas où des sites d’in­fil­tra­tion sont rete­nus, l’ISS­KA peut déli­vrer des recom­man­da­tions sur les condi­tions et les débits d’eau infil­trables.

Dangers d’effondrement

Le sous-sol kars­tique ren­ferme de nom­breuses cavi­tées, par­fois recou­vertes par une faible épais­seure de ter­rain. Il n’est donc pas rare que des effon­dre­ments se pro­duisent. L’ISSKA peut éta­blir des cartes de dan­gers d’ef­fon­dre­ments et des éva­lua­tions à l’é­chelle de la par­celle.

Géothermie

Les spé­ci­fi­ci­tés du karst peuvent conduire à un mau­vais dimen­sion­ne­ment de pro­jets géo­ther­miques. En effet, en rai­son de l’im­por­tante cir­cu­la­tion d’air et d’eau, les mas­sifs kars­tiques sont plus froids que les autres types de milieux. Tou­te­fois les sources kars­tiques drainent la cha­leur géo­ther­mique et repré­sentent des res­sources inté­res­santes. L’ISSKA dis­pose d’une exper­tise unique qui per­met d’éva­luer le poten­tiel éner­gé­tique et la stra­té­gie d’ex­ploi­ta­tion géo­ther­mique en région car­bo­na­tée.

L’ISSKA peut éta­blir des cartes de pres­crip­tion pour l’implantation de sondes géo­ther­miques en fonc­tion de cri­tères de vul­né­ra­bi­li­té des eaux sou­ter­raines.

La construc­tion d’ou­vrages et diverses acti­vi­tées humaines (tun­nels, gale­ries, routes, éoliennes, géo­ther­mie, infil­tra­tions d’eaux grises, etc.) peuvent induire des impacts sur le milieu kars­tique. L’ISSKA est spé­cia­li­sé pour les éva­luer et les mini­mi­ser, confor­me­ment à l’Or­don­nance rela­tive à l’é­tude de l’im­pact sur l’en­vi­ron­ne­ment (OEIE).

L’ISSKA a deve­lop­pé une série d’ou­tils et de méthodes pour de telles éva­lua­tions (Visual KARSYS, Karst ALEA et autres).

Impact sur les eaux souterraines

En milieu kars­tique, la qua­si-tota­li­té des eaux de pluie s’in­filtre dans le sous-sol et tran­site en quelques jours à quelques semaines vers les sources qui ali­mentent les rivières. Les amé­na­ge­ments et ouvrages peuvent modi­fier le régime, le che­mi­ne­ment et la qua­li­té des eaux. Ces modi­fi­ca­tions peuvent être cri­tiques pour les cap­tages d’eau potable, les rivières et la faune aqua­tique sou­ter­raine. L’ISSKA peut éva­luer ces impacts et cher­cher des solu­tions pour les mini­mi­ser.

Impact sur la faune souterraine

Le milieu sou­ter­rain abrite une faune spé­ci­fique et variée incluant plu­sieurs espèces endé­miques. Les habi­tats sou­ter­rains sont très stables car peu connec­tés aux varia­tions exté­rieures (cli­mat, urba­ni­sa­tion, etc.). Par contre leurs habi­tants sont très sen­sibles aux chan­ge­ments. L’ISSKA peut éva­luer la faune pré­sente, la sen­si­bi­li­té des habi­tats et les influences poten­tielles ou effec­tives d’un pro­jet d’a­me­na­ge­ment ou de construc­tion.

Impact sur le climat souterrain

La tem­pé­ra­ture sous terre est presque constante et l’air y est humide (>98%) toute l’an­née. Toute per­tur­ba­tion de ces condi­tions cli­ma­tiques aura un impact sur la grotte, la faune et les éven­tuels objets archéo­lo­giques qui s’y trouvent. L’at­mo­sphère sou­ter­raine est sou­vent enri­chie en CO₂ et en radon, ce qui peut poser des pro­blèmes en cas de pré­sence pro­lon­gée (p.ex. fouilles archéo­lo­giques, visites tou­ris­tiques). L’ISSKA connaît et mesure les carac­té­ris­tiques du cli­mat sou­ter­rain et peut ain­si éva­luer l’im­pact d’un pro­jet d’a­me­na­ge­ment ou de construc­tion.

Impact sur le paysage karstique

Le pay­sage kars­tique repré­sente un patri­moine recon­nu par­tout à tra­vers le monde (18 sites ins­crits au patri­moine mon­dial de l’U­NES­CO et de nom­breux sites ins­crits à l’in­ven­taire féde­ral des pay­sages). En Suisse, dolines, lapiés et grottes ne sont sou­vent pas inven­to­riés expli­ci­te­ment bien qu’ils fassent par­tie des objets par­ti­cu­liers du patri­moine natu­rel. L’ISSKA peut iden­ti­fier ces objets, les éva­luer et cher­cher des solu­tions pour mini­mi­ser les impacts poten­tiels.

La méthode Karst ALEA a été déve­lop­pée spé­ci­fi­que­ment pour éva­luer les pro­blèmes que le milieu kars­tique pose lors de la construc­tion d’un ouvrage ain­si que les impacts du pro­jet sur l’en­vi­ron­ne­ment. Elle per­met de pré­dire la posi­tion et les carac­té­ris­tiques des cavi­tés kars­tiques dans un mas­sif cal­caire. 

Elle sert aus­si de base à l’é­ta­blis­se­ment de cartes de dan­gers d’ef­fon­dre­ments.

Lien vers méthodes appli­quées Karst ALEA