SMALL AQUIFERS IN CRYSTALLINE SEMI-ARID AREAS. FUNCTIONING AND WATER MANAGEMENT. CASE STUDY IN BRAZILIAN NORTHEAST. | LES PETITS AQUIFERES ALLUVIAUX DANS LES ZONES CRISTALLINES SEMI-ARIDES: FONCTIONNEMENT ET STRATEGIES DE GESTION.<br />Etude de cas dans le Nordeste brésilien.

Thèse en co-tutelle Université Montpellier 2 - Universidade Federal do Ceará (Brasil)

English. In crystalline semi-arid areas, small alluvial aquifers are important hydrological resources for rural population. But the dynamics of these restricted resources remains highly influenced by anthropogenic actions. Sustainability of their availability lies on the development of water management strategies well-adapted to the physical and socioeconomic local constraints. In crystalline areas of semi-arid Brazilian north-east, the exploitation of alluvial aquifers for irrigation and domestic supply by rural communities has been developed over the last 10 years. This study has been carried out based on two approaches 1) a physical one, to characterize and suggest a hydrological and salt-mass functioning model of these poorly studied resources and 2) a socio-economical one, to characterize users and strategies and water resources use and management. The study is based on six-year data (physical and socioeconomic issues) and on the construction of monthly time-step hydrological and mass balance models that allowed to quantify the terms of alluvial aquifer balances and to discuss interactions with other water resources (hard-rock basement aquifer, reservoirs). Hydrological functioning hypotheses have been also tested with a spatial physical-based model. Models were used to simulate hydrological and salinity responses of the alluvial aquifer under different water management scenarios. Several possible prospective scenarios of water management have been built based on the main internal (physical and anthropogenic) and external (public policy) constraints. The impact of these scenarios on the short- and long-run water availability (quantity and quality) has been simulated. It underlined the importance of integrated management of up- and downstream water resources. Finally, a regional, remote-sensing based method to map alluvial aquifer has been developed and tested. It was used to estimate the mean annual water volume available in large watershed.

French. Dans les zones cristallines semi-arides, les petits aquifères alluviaux sont des ressources hydrogéologiques limitées, mais importantes pour les populations rurales. La durabilité de leur disponibilité repose sur le développement de stratégies de gestion adaptées aux contraintes physiques mais aussi socioéconomiques locales. Sur un bassin versant situé dans la zone cristalline du Nordeste brésilien semi-aride, où l'utilisation des nappes alluviales s'est développée rapidement depuis 10 ans, a été mise en œuvre une double approche 1) physique afin de caractériser et proposer un modèle de fonctionnement hydrosalin de ces ressources traditionnellement peu étudiées, 2) socioéconomique pour caractériser les groupes d'usagers et les stratégies locales d'utilisation et de gestion des ressources en eau. L'étude s'appuie sur 6 ans de données (suivis et études de caractérisation des milieux physique et anthropique) et sur la construction de modèles de bilans hydrologiques et de masse au pas de temps mensuel qui ont permis de quantifier les termes des bilans de la nappe alluviale et de discuter les interactions avec les autres ressources en eau (aquifère de socle, retenues). Les hypothèses de fonctionnement hydrologique ont été testées avec un modèle spatialisé à base physique. Des scénarios d'évolution de l'exploitation des ressources ont été construits en tenant compte des principales contraintes internes (physiques et anthropiques) et externes (politiques publiques). L'impact de ces scénarios sur la disponibilité en eau (en termes de qualité et quantité) a été simulé à plus ou moins long terme ce qui a permis de montrer qu'une gestion intégrée amont/aval des ressources est bénéfique pour l'ensemble des usagers. Enfin, une méthode régionale de cartographie des petits aquifères alluviaux basée sur la télédétection est développée et permet d'évaluer le volume d'eau potentiellement exploitable sur un grand bassin versant.