Influence of meteo-marine forcings on groundwater level fluctuations of a coastal multi layer aquifer | Influence des forçages météo-marins sur les fluctuations piézométriques d'un aquifère côtier multicouche

International audience

English. A multi-layered aquifer made up of alluvial formations from the Quaternary, overlying levels of Pliocene sands and clays is located beneath the Roussillon plain (Perpignan, France). Covering an area of 800 km² and up to 300 m thick on land, this aquifer extends several dozen kilometres beneath the Mediterranean Sea. It contains a freshwater resource which, at a greater or lesser distance from the shoreline, is likely to be mixed with seawater. A hydrogeophysical observatory (Dem'Mer) has been set up along the coastline for monitoring the piezometric and physicochemical (conductivity, temperature) behavior of the groundwater flowing through the various permeable levels described within this multi-layer aquifer. The time series of groundwater levels obtained from this observatory for several years have been processed using spectral analysis to explore the seasonal to daily influence of meteomarine forcings (seawater level, tides, storms) on groundwater flows. Complementary, crosscorrelation and coherence analyses have been performed to identify how the different signals are organised over time. This work provides field evidence of the influence of storm waves forces at sea bottom, water level at the shoreline and tide on the piezometric fluctuations in the aquifer nearby the coast. The results obtained constitute constraints that can be incorporated into the modelling work currently underway on this aquifer.

French. Sous la plaine du Roussillon (Perpignan, France) se trouve un aquifère multicouche constitué de formations alluviales du Quaternaire, surmontant des niveaux de sables et d'argiles du Pliocène. D'une superficie de 800 km² et d'une épaisseur pouvant atteindre 300 m à terre, cet aquifère s'étend sur plusieurs dizaines de kilomètres sous la mer Méditerranée. Il contient une ressource en eau douce qui, à une distance plus ou moins grande du rivage, est susceptible de se mélanger à l'eau de mer. Un observatoire hydrogéophysique (Dem'Mer) a été mis en place le long du littoral pour suivre le comportement piézométrique et physico-chimique (conductivité, température) des eaux souterraines circulant dans les différents niveaux perméables décrits au sein de cet aquifère multicouche. Les séries temporelles de niveaux d'eau souterraine obtenues de cet observatoire pendant plusieurs années ont été traitées par analyse spectrale afin d'explorer l'influence saisonnière à journalière des forçages météorologiques (niveau de la mer, marées, tempêtes) sur les flux d'eau souterraine. Des analyses complémentaires de corrélation croisée et de cohérence ont été effectuées pour identifier la manière dont les différents signaux sont organisés dans le temps. Ce travail permet de décrire l'influence des contraintes imposées par les marées, les vagues lors des tempêtes sur les fluctuations piézométriques dans l'aquifère à proximité de la côte. Les résultats obtenus constituent des contraintes qui peuvent être incorporées dans le travail de modélisation actuellement en cours sur cet aquifère.