Traçage hydrogéochimique des écoulements en milieu karstique : fluorescence de la matière organique naturelle et éléments traces. Application au système karstique de Fontaine de Vaucluse et à sa zone non saturée.

La ressource en eau est un enjeu majeur du fait de sa grande vulnérabilité face aux changements globaux (changement climatique, augmentation démographique, évolution des modes de vie). Les eaux souterraines des aquifères karstiques constituent une ressource importante pour l’alimentation en eau potable, alimentant près de 9,2 % de la population mondiale et près de 13% du volume total d’eau souterraine pompée (Stevanović, 2019). Cependant, la compréhension du fonctionnement de ces aquifères est limitée du fait de leur forte hétérogénéité. L’étude de ces aquifères repose ainsi largement sur des approches de traçage hydrogéochimique permettant de lisser ces hétérogénéités à l’échelle du système étudié.Ces travaux de thèse visent à améliorer l’utilisation d’un traceur spécifique, la fluorescence de la matière organique naturelle, et développer les éléments en trace comme des indicateurs des chemins empruntés par l’eau au sein de différentes formations carbonatées. Les prélèvements et analyses réalisés à un pas de temps bi-mensuel de juin 2020 à octobre 2021 constituent un jeu de données conséquent et inédit quantifiant fluorescence naturelle, géochimie des éléments majeurs et en trace, carbone organique total, de 16 sources et écoulements souterrains de l’aquifère de Fontaine de Vaucluse, ainsi que la géochimie de 107 échantillons de roches représentatifs des différents types de formations carbonatées de ce système karstique.Ces résultats ont permis (i) d’établir une critique méthodologique de l’usage actuel des indices de fluorescence et de proposer des pistes d’évolution techniques et conceptuelles, (ii) de reconstruire la relation qualitative entre temps de transit et fluorescence naturelle, (iii) de mettre en évidence le potentiel des éléments en trace comme traceur naturel des types de calcaires traversés par l’eau.