Characterizing 3D geomorphology of a karst network using Karstnet : application to the Verneau system ( French Jura )
Caractérisation géomorphologique 3D d'un réseau karstique avec Karstnet : application au système du Verneau (Jura français)
Résumé
This work proposes to analyze the links between geomorphology and hydrogeology of karst networks on the basis of 3D data. The study site is the underground karst network of Verneau (French Jura), which has the particularity of being almost completely penetrable and topographically recognized. The study of the local geological context and the karstogenetic indices allowed us to propose different compartmentalizations: synclines and passage zones, fossil and active conduits, main collector and tributaries. A quantitative analysis of the network geometry in each compartment was then performed using the open-source software Karstnet. It shows that these compartmentalizations result in significantly different geometrical (conduit orientation) and topological (network organization) characteristics. There is thus a morphological compartmentalization within the Verneau network that has evolved over time. A study of water level variations at different points of the network showed that there is a spatial variability of the hydrological response, consistent with the morphological compartmentalization identified in this study. Our results allow us to propose a first conceptual scheme of the Verneau.
Ce travail propose d’analyser les liens entre géomorphologie et hydrogéologie des réseaux karstiques sur la base de données en 3D. Le site d’étude est le réseau karstique souterrain du Verneau (Jura français), qui a la particularité d’être quasi-intégralement pénétrable et reconnu topographiquement. L’étude du contexte géologique local et des indices karstogénétiques nous a permis d’en proposer différentes compartimentations : synclinaux et zones de passage, conduits fossiles et conduits actifs, collecteur principal et affluents. Une analyse quantitative de la géométrie du réseau dans chaque compartiment a alors été réalisée à l’aide du logiciel open-source Karstnet. Elle permet de démontrer que ces compartimentations se traduisent par des caractéristiques géométriques (orientation des conduits) et topologiques (organisation du réseau) significativement différentes. Il existe donc une compartimentation morphologique au sein du réseau du Verneau qui a évolué avec le temps. Une étude des variations des niveaux d’eau en différents points du réseau a montré qu’il existe une variabilité spatiale de la réponse hydrologique, cohérente avec la compartimentation morphologique identifiée dans cette étude. Nos résultats permettent de proposer un premier schéma conceptuel du Verneau.