Essai de caractérisation isotopique (δ18O et δ2H) du signal metéorique actuel à partir des lacs et réservoirs : application au quart sud-ouest de la France

Attempt of isotopic characterisation (δ18O and δ2H) of present rainwater signature using lakes and reservoirs: application to south-western France

Résumé

Cet article présente une méthodologie pour caractériser le signal isotopique actuel des précipitations en utilisant les lacs comme pluviomètres intégrateurs. Cette approche a été mise en œuvre à l’échelle du quart sud-ouest de la France, elle est basée sur un échantillonnage de 15 lacs et 5 suivis pluviométriques pluriannuels servant de référence et de validation de la méthode. Les échantillons ayant subi un fractionnement isotopique lié à l’évaporation ont été corrigés en se basant sur la comparaison entre un lac et un pluviomètre basé à proximité l’un de l’autre dans la zone d’étude, ainsi que sur un autre couple (lac et suivi pluviométrique) situé en région Centre. Les 20 points répartis de façon homogène à l’échelle de l’étude ont été interpolés par krigeage de manière à obtenir des cartes d’isovaleurs en δ18O et δ2H. Les cartes ainsi obtenues permettent de connaître avec une relative précision les caractéristiques isotopiques de la recharge des aquifères. En l’absence de suivis pluviométriques suffisamment denses sur une région, l’utilisation des lacs comme intégrateurs pluviométriques naturels peut permettre un accès à l'information relativement fiable et précis, et ce de façon facile, rapide et peu coûteuse.

Abstract

This paper presents a methodology for the characterisation of the present isotopic signature of rainwater using lakes as integrator rain collectors. The approach was deployed at the scale of the SW quarter of France and was based on the sampling of 15 lakes and 5 monitoring programs for rainwater over several years. The aim of the study was to use these sampling data to validate the method. Samples showing an isotopic fractionation due to the evaporation were corrected using the comparison between water originating from a lake and a rain gauge situated a few km apart. Another set of lake and rain gauge data originating from the Centre region of France was also used. The 20 data, well spread over the studied area, were interpolated by kriging to obtain δ18O and δ 2H contents contour maps. These maps reflect the current signal of rainfall over the SW part of France and can be used for hydrogeological investigations and sustainable water management in the region covered. It is concluded that lakes have the potential to be used as integrator rainfall collectors in regions with an insufficient rain monitoring network. This provides a robust, rapid and cost-effective alternative to standard approaches.