Effet de la résolution topographique des modèles hydrogéologiques sur l’estimation des débits de base des rivières et des temps de résidence de l’eau souterraine.

La gestion des ressources en eau souterraine necessite souvent l’utilisation des modeles numeriques gouvernant de grands territoires pour evaluer, entre autres, l’impact du changement climatique. La taille importante de ces modeles regionaux necessite generalement un certain lissage de la topographie de la surface terrestre afin d'alleger le traitement numerique. L’objectif de cette etude est donc d’evaluer l’influence de la resolution topographique sur les flux entrants dans les aquiferes (recharge) et ceux emergents aux cours d’eau, ainsi que le temps de residence des eaux souterraines. Un modele hydrogeologique en coupe transversale 2D a ete developpe ou seule la resolution de surface est modifiee entre les simulations realisees en regime permanent et avec le niveau de la nappe fixe a la surface. Les resultats illustrent bien que les flux diminuent significativement avec une resolution topographique decroissante, autrement dit en fonction du lissage de la topographie, tandis que les temps de residence sont plus longs. Seule la partie superficielle de l’aquifere est impactee par le lissage topographique qui entraine une diminution des gradients hydrauliques en surface. Cela implique qu’un modele regional utilisant une resolution trop faible de la surface terrestre devra etre cale avec des conductivites hydrauliques superieures aux valeurs mesurees afin d’obtenir un debit de base simule realiste. Ces resultats donnent une nouvelle perspective a l’effet d’echelle apparent sur les proprietes hydrauliques des aquiferes. Abstract The assessment and management of groundwater resources often require the use of large regional numerical models to assess, for example, the impact of climate change on water supply. Such models typically use large numerical grid cells resulting in smoothed land surface topography. The main objective of our study was to assess the influence of resolution of the land surface topography on groundwater fluxes to rivers (baseflow) and on water residence time in aquifers. For this purpose, a 2D cross-sectional hydrogeological synthetic model was built in which only the surface resolution is modified to evaluate the effect on steady-state groundwater flow and age simulations (for the specific case where groundwater levels are fixed to the topographic surface elevations). Results show that baseflow rate decreases significantly with decreasing land surface resolution due to topographic smoothing. The superficial part of the aquifer is particularly impacted by topographic smoothing, inducing a decrease in hydraulic gradients on the surface. This implies that regional models with poor land surface resolution will need to be calibrated with K values significantly higher than the known field representative values in order to correctly estimate actual baseflow. These results thus add a new perspective on the apparent scale effect on K and on hydraulic properties of the subsurface.