Modélisation hydrologique 3D d’un petit bassin versant en zone de socle sous climat soudanien (Benin)

Titre : Modélisation hydrologique 3D d’un petit bassin versant en zone de socle sous climat soudanien (Benin)

Laboratoire de rattachement : LTHE

Encadrant : Jean-Martial Cohard

Téléphone : 0476514564

Mots clés : Afrique, ressource en eau, nappe, évapotranspiration, transfert souterrain

Contexte et objectifs de la mission de stage (max 2000 caractères tout compris) :

En zone soudanienne, une grande partie des sous-sols est constituée de socle, surmonté de couches d’altération argileuse ou de cuirasse. La complexité des processus d’altération des substrats géologiques a créé au cours des millénaires des zones au sous-sol très hétérogènes où se côtoient des affleurements rocheux de différents types (gneiss, schiste, granite...) souvent fracturés et des bas-fonds argileux. La ressource en eau disponible dans les aquifères de socle est très variable et souvent peu exploitable : moins de 30 % des forages sont productifs au Nord du Bénin bien que la pluviométrie soit plus généreuse (1200 mm/an) qu’au Sahel (600 mm/an).
Afin de mieux comprendre les processus hydrologique dans ce contexte, une approche novatrice de modélisation hydrologique 3D à base physique (Parflow-CLM) est mise en œuvre pour simuler l’infiltration, l’évapotranspiration, la recharge et le drainage des aquifères. Le modèle est appliqué au bassin versant d’Ara (bassin instrumenté de 14 km² sur le site de la haute vallée de l’Ouémé du SO AMMA-Catch au Bénin). De nombreuses données de caractérisation des différents horizons de sols sont disponibles à différentes échelles (1m – 100m). D’autre part des coupes électriques ont été réalisées pour renseigner les géométries souterraines. Cet ensemble de données permet de mener des études pour identifier les processus prépondérants à différentes échelles d’espace et de temps.
Le candidat pourra mettre en œuvre le modèle à l’échelle de la parcelle pour caractériser l’impact des hétérogénéités de fines échelles sur les transferts verticaux, et identifier les caractéristiques hydrodynamiques moyennes à prescrire aux échelles supérieures. Des simulations du bassin versant pourront alors être réalisées avec ces paramètres. Les simulations seront évaluées par confrontation avec des données de débits, d’évapotranspiration et de hauteurs de nappe disponibles, distribuées sur le bassin versant.

Prérequis : Hydrologie générale,