Etude de l’interface Karst/milieu sédimentaire sous climats tempéré et méditerranéen

Abstract

Les échanges de matière organique (vivante ou non) entre un système karstique et l’extérieur dépendent de nombreux facteurs, tant mésologiques que biologiques. Une étude particulière a été réalisée dans trois systèmes karstiques différents : deux dans le Jura français, sous climat tempéré et un dans les Béni-Snassen au Maroc oriental, sous climat méditerranéen chaud. Dans le premier site, celui de Verna, la sortie de l’eau du karst se fait au niveau de base du massif. C’est ainsi que la plaine alluviale adjacente est essentiellement alimentée par de l’eau karstique. Dans les deux autres, le Pissoir en France et la grotte du Chameau au Maroc, la sortie d’eau se fait au niveau de trop plein où elle peut se mélanger à de l’eau superficielle ; l’eau karstique s’écoule latéralement, par plusieurs émergences, dans un thalweg préexistant. L’étude a porté sur l’évolution des paramètres physico-chimiques, sur les matières organiques particulaires et leur incorporation dans les réseaux trophiques souterrains, ainsi que sur l’évolution de la structure des peuplements aquatiques souterrains en fonction du temps, des sites, de la profondeur et des arrivées d’eaux karstique, souterraine et superficielle. D’une façon générale, la qualité de l’eau souterraine interstitielle dépend plus des arrivées d’eau karstiques que de l’eau superficielle. Mais le suivi de son chimisme et de sa thermique permet de cerner son origine aux différents points d’observation. A Verna, la plaine alluviale adjacente est directement alimentée par l’eau karstique dont les propriétés physico-chimiques changent au cours se son transit dans les alluvions extérieures. En revanche, aux sites du Pissoir et du Chameau, il existe, de l’mont vers l’aval, des mélanges entre eaux karstiques (apports latéraux) et eaux du ruissellement (ruisseau superficiel). Au niveau du site marocain, nous avons mesuré sept paramètres physico-chimiques pendant un cycle hydrologique, dans neuf stations représentatives des relations entre l’eau souterraine karstique ou interstitielle et l’eau superficielle de l’oued Zeghzel. La variabilité dans le temps est marquée pour la température et le magnésium. Elle l’est beaucoup moins pour les autres paramètres. La variabilité inter-site est plus ou moins marquée selon que les points de prélèvements sont en relation directe ou non avec les arrivées d’eau karstique. Comparés aux résultats obtenus en France dans les mêmes conditions expérimentales, les résultats obtenus au Maroc montrent des similitudes en ce qui concerne l’alcalinité, le pH et le calcium, mais des différences dans la conductivité, la température et le magnésium. Ainsi la conductivité est plus importante dans l’eau marocaine que dans l’eau française. A noter que le pH de l’eau superficielle de l’oued présente des valeurs plus élevées que celui des cours d’eau français étudiés. La température et son amplitude sont plus importantes pour les eaux marocaines que pour les françaises. La répartition spatio-temporelle de la matière organique particulaire dans les sédiments, dépend essentiellement de la profondeur. Dans une moindre mesure, elle dépend également de la position des stations le long du cours d’eau, de la saison et du débit. La dégradation de la matière organique dans deux secteurs de l’Oued Zeghzel, et comparée à celle des feuilles simplement déposées sur le fond par Chergui et Patte (1991). Nous avons constaté que : - Contrairement à ce qui a été observé en milieu superficiel, les feuilles disparaissent, lorsqu’elles sont disposées à 20 cm de profondeur, de la même manière dans les deux secteurs de l’Oued Zeghzel, - Dans le secteur amont, la dégradation des feuilles est plus rapide en milieu superficiel qu’en milieu interstitiel, - La colonisation du sédiment des substrats artificiels par les invertébrés, se fait indépendamment de la présence ou non du matériel foliaire. Au site de Verna, la richesse taxonomique se révèle faible et stable, en particulier à l’intérieur de la grotte. L’homogénéité de la structure du peuplement repose sur la présence d’organismes essentiellement hypogés (Niphargus et Proasellus)à l’intérieur de la grotte et sur celle d’un peuplement épigé (Gammarus, Oligochètes) au niveau du ruisseau extérieur. En revanche, la faune du Pissoir est beaucoup plus variée. L’exutoire marocain possède une faune variée à grande dominante épigée. L’étude saisonnière montre une relative homogénéité qualitative de la faune aquatique. Cette homogénéité est toutefois perturbée par les variations du cycle hydrologique. En période de basses eaux, les peuplements aquatiques souterrains sont réduits, en période de hautes eaux la faune est plus nombreuse. Ces résultats sont similaires à ceux du Pissoir en France. Le suivi inter-stations au Maroc montre également une certaine homogénéité de la structure des peuplements, qu’il s’agisse des stations alimentées uniquement par l’eau karstique, de celles alimentées essentiellement par l’eau superficielle, ou de celles alimentées par les deux types d’eaux. La structure des peuplements aquatiques souterrains en fonction de la profondeur, montre un net gradient vertical qui oppose les deux premières profondeurs (10 et 20 cm, à densité faunistique élevée) aux deux dernières (40 et 50 cm, à densité faunistique faible), la strate-30 cm présentant un aspect intermédiaire. Par contre, au niveau de la Verna, les unités taxonomiques les plus représentatives ont des répartitions verticales particulières : Niphargus se trouve dans toutes les strates des substrats artificiels, mais avec une tendance à l’augmentation d’effectifs en profondeur. Proasellus colonise moins volontiers les paniers les plus profonds, alors que Gammarus se trouve pratiquement à tous les niveaux. Par contre au Pissoir, Niphargus est plus abondant dans les premiers centimètres de substrats artificiels (-10 et -20cm).