Hydrologie

Les caractéristiques climatiques contrastées du bassin versant, elles-mêmes en relation avec les contrastes existant au niveau des caractéristiques topographiques des différentes zones du bassin versant ont pour conséquence l’apparition d’un large panel de comportements hydrologiques.

1.5.1. Hydrologie de surface

À Tonneins, exutoire du bassin versant retenu, le débit moyen mensuel est de 603m3.s-1 selon un régime hydrologique mixte de type pluvionival (Figure II.6). Le régime à l’exutoire illustre également bien les forts contrastes hydrologiques saisonniers existants sur le bassin versant, avec de forts débits en hiver et au printemps (maximum relevé à Tonneins : 5700m3/s) pouvant mener à d’importante crue, mais également des périodes d’étiages parfois sévères en été (minimum relevé à Tonneins : 37.5m3

/s) Ce régime à l’exutoire cache cependant un fonctionnement beaucoup plus complexe du bassin versant dans son ensemble, tel qu’illustré par la Figure II.7. On y retrouve les mêmes types de répartition géographique qui ont pu être constatés pour le climat. La zone pyrénéenne présente en altitude un régime nival marqué (St Béat) avec une augmentation des débits au cours du printemps et du début de l’été.

Ces régimes passent progressivement de nival à nivo-pluvial en descendant vers la plaine (station de Foix puis de Portet). La zone des coteaux de Gascogne n’étant pas assez en altitude pour stocker de l’eau sous forme de neige, les cours d’eau qui s’y trouvent présentent un régime de type pluvial océanique avec un maximum du débit pendant la période hivernale et une nette baisse dès le printemps comme cela est visible pour la station de Nérac. La zone du Massif Central qui stocke également peu de neige pendant l’hiver présente aussi des débits élevés au cours de l’hiver. À la différence des coteaux de Gascogne, cette région connaît une augmentation du débit dès les mois d’automne, en accord avec la climatologie décrite précédemment (station de Millau et d’Entraygue aval). Cette dynamique hydrologique se retrouve également dans les plaines en aval du Massif Central (Station de Cahors et Villemure).

Figure II.6 : Débits mensuels moyens de la Garonne à Tonneins entre 1913 et 2003 (Données : www.hydro.eaufrance.fr.)

Enfin, le régime hydrologique dans la plaine de la moyenne Garonne est une synthèse de toutes ces influences : régime pluvionival avec une hausse du débit en automne et une période de hautes eaux qui dure pendant l’ensemble de l’hiver et du printemps, mais avec une période d’étiage assez sévère pendant l’été. Cela est visible pour les stations de Lamagistère et de Tonneins (Figure II.7).

Les différences ne résident cependant pas exclusivement au niveau des débits mensuels et des régimes hydrologiques. La variation interannuelle peut également être très différente d'une zone à une autre. La Figure II.8, adaptée de Probst (1983) illustre cela. Elle nous permet de voir la répartition des débits annuels moyens en 6 classes, réparties autour du débit moyen interannuel.

Figure II.8 : Histogramme de répartition des débits moyens annuels pour les cours d'eau du bassin versant de la

Garonne. Adapté de Probst (1983).

Cela permet de mettre en évidence 3 types de variation interannuelle sur le bassin versant. Les cours d’eau de la zone Pyrénées présentant des histogrammes élancés avec des débits moyens annuels qui sont resserrés autour de la moyenne interannuelle, indiquant une relative stabilité du débit annuel. Les rivières en s’écoulant du Massif

Central ont en revanche des histogrammes d’allure moins élancée, avec des débits moyens annuels qui se dispersent autour du débit moyen interannuel. Les rivières qui naissent aux pieds des Pyrénées, dans les coteaux de Gascogne, ont un histogramme aplati, leur régime hydrologique pluvial ayant pour conséquence des débits très variables d’une année sur l’autre.

1.5.2. Hydrogéologie

Si une étude hydrogéologique complète du bassin versant est un exercice trop important à réaliser ici, nous pouvons cependant présenter, de manière simplifiée, le fonctionnement hydrogéologique global du bassin.

La Figure II.9 est une simplification des données du référentiel hydrogéologique français (BDRHF), présentant les grands systèmes aquifères du bassin versant. Le bassin est schématiquement une grande cuvette comprise entre deux massifs montagneux. Il a commencé à se structurer à l’époque de la formation du Massif Central (hercynien ~400-200 Ma), puis s’est restructuré lors de la collision continentale responsable de la formation des Pyrénées (Début tertiaire ~70-40 Ma). Au cours de cette collision, la compression des sédiments anté-collision, principalement marins, du jurassique et crétacé a engendré des plissements assez complexes vers le centre du bassin. À la suite de l’orogénèse, des sédiments tertiaires issus de l’érosion des deux massifs se sont déposés sur les couches sédimentaires déjà en place. Cette rapide histoire géologique nous permet de mieux comprendre la structure des entités hydrogéologiques du bassin versant.

Ainsi, on observe Figure II.9, qu’une grande partie du bassin est couvert par des dépôts sédimentaires dans lesquels aucun grand système aquifère ne peut être mis en évidence. Ce sont les formations sédimentaires tertiaires, principalement molassiques, qui recouvrent des structures géologiques sédimentaires marines plus anciennes pouvant affleurer par endroit. Ces terrains pouvant varier dans leur composition en fonctions des époques de dépôt ne constituent pas des structures aquifères libres importantes malgré l’existence d’un certain nombre d’aquifères libres localisés spatialement.

plaine, des aquifères confinés. Dans cette même plaine, les aquifères alluviaux sont par contre de très bons systèmes aquifères. Directement connectés à la rivière, ils représentent la plus grande réserve aquifère du bassin versant. Non représentés sur la Figure II.9, ils sont également présents, de manière moins importante, autour des cours d’eau de toute la zone molassique des coteaux de Gascogne. À l’aval de la plaine du bassin versant, on voit apparaître les systèmes aquifères sableux de la plaine des Landes.

Figure II.9 : Carte simplifiée des entités hydrogéologiques du bassin versant de la Garonne. (D’après la base de

données du référentiel hydrogéologique français - BDRHF-v1)

Le Massif Central se caractérise par la présence de socles granitiques fissurés et de terrains issus du volcanisme, avec par endroit des résidus d’altération ou des cendres sur plusieurs dizaines de mètres. Les Pyrénées présentent un facies similaire, mais sans traces de volcanisme. Ces zones ne comprennent pas non plus de grands systèmes aquifères, mais de petits aquifères morcelés sédimentaires ou fissurés. Enfin, en bordure du Massif Central, se trouve une zone de plateaux calcaires datant du Jurassique, exondée pendant l’ère tertiaire par des mouvements de faille et comportant des aquifères karstiques (Brunet and Coppolani, 1970).