A mathematical model is applied to the Aoste Valley (Italy), which is a good example of the hydrological workings of alluvial rock basin aquifers in mountainous regions. The course of the Dorea Baltea follows the valley, which between the altitudes of 500 and 600 m is dominated by summits reaching more than 3000 m. The lacustrine- and fluviatile-type sedimentary deposits are accompanied by several alluvial cones that, due to their varying nature, confer very diverse hydrodynamic characteristics to the land. In this particular context, the source and drainage of the Dorea control the hydrodynamics of the aquifers and influence the spatial dispersion of the physicochemical properties of the groundwater. The model also led to quantify and determine the zones and types of exchanges with the river. Simulation of lowering the water table in the river showed the variable sensitivity of the water table piezometry with various spatial impacts. Finally, the stream–aquifer impact is highlighted by the spatial evolution of the sulphate contents coming from deep lateral sources. Taking into account the stream–aquifer exchanges in an underground-flow mathematical model gives a better understanding of the workings of the valley aquifers and thus their management, especially for the development of watercourses in mountainous regions.[Journal translation]

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Présenté par Ghislain de Marsily RésuméLa présence de plusieurs sources à teneur élevée en chlorures, appauvries en isotopes stables, sans tritium et avec une faible activité en carbone 14 est bien connue dans les Alpes franco-italiennes. L'origine des anomalies chimiques a toujours été au centre des discussions scientifiques. Les études réalisées récemment en vue de la définition du tunnel transalpin de l'axe ferroviaire Lyon-Turin ont mis en évidence la présence de couches évaporitiques qui pourraient expliquer les faciès chlorurés sodiques des eaux thermales circumalpines.

L'analyse de l'origine et de la dynamique des écoulements souterrains dans l'aquifère du milieu alluvial de la plaine d'Aoste (Italie) a été menée en étudiant les teneurs isotopiques (18O et 3H) des eaux sur l'ensemble du système hydrologique. La démarche a consisté en un suivi isotopique des précipitations pluvio-neigeuses, des sources de versants, du réseau de surface et de l'aquifère alluvial, complété par des analyses ponctuelles concernant l'horizon superficiel des glaciers et les sous-écoulements glaciaires. Le signal d'entrée en 18O porté par les précipitations présente une grande variabilité liée au contexte orographique (effet d'écran) et climatique (pluie ou neige). Celle-ci est mise en évidence par les changements saisonniers du gradient 18O/altitude. En moyenne annuelle (1994), ce gradient établi en Vallée d'Aoste à partir de mesures sur les précipitations récoltées entre 300 et 3500 m d'altitude (sur huit stations) est de - 0.18 ± 0.02 ‰ pour 100 m, avec un écart-type (s) des valeurs de ± 4,8 ‰. L'ensemble des résultats en 18O montre au cours du cycle hydrologique, un amortissement à la fois important et progressif du signal d'entrée fourni par les précipitations. Cet amortissement, de l'ordre de 30 fois dans l'aquifère alluvial (sigma=± 0.15 ‰), est particulièrement sensible au niveau de la glace et des sous-écoulements glaciaires. En ce qui concerne les résultats en 3H, les teneurs mesurées dans les précipitations se révèlent être étroitement liées avec l'origine et la trajectoire des masses d'air humide. Par ailleurs, on note une bonne concordance entre les temps de séjour des eaux dans l'aquifère alluvial calculés à partir des valeurs en 18O et ceux fournis par le 3H.The hydrogeological study of the alluvial aquifer of the Aosta plain (Italy) is chosen as one of the most appropriate examples representative of the Italian-French-Swiss Alps. This study has been carried out using two environmental isotopes (18O and 3H) for groundwater samples taken from this aquifer in order to shed light on the origin of water and the hydrodynamic characteristics of the aquifer.The surface area of this aquifer is 70 km_ and mean elevation ranges between 400 and 700 m (asl). This surface area constitutes a part of the watershed area that amounts 2400 km_ with a mean elevation of 2200 m (asl). The watershed possesses several mountain peaks, Mt. Blanc, Mt. Cervin, Mt. Grand Paradis, the elevation of which rise to over 4000 m.The input signal, quantitative and qualitative as well, provided by the precipitation shows a wide variability linked to both orographic (screen effect) and climatic (rain or snow) influences. This variability is marked by differences in the 18O/altitude gradient, which is seasonally dependent. A unique and linear relation is observed during spring and summer ; in autumn and winter results show an important gradient up to 2000 m but a less important one for higher altitudes.The mean annual (1994) gradient of - 0.18 ± 0.02 ‰ for 100 m is determined in Aosta valley for altitudes between 300 and 3500...

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