Résumé
Nous présentons ici une étude pétrologique, pétrophysique et hydrogéologique intégrée de la zone critique (ZC) développée dans le socle granitique hercynien du bassin versant du Strengbach (Massif des Vosges, France), afin de caractériser son architecture profonde et ses niveaux de circulation d’eau. Dans ce but, six forages (50–120 m de profondeur), dont trois carottés, et trois piézomètres (10–15 m de profondeur) ont été réalisés, afin de définir l’extension verticale et la variabilité latérale des principaux horizons de la ZC.Le bassin versant du Strengbach est composé d’un horizon de sol d’extension verticale limitée (0,8–1,2 m), d’un niveau de saprolite mobile, et d’une roche mère en place fracturée. Cette dernière se subdivise en un horizon de « saprock » de quelques mètres d’épaisseur, défini par des fractures ouvertes subhorizontales, et un horizon plus profond de roche mère fracturée par des fractures à fort pendage (50 °). Dans le versant orienté au nord, l’extension verticale de l’horizon de saprolite mobile passe de 1–2 m au sommet du versant à 9 m en aval, au voisinage du vallon. En revanche, le versant orienté au sud et plus à l’est présente un horizon de saprolite mobile d’extension verticale limitée (2–3 m d’épaisseur). Une telle différence est probablement liée à l’existence d’un point d’inflexion dans le lit de la rivière (« Knickpoint »), séparant une zone aval marquée par une érosion actuellement active d’une zone amont, moins sujette à l’érosion, comprenant des reliefs préservés formés il y a environ 20 ka.Le schéma de circulation d’eau dans le bassin versant du Strengbach implique deux systèmes différents de circulation : une circulation dans l’aquifère de surface, constitué de l’horizon de saprolite mobile et du niveau de « saprock », et une circulation plus profonde dans la roche mère fracturée. La circulation d’eau dans la roche mère fracturée est contrôlée par des fractures d’orientations régionales, liées à la tectonique tertiaire du massif des Vosges et du fossé rhénan, ayant réactivé en partie au moins des fractures hercyniennes. Aucune des trois carottes n’a atteint le substrat rocheux non altéré. Ces résultats obtenus sur le bassin versant du Strengbach démontrent l’importance d’intégrer l’histoire géologique du bassin versant, qu’il s’agisse de l’évolution géologique long-terme de son substratum ou des processus d’érosion Quaternaire qui l’ont affecté, pour mieux comprendre et modéliser le fonctionnement hydrologique de la ZC à l’échelle du bassin versant.