Caractéristiques

Caractéristiques géologiques

Le bassin est constitué de trois unités géologiques : un granite à cordiérite (faciès principal), un microgranite à aplite et un gneiss à silimanite. La roche principale, le granite du Brézouard d’âge 330 Ma (Bonhomme, 1969 ; Schulmann et al., 2002) présente un caractère acide prononcé et a été plus ou moins hydrothermalisée dans sa phase tardi magmatique (El Gh’Mari, 1995 ; Fichter, 1997). C’est un granite à grains grossiers de couleur clair (gris-beige à gris-rose). Il a un caractère sodique très prononcé et est très pauvre en calcium. Il s’agit d’un leucogranite à deux micas, riche en quartz, muscovite, K-feldpsath et albite.
Sur la partie Ouest du bassin, ce granite a subi des intrusions par des veines aplitiques (filons de microgranite à biotite et muscovite, de texture massive finement grenue).
Sur le versant exposé Sud, l’altération hydrothermale a été plus intense. La porosité relativement forte du granite varie de 2% à 10% selon l’influence des phases hydrothermales.

Le faciès du granite du Brézouard est intermédiaire entre celui du granite du Bilstein au Sud et celui du granite de Thannenkirch au Nord. Ils forment ensemble le Bilstein, Brézouard and Thannenkirch granite complexes (BBTC). Le gneiss à silimanite (riche en biotite et chlorite) est uniquement localisé sur la crête Nord du bassin versant et représente un faciès de bordure de granite qui est mylonitisé.

Caractéristiques climatologiques

Le climat du bassin est de type océanique montagnard et l’essentiel des précipitations est apporté par des dépressions atlantiques. Des situations de retour d’Est peuvent survenir en hiver et au printemps. La lame d’eau moyenne précipitée est de 1380 mm/an (Strohmenger et al., 2022). La neige couvre le bassin entre deux et quatre mois par an et représente 20% des précipitations annuelles. La température moyenne annuelle est de 6°C, la température moyenne mensuelle varie de –1.5°C en janvier à 13,9°C en août.

Caractéristiques pédologiques

Sur le bassin versant du Strengbach, les sols appartiennent une série allant des sols bruns acides aux sols ocres podzoliques. Le versant Sud présente une dominance de sols bruns acides, le versant Nord des sols podzoliques. On note une acidification des sols liée d’une part à une acidification naturelle (processus de podzolisation), d’autre part à l’introduction de dépôts atmosphériques acides.

Caractéristiques hydrologiques

Les précipitations moyennes annuelles sont de 1380 mm avec des précipitations moyennes mensuelles variant de 86 mm en avril à 143 mm en décembre (période 1988-2018). Les débits à l’exutoire sont variables (de 2 l/s à plus de 500 l/s) et la lame d’eau annuelle écoulée par le ruisseau à l’exutoire du bassin est en moyenne de 725 mm/an avec des valeurs annuelles variant de 455 à 1068 mm (période 1988-2018).

Ces fortes hétérogénéités montrent l’importance des variations dans les cycles hydrologiques. Il est donc primordial de travailler sur le long terme si l’on veut avoir des valeurs représentatives et moyennes.
Les données sur plusieurs décennies sont également essentielles pour comprendre comment des perturbations anthropiques ou naturelles (pluies acides, pollutions, réchauffement, stress hydrique…) vont modifier l’ensemble des processus chimiques, physiques et biologiques coexistants sur le bassin versant.

La forêt représente environ 90% de la surface du bassin versant. Le couvert végétal est continu et homogène, dominé par les conifères : 80% de résineux, principalement de l’épicéa et 20% de feuillus, principalement du hêtre. Certaines parcelles peuvent être particulièrement denses allant jusqu’à plus de 2000 tiges/ha. La forêt présente des symptômes de dépérissement observés depuis les années 80, se traduisant par un jaunissement des aiguilles visible sur les épicéas et une défoliation des épicéas mais surtout des sapins.

Le taux moyen de dépérissement est compris entre 25 et 60% [classe III de pertes d’aiguilles, notation ONF]. Le dépérissement est dû à des carences en calcium et surtout en magnésium (Bonneau et al., 1991 ; Dambrine et al., 1992).

Caractéristiques des précipitations hors couvert

• la valeur moyenne du pH est de 4,53.
• les anions dominants sont les sulfate, nitrate et chlorure.
• les cations dominants sont le proton et l’ammonium.
  Les ions dominants (proton, ammonium, nitrate et sulfate) proviennent de polluants atmosphériques engendrés par d’importants épisodes de pollution atmosphérique qui ont lieu durant l’hiver et le printemps avec des conditions anticycloniques stables et des vents d’Est dominants.* les fortes concentrations en sulfate et en composés azotés sont directement liées aux fortes concentrations de SO2 et NOx dans l’air.

Caractéristiques des pluviolessivats

• la valeur moyenne du pH est de 4,06.
• on note une concentration en anions acides cinq fois plus élevée que celle des eaux de pluie et dix fois plus élevée pour les sulfates. Ceci s’explique par l’importance des dépôts secs lessivés par les précipitations.

Caractéristiques des solutions de sols

Elles sont récoltées à différentes profondeurs 5 cm, 10 cm, 30 cm et 60 cm. Les solutions de sol de surface à moins 5 cm sont très acides avec un pH de l’ordre de 3,8 à 3,9 à cause des aiguilles des résineux [acidité organique]. Plus on va en profondeur, plus le pH est tamponné.

Caractéristiques du ruisseau

• la valeur moyenne du pH est quasi neutre avec un pH de l’ordre de 6,1.
• les ions majeurs sont le calcium et les sulfates.
• très faible alcalinité [12% de la charge anionique].
• la minéralisation du ruisseau [35mg/l] est sept fois plus élevée que dans les eaux de pluies.

L’acidité est neutralisée au niveau du complexe d’échange par le relargage des cations basiques. Le suivi hydrogéochimique permet de calculer des flux d’éléments et d’établir des bilans (entrée-sortie du système) sur le bassin versant. Les cations sont exportés du bassin et en particulier le Ca. Cela pose le problème à terme des réserves minérales sur ce bassin versant. En effet les cations basiques (Ca, K, Mg..) sont essentiels à la végétation. Il est donc nécessaire de réduire les émissions de polluants acides qui sont la cause de cet appauvrissement.