Academic literature on the topic 'Aquifère peu profond'

Une approche pluridisciplinaire est menée à propos d'eaux souterraines carbo-gazeuses : au niveau des relations entre tectonique active et hydrothermalisme; sur les origines des composants aqueux et gazeux (CO2) par analyse de compositions isotopiques (2H, 18O, 3H et 13C) et mises en équation des équilibres carboniques. Trois exemples sont traités dans te Sud-Est de la France : le premier en région de socle métamorphique (émergence thermale chaude); les deux autres en domaine de couverture carbonatée épaisse (source karstique littorale froide et aquifère karstique peu profond). La complémentarité des informations acquises permet de préciser d'une part, le rôle de certaines directions fissurales dans les cheminements souterrains par rapport au contexte sismotectonique régional; d'autre part, la genèse des eaux et leur âge relatif; enfin l'origine du CO2 qui peut se révéler mixte (biogénique-mantellique) ou infracrustal. Se dégage de la sorte une méthodologie d'étude de ces eaux particulières qui mérite d'être plus largement développée.

AbstractDans le cadre du choix d’un site de stockage de déchets radioactifs de haute et moyenne activité à vie longue dans les argilites du Callovo-Oxfordien de Meuse/Haute-Marne, l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) a réalisé 3 forages (EST431, EST432 et EST433) à partir d’une plate-forme implantée sur la commune de Montiers-sur-Saulx (Meuse) en position centrale d’une zone d’environ 250 km2 dite ≪ zone de transposition ≫.Les objectifs principaux des investigations ont été d’apporter des éléments pour la localisation du stockage potentiel et compléter les connaissances sur les formations encaissantes de la couche hôte (Dogger, Oxfordien carbonaté et Kimméridgien) mais également sur les formations profondes du Lias et du Trias. Plus précisément, ces derniers objectifs sont destinés à (i) acquérir une meilleure compréhension du fonctionnement global du système hydrogéologique et des échanges verticaux entre les formations et (ii) d’évaluer les ressources géothermiques potentielles sur la zone.Au-delà des objectifs liés aux problématiques de l’Andra, le forage le plus profond (EST433) a été échantillonné et étudié par plusieurs équipes de recherche associées dans le programme TAPSS (Transferts actuels et passés dans un système sédimentaire aquifère – aquitard) afin de répondre à des problématiques qui leur étaient propre. Cet article présente les données nécessaires à l’interprétation des données acquises par ces équipes et à la publication de leurs travaux.Les trois forages ont majoritairement été forés en destructif à l’exception du Kimméridgien marneux et du toit de l’Oxfordien carottés de 141 à 264 m de profondeur, du Callovo-Oxfordien et du sommet du Dogger carottés de 526 m à 770 m de profondeur. Certains horizons du Lias et du Trias ont également été carottés ponctuellement. De nombreuses diagraphies ont été réalisées entre les phases de forage ainsi que deux diagraphies thermiques 9 mois après le forage. La concaténation des données issues des trois forages a permis d’établir le log stratigraphique de la série du Tithonien au toit de l’Olénékien.Les informations du forage profond EST433 améliorent la connaissance de l’épaississement progressif de la couche du Callovo-Oxfordien vers le nord-est de la zone de transposition ainsi que la constance lithologique de celle-ci tant en vertical qu’en horizontal. Les perméabilités mesurées dans cette formation sont du même ordre de grandeur que celles observées dans les autres forages de la zone de transposition. Dans le Dogger, les variations de la perméabilité de certains niveaux sont liées aux environnements de dépôt. Les formations du Lias et du Trias sont conformes à celles dé-duites des forages antérieurs à l’exception des Marnes irisées inférieures (Keuper inférieur) plus épaisses que prévues. Les profils sismiques et les corrélations entre forages montrent l’existence d’une gouttière à l’aplomb du forage EST433 où les formations du Keuper (Carnien et Norien) sont plus épaisses. Les résultats du forage EST433 montrent également que les faciès du Lias et du Trias supérieur et moyen sont très peu poreux et que seule la base du Trias moyen (toit du Buntsandstein) contient des niveaux aquifères. Mille mètres de série sans porosité notable séparent l’aquifère du Dogger de celui du Trias inférieur.L’aquifère supérieur du Buntsandstein présente en test, entre 1862 et 1887 m de profondeur, une production d’eau à 66°C avec une salinité d’environ 180 g/l. La transmissivité calculée pour cet intervalle est de 1,1 10−3 m2/s. En comparaison avec les installations géothermiques exploitant l’aquifère du Dogger en région parisienne, la température mesurée sur EST433 est de l’ordre des températures exploitées les plus basses, la salinité nettement plus élevée (6,5 à 35 g/l en région parisienne) et la transmissivité du même ordre. Ces caractéristiques ne présentant pas un caractère exceptionnel (en termes de ressource potentielle pour une exploitation géothermique) associées au caractère argilo-gréseux de l’aquifère pouvant influer négativement sur la productivité d’un ouvrage ne font pas du Buntsandstein une ressource géothermique attractive dans les conditions technologiques et économiques actuelles.

L'exploitation des systèmes aquifères karstiques est toujours effectuée sous des contraintes liées à leur forte vulnérabilité. Une étude complète d'un épisode de crue de la source du Lez a été réalisée grâce à une coopération entre les Services de Santé et l'Université. Cette étude comporte une observation des paramètres physico-chimiques et bactériologiques sur une période de 15 jours, correspondant à une réponse hydrodynamique impulsionnelle sur la totalité du bassin. Les pas de temps d'échantillonnage varient de 4 à 24 heures. L'interprétation des résultats physico-chimiques met en évidence une disjonction nette entre les variations piézométriques et le passage de différents volumes d'eau. L'écoulement des eaux plus chaudes (16,5 °C) observé lors de l'étiage, eaux d'origine profonde plus chargées chimiquement se poursuit jusque vers le milieu de la décrue pour faire place à l'arrivée d'eaux plus froides correspondant à des infiltrations rapides puis retardées. Les eaux les plus chaudes sont caractérisées par des variations des teneurs en magnésium, les teneurs en calcium restant à peu prés constantes. Inversement; les eaux froides de l'infiltration retardée ont de faibles variations des teneurs en magnésium et sont tracées par une forte augmentation des valeurs en calcium. Le risque sanitaire maximal est lié au début de l'arrivée des eaux froides. Les eaux d'étiage et les eaux profondes sont légèrement contaminées. Les eaux d'infiltration retardée sont peu contaminées. En dehors des zones de perte du réseau hydrographique et des axes d'infiltration rapide, la vulnérabilité de l'aquifère est faible à l'échelle du bassin.

En climat méditerranéen, les ressources en eau des bassins sédimentaires sont rares. Pour limiter les écoulement de surface et recharger les nappes souterraines, des lacs collinaires ont été construits sous une pluviométrie annuelle comprise entre 250 et 500 mm. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans le bassin versant d'El Gouazine, situé en Tunisie centrale, pour mieux expliciter le fonctionnement hydrochimique et la recharge de la nappe phréatique d'un lac collinaire très filtrant. Les eaux ont été échantillonnées à deux périodes distinctes (retenue presque asséchée et retenue pleine), en amont de la retenue dans le bassin versant et en aval dans l'aquifère alluvial. Trois faciès chimiques (bicarbonaté calcique, chloruré sodique et sulfaté calcique) caractérisent les eaux de nappe, l'eau de la retenue étant sulfatée calcique. La roche-mère et la nappe phréatique sont chimiquement très dépendantes. Les isotopes stables de l'eau montre que la nappe amont est peu profonde et d'origine météorique. L'eau de la retenue se mélange avec les eaux souterraines en conservant un caractère météorique en période d'écoulement et en acquérant un caractère évaporé en période d'assèchement. La nappe alluviale aval est alimentée par les eaux mélangées de la retenue. L'altération d'un affleurement gréseux forme un aquifère en rive gauche du lac expliquant en partie les pertes par infiltration. Les principaux processus géochimiques, qui se produisent au cours de l'écoulement de la nappe dans les formations superficielles, permettent une compréhension partielle du fonctionnement hydrochimique de la retenue et de son bassin versant.

AbstractThe Maggiore Valley well field plays a fundamental role in supplying drinking water to a large territory of the Piedmont Region (northwestern Italy) and has been intensively exploited since the early twentieth century. This water resource is hosted in a deep, multilayered aquifer system. The main purpose of this study was to characterize the recharge processes of the deep aquifer through hydrochemical and isotopic assessments, as well as the water quality in the recharge and drainage areas. For this purpose, 128 physical–chemical analyses (major ions) and 50 isotopic analyses (δ18O and δ2H) were carried out on samples collected in shallow and deep aquifer complexes in two sampling campaigns in 2021. From the results, a hydrogeological conceptual model of recharge processes was developed. The chemical data confirm the presence of bicarbonate–calcium facies in most samples of the shallow and deep aquifer complexes. Clear hydrochemical differences were observed among the investigated sectors. The recharge areas were identified as (1) far zones, namely the shallow aquifer complex of the Cuneo Plain, and (2) the shallow and deep aquifer complexes with groundwater mixing in the riverside sector of Po Plain in the Turin area. The mixing of waters from the Cuneo Plain and Turin Plain was verified in the well field area. The isotopic values of the artesian well water also confirmed contributions from the Turin and Cuneo Alps. This study clarified the recharge processes, thereby defining potential pollutant pathways, and the results provide additional support for groundwater resource management and protection.

RésuméMême si des travaux récents ont permis de caractériser certains aquifères du sud du Québec, plusieurs demeurent encore très peu connus. Cette recherche a pour objectifs de comprendre la dynamique de l’écoulement souterrain et la vulnérabilité de l’aquifère du bassin de la rivière Noire (Montérégie, Québec), un bassin représentatif des aquifères de milieux fracturés situés en bordure des Basses-Terres du Saint-Laurent. Dans ce travail, un modèle de bilan hydrique en zone non saturée a permis de quantifier la distribution spatio-temporelle de l’infiltration sur le bassin. L’infiltration simulée moyenne est importante (215 mm•an‑1) et a lieu surtout au moment de la fonte printanière (74 %). L’infiltration la plus élevée se produit dans la partie amont du bassin, mais les résultats du modèle ne permettent pas d’évaluer quelle proportion de la recharge atteint effectivement l’aquifère régional profond. Sur l’ensemble du bassin, les concentrations en nitrate dans l’eau souterraine sont majoritairement en deçà de la norme pour l’eau potable (10 mg N-NO3•L‑1). Néanmoins, 18 % des puits analysés ont des concentrations supérieures à 1,5 mg N-NO3•L‑1, seuil considéré comme la teneur de fond en nitrate. Les indicateurs géochimiques (pH, conductivité électrique, ions majeurs et rapports des isotopes stables de l’eau) montrent que la topographie et la géologie jouent un rôle important dans la dynamique de l’écoulement souterrain. Soixante-quinze pourcents du territoire étudié ont une vulnérabilité intrinsèque élevée, mais la sensibilité des forages à la contamination varie selon leur position le long de l’écoulement souterrain. La recharge réelle de l’aquifère régional se fait principalement dans la partie inférieure du bassin versant et est probablement plus faible que l’infiltration simulée. La vulnérabilité de l’aquifère à la contamination dans cette zone est limitée en raison de la dilution des contaminants dans un volume important d’eau souterraine non contaminée, alimenté par des écoulements souterrains intermédiaires et profonds. La contamination de l’aquifère à l’aval du bassin pourrait cependant augmenter au cours des prochaines décennies à mesure que l’aquifère tendra vers un régime permanent d’apports en contaminants d’origine agricole.

Traditionnellement, seule la géothermie profonde était envisagée. Actuellement, les différentes formes de géothermies peu profondes et de faible enthalpie sont plus accessibles car elles présentent moins de risques financiers et environnementaux. Leur multiplication, notamment pour couvrir les besoins énergétiques de (gros ou nombreux) bâtiments, permet à ces systèmes de participer pleinement à la transition énergétique en cours. Ces systèmes géothermiques peu profonds ne requièrent aucune anomalie du gradient géothermique local. Néanmoins, lorsque des pompages et réinjections sont envisagés dans des aquifères peu profonds, les conditions hydrogéologiques influencent fortement l’efficacité (rendement) et la durabilité des systèmes installés mais aussi leur éventuel impact sur la quantité et la qualité des ressources en eaux souterraines. Les différents types de systèmes géothermiques peu profonds sont brièvement présentés, puis l’accent est mis sur les systèmes par doublets en aquifère et sur les anciennes mines.

La région de Ho Chi Minh Ville (HCMV), dans le sud du Viet Nam, est confrontée à des défis importants liés au changement climatique et à la subsidence, avec des inondations plus fréquentes et la menace d'une intrusion d'eau salée. En tant que mesure proactive pour l'atténuation et les développements futurs, on doit accorder une attention particulière à la durabilité des ressources en eaux souterraines. Le nord-ouest, caractérisé par un terrain élevé et identifié comme la zone de recharge régionale, est désigné comme une réserve d'eau souterraine potentielle cruciale pour l'avenir.L'objectif premier de cette recherche est de mieux comprendre les ressources en eaux souterraines peu profondes et leur vulnérabilité face aux pratiques humaines. Le second objectif est d'évaluer plusieurs méthodes géophysiques pour l'hydrogéologie dans le contexte géologique sédimentaire de la région de la rivière Saigon. Une étude géophysique approfondie a été menée sur le terrain à l'aide de méthodes électromagnétiques dans le domaine temporel (TDEM) et le domaine fréquentiel (FEM) et de tomographie de résistivité électrique (ERT), méthodes dont la sensibilité à la détection des couches argileuses a été évaluée avant d’aller sur le terrain à l'aide d'une modélisation numérique. Ces méthodes se sont avérées efficaces pour caractériser la géométrie de l'aquifère et du système aquitard jusqu'à une profondeur de 150 mètres pour la méthode TDEM, très sensible à la présence de couches électriquement conductrices. La recherche a révélé que l'absence de couche d'argile en surface, ce qui facilite la recharge de la nappe phréatique, et cette situation présente un risque facilité d'infiltration des polluants de surface vers l'aquifère. En outre, les couches d'argile plus profondes sont discontinues, ce qui accroît la vulnérabilité à la propagation des contaminants vers le bas. Les recherches ont également abouti à un nouveau modèle conceptuel de l'aquifère impliquant des scénarios géologiques de transgression-régression pour expliquer la distribution spatiale des aquitards argileux, qui révèlent en profondeur les méandres et les plaines d'inondation de l'ancienne rivière Saigon.De manière innovante, la méthode de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) a également été employée à l'échelle du laboratoire pour classifier l'aquifère à l'aide de carottes extraites d'essais de forage. Associés à l'analyse de la taille des grains, les résultats de RMN montrent que l'aquifère peu profond est à grains fins. Comme la RMN à l'échelle du terrain n'a pas pu être employée avec succès en raison de conditions de bruit élevées, les analyses avec des essais de pompage et de traçage ont fourni des données supplémentaires, ce qui permet de conclure que les résultats de la RMN sont encore préliminaires car plusieurs améliorations doivent être apportées en ce qui concerne la réduction du bruit et la détermination du rendement spécifique.Pour l'avenir, la recherche ouvre la voie à la construction de modèles hydrodynamiques en 3D pour planifier une exploitation durable. Les modèles de la zone vadose faciliteront également l'évaluation de la pollution dans la nappe phréatique. Enfin, cette recherche met en évidence l'efficacité des méthodes géophysiques basées sur la résistivité pour la caractérisation des aquifères sédimentaires peu profonds dans la région de la rivière Saigon et de Ho Chi Minh Ville. Combinées aux méthodes hydrogéologiques, les futures études géophysiques permettront de relever les défis futurs liés aux eaux souterraines et contribueront à la résilience du sud du Vietnam face aux effets du changement climatique
Ho Chi Minh City (HCMC) region in the south of Vietnam faces significant challenges from climate change and subsidence, with more frequent flooding, and threat of saltwater intrusion. As a proactive measure for future mitigation and development, particular attention is being paid towards sustainable groundwater resources. The northwest, characterized by high terrain and identified as the regional recharge area, is earmarked as a potential crucial groundwater reserve for the future.The primary objective of this research is to understand better shallow groundwater resources and their vulnerability to human practices. The second objective is to evaluate several geophysical methods for hydrogeology in the sedimentary geological context of the Saigon River area. An extensive geophysical field investigation was conducted using Time-Domain Electromagnetic (TDEM), Frequency Electromagnetic (FEM), and Electrical Resistivity Tomography (ERT) methods, being evaluated for their sensitivity to clayey layer detection using numerical modeling prior to the survey. These methods proved effective in characterizing the geometry of the aquifer and aquitard system to a depth of 150 meters for TDEM method, very sensitive to electrically conductive clayey layers. The research revealed that the absence of a surface clay layer thus facilitates groundwater recharge, posing a risk of surface pollutants easily infiltrating the aquifer. Moreover, deeper clay layers are discontinuous, increasing the vulnerability to the downward spread of contaminants. The research also points towards a new conceptual model of the aquifer involving geological transgression-regressions scenarios to explain the spatial distribution of the clayey aquitards, showing meanders and floodplains of the ancient Saigon River at depth.Innovatively, the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) method was also employed at the laboratory scale to classify the aquifer using core extracted from boreholes tests. Coupled with grain size analysis, the results show that the shallow aquifer is fine-grained. As field-scale NMR was unsuccessfully applied due to high noise conditions, analyses with pumping and tracer tests gave additional data, leading to the conclusion that NMR results are still preliminary as several improvements have to be made regarding noise reduction and specific yield determination.For the future, the research paves the way for constructing 3D hydrodynamic models for sustainable exploitation. Vadose zone models will also facilitate the evaluation of pollution in the water table. Finally, this research highlights the efficiency of resistivity-based geophysical methods for sedimentary shallow aquifers characterization in Saigon River and HCMC regions. Combined with hydrogeological methods, future geophysical studies will help to address future groundwater challenges and contribute to the south of Vietnam’s resilience against climate change impacts

Des simulations numériques tridimensionnelles ont été réalisées pour évaluer les impacts de la migration de méthane en provenance de puits de production abandonnés dans des aquifères peu profonds. Les modèles conceptuels considérés impliquent la migration et la dissolution de méthane gazeux dans les eaux souterraines, la biodégradation du méthane (CH4) dissous dans des conditions anaérobies et aérobies et la production de sulfure (HS-). Les écoulements multiphases d’eau et de méthane et le transport réactif du méthane en milieu poreux sont simulés par les modèles numériques DuMux et BIONAPL/3D respectivement. Tout d’abord, l’impact de la migration de méthane dans un aquifère confiné peu profond en Alberta est évalué. Par la suite, un cas de contamination hypothétique d’un aquifère libre peu profond basé sur le site de Borden en Ontario est considéré. Dans le premier scénario, les simulations montrent que des taux d’oxydation du méthane compris entre 1×10-5 et 1×10-3 kg/m3/j associés à des débits de gaz de 2 à 20 m3/j appliqués pendant 2 ans à la base de l’aquifère permettent de reconstituer les concentrations en CH4 observées sur le terrain. Dans le cas le plus réactif, les concentrations en CH4 atteignent la limite de 10 mg/L après 5 ans alors qu’une concentration maximale en HS- de 142.5 mg/L est atteinte après 2 ans. Dans le second scénario, l’étendue du panache de méthane est beaucoup plus faible que dans le premier scénario et les taux d’oxydation élevés du méthane en conditions aérobie permettent une consommation rapide du CH4. La production de HS- est également moins importante. Les résultats obtenus suggèrent que l'aquifère libre considéré est moins vulnérable à la migration de méthane que le cas confiné. L’acquisition de connaissances sur les caractéristiques physicochimiques des aquifères est nécessaire pour appréhender les impacts de la migration de gaz dans les eaux souterraines.