Contextes hydrogéologiques

Les contextes hydrogéologiques permettent de déterminer les conditions hydrogéologiques présentes sur un territoire. Leur connaissance est essentielle car ils exercent une influence sur l’écoulement et la qualité de l’eau souterraine.

 

Dans ce chapitre:

Un contexte hydrogéologique représente un arrangement des unités de dépôts meubles et de roches (ou séquence hydrostratigraphique), en considérant leur perméabilité respective. La superposition des unités géologiques est aussi désignée par le terme stratigraphie. Ils permettent de visualiser comment sont organisés les unités géologiques en profondeur et d’identifier quelle séquence de dépôts meubles peut être rencontrée dans un secteur donné. Ces contextes exercent une influence sur l’écoulement et la qualité de l’eau souterraine. Ils sont établis dans le but de servir d’indicateurs régionaux des conditions hydrogéologiques présentes sur un territoire. L’agencement stratigraphique des unités géologiques en profondeur est connu à partir des forages.

La représentation des séquences hydrostratigraphiques est faite sur une coupe  en deux dimensions ou sur une colonne stratigraphique. La superposition des différentes unités géologiques (dépôts meubles et roc) y est représentée afin d’en apprécier leur continuité, leur étendue et leur épaisseur. Par exemple, un contexte hydrostratigraphique pourrait être une zone définie par une couche de silts ou d’argile en surface, reposant sur des sédiments fluvioglaciaires en contact avec l’aquifère de roc fracturé. Un autre contexte pourrait être défini par un dépôt de sables deltaïques en surface, reposant sur une unité de till en contact avec le roc (Figure 9). Ces séquences déterminent les conditions de confinement des aquifères.

 

Figure 9. Exemples de contextes hydrostratigraphiques

 

La colonne stratigraphique illustre la séquence complète de sédimentation des dépôts meubles que l’on retrouve dans une région. Elle montre donc les sédiments les plus récents en surface et les plus anciens en contact avec le socle rocheux. Elle permet aussi de retracer l’histoire et les processus de mise en place des dépôts meubles. La Figure 10 présente un exemple de la colonne stratigraphique simplifiée utilisée pour le projet PACES-AT1 :

 

Figure 10. Exemple de colonne stratigraphique simplifiée 

 

Le confinement d’un aquifère dépend de son recouvrement par une couche de matériaux peu perméables (aquitard) qui isole l’eau souterraine contenue dans l’aquifère. La nature et l’épaisseur des dépôts meubles constituant l’aquitard déterminent le niveau de confinement des aquifères (Figure 11). Le confinement influence les divers processus dynamiques et chimiques de l’eau souterraine, en limitant ou en favorisant la recharge de l’aquifère, ou encore en assurant sa protection par rapport à une contamination provenant directement de la surface.

 

Figure 11. Confinement des aquifères

 

Aquifère non confiné

Les aquifères non confinés (contenant une nappe phréatique libre ou «nappe libre») sont en contact direct avec l’atmosphère et ne sont donc pas limités au-dessus par un aquitard. La position du toit de la nappe est libre de fluctuer. C’est le type d’aquifère utilisé par les puits de surface. Il peut être directement rechargé par l’infiltration en surface et est généralement plus vulnérable à la contamination.

Aquifère confiné

Les aquifères confinés (contenant une nappe phréatique captive ou «nappe captive») sont « emprisonnés » sous un aquitard. Une nappe captive est donc légèrement sous pression et le niveau piézométrique de la nappe correspond au niveau où l’eau retrouve son équilibre avec la pression atmosphérique. La nappe est faiblement alimentée par l’infiltration verticale depuis la surface. Elle reçoit généralement son alimentation latéralement, en provenance de l’amont, là où la couche confinante n’est plus présente, c.à.d. où la nappe est libre. Une nappe captive se trouve mieux protégée qu’une nappe libre des contaminations provenant directement de la surface.

Aquifère semi-confiné

Les aquifères semi-confinés (contenant une nappe semi-captive) sont des cas intermédiaires dans lesquels les couches confinantes de l’aquifère (aquitard) ne sont pas totalement imperméables ou sont de faible épaisseur. Dans ce cas, il peut y avoir une circulation verticale d’eau limitée entre les couches géologiques.

Cas particuliers

On observe aussi des cas particuliers tels que les nappes perchées, suspendues au-dessus du niveau de la nappe phréatique et retenues par une couche de matériaux imperméables.

Il existe aussi des cas ou le confinement est discontinu, c’est-à-dire où les couches confinantes sont « trouées » et laisse infiltrer localement l’eau jusqu’à l’aquifère sous-jacent.

On parle d’aquifère double lorsque deux formations aquifères se superposent, séparées ou non par un aquitard.