Géologie du roc

La compréhension de l’histoire géologique d’une région permet de connaître la nature et la disposition des différentes unités géologiques qui y sont présentes. Ces informations sont incontournables pour comprendre l’écoulement de l’eau souterraine!

 

Dans ce chapitre:

Il était une fois, il y a plus de 3 milliards d’années…

La disponibilité de l’eau souterraine dépend de la géologie du milieu, plus particulièrement des propriétés des différents matériaux géologiques dans lesquels l’eau circule, qu’il s’agisse de roc ou de sédiments meubles. La compréhension de l’histoire géologique d’une région permet de connaître la nature et la disposition des différents matériaux géologiques qui s’y retrouvent. Ces informations sont incontournables pour comprendre l’écoulement de l’eau souterraine et elles constituent de bons indices pour localiser les meilleurs aquifères.

La figure 2 décrit les principaux évènements géologiques qui se sont produits au Québec (se lit de bas en haut).

 

 

Figure 2 Chronologie des évènements

 

Lorsque les roches sont suffisamment fracturées, elles constituent un aquifère  et des puits peuvent y être aménagés pour exploiter l’eau souterraine. La majorité de l’eau souterraine est contenu dans les pores  de la roche, mais ceux-ci sont très peu connectés, ne permettant pas une circulation efficace de l’eau. Pour leur part, les fractures dans la roche contiennent moins d’eau mais permettent une circulation d’eau souterraine souvent suffisante pour le captage (Figure 3). À titre d’analogie, on peut s’imaginer un stationnement de centre d’achat contenant de nombreuses voitures, mais où la circulation y est très lente. À l’opposé, la densité de voiture sur une autoroute est beaucoup plus faible, mais la circulation y est très rapide. En forant un puits dans la roche, il est donc souhaité de rencontrer le plus grand nombre de fractures (autoroute) possible afin d’extraire l’eau souterraine efficacement. L’aptitude de ces aquifères à libérer de l’eau dépend donc de l’ouverture des fractures et de l’interconnexion entre les diverses fractures qui constituent le réseau.

 

Figure 3.  Aquifère au roc fracturé

 

Plusieurs types de roche que l’on retrouve au Québec présentent une fracturation variable et ne sont généralement pas assez perméables pour le pompage d’eau souterraine dédié à d’autres utilisations que domiciliaires. Les roches sédimentaires  telles les grès et les calcaires peuvent toutefois faire exception.

Les roches métamorphiques

Les roches métamorphiques du socle précambrien (provinces de Grenville, de Churchill et du Supérieur – Figure 4) sont les plus anciennes et sont principalement composées de gneiss, de quartzite et de roches volcaniques métamorphisées, appelées des roches vertes, retrouvées notamment en Abitibi. Plus récemment, la collision de plaques tectoniques et l’orogenèse des Appalaches ont aussi mené à la métamorphisation d’une portion des roches sédimentaires de la Plate-forme du Saint-Laurent. La perméabilité de ce type de roche est relativement faible, ce qui résulte en des aquifères peu productifs.

 

Figure 4. Provinces géologiques du Québec

 

Les roches ignées

Le socle précambrien contient des roches ignées intrusives, composées principalement de granites, d’anorthosites, de syénites et de gabbros. Ces roches cristallines constituent généralement de piètres aquifères. Les collines montérégiennes  sont également constituées de roches ignées intrusives. Ces dernières sont constituées d’intrusions de magma de la période du Crétacé dans les couches sédimentaires de la Plate-forme du St-Laurent et des Appalaches, depuis mises à nu par l’érosion.

Les roches sédimentaires

Les principales roches sédimentaires de la Plate-forme du Saint-Laurent sont les grès, les dolomies, les calcaires et les shales. Ces types de roches peuvent constituer des aquifères plus perméables que les précédents. Les grès sont issus de l’agrégation et la cimentation de grains de sable. Ce sont des roches poreuses pouvant constituer de bons réservoirs d’eau souterraine, de gaz, ou de pétrole. Le shale est une roche sédimentaire à grain fin, formée par la compaction des argiles  et des silts. Les dolomies et les calcaires sont formés de sédiments fins d’origine marine. Les calcaires sont très solubles dans l’eau, particulièrement lorsque celle-ci est acide. Cette propriété favorise le développement des réseaux de fractures propices à la circulation de l’eau, augmentant donc le potentiel aquifère de ces formations. Ultimement, de véritables tunnels souterrains (karst) peuvent ainsi être constitués mais ces conditions sont rares au Québec.

Pour plus de détails sur l’histoire géologique du Québec et les types de roches qui le composent, consultez le site web de l’Université Laval ou du MDDELCC.