Introduction à l’hydrogéologie

L’hydrogéologie est une discipline scientifique qui recoupe l’hydrologie et la géologie. Il en résulte deux approches différentes mais complémentaires permettant de définir l’hydrogéologie:

  • Une spécialisation de la géologie qui traite des propriétés des milieux portant notamment sur leur capacité à contenir et à laisser s’écouler l’eau souterraine. L’hydrogéologie est donc dans ce cas une discipline axée sur les milieux géologiques que l’on considère comme le CONTENANT des eaux souterraines.
  • Une spécialisation de l’hydrologie qui traite de l’eau souterraine en tenant compte des conditions géologiques. L’hydrogéologie est donc dans ce cas une discipline axée sur les comportements de l’eau, que l’on considère comme le CONTENU des milieux géologiques aquifères.

Un aquifère correspond à une formation géologique qui permet l’écoulement d’une quantité d’eau suffisante pour une exploitation utile. Deux types de milieux géologiques contiennent des aquifères :

  • les dépôts meubles qui sont l’ensemble des sédiments qui proviennent de l’érosion du socle rocheux et qui le recouvrent. On parle alors d’aquifère granulaire, lorsque les sédiments sont suffisamment perméables.

Ces milieux sont définis par leurs propriétés intrinsèques dont les plus importantes sont la porosité et la conductivité hydraulique. La porosité est constituée des interstices formés par des fractures du roc ou des espaces vides entre les grains des dépôts meubles. Plus la porosité du milieu est élevée, plus il y a d’espace disponible pour emmagasiner de l’eau.  La conductivité hydraulique est l’aptitude d’un matériau à se laisser traverser par l’eau. Plus la conductivité hydraulique du milieu est élevée, plus il est perméable, et plus l’eau peut y pénétrer et circuler facilement.

Ces propriétés définissent le caractère aquifère ou  aquitard du milieu (Figure 1). L’aquifère est le nom donné à une formation géologique saturée en eau et suffisamment perméable pour permettre son pompage. À l’inverse, un aquitard, bien qu’il puisse être saturé d’eau, n’est pas suffisamment perméable pour qu’il soit possible d’y extraire l’eau (ex: argile, shale, schiste). Il agit comme barrière naturelle à l’écoulement pouvant isoler un aquifère de la surface, contribuant ainsi à protéger ce dernier des contaminants venant de la surface.

 

Figure 1  Définitions principales

 

Pour bien distinguer la différence entre aquifère et nappe phréatique, il est essentiel de comprendre que l’aquifère représente le contenant dans lequel l’eau circule tandis que la nappe représente l’eau qui circule dans l’aquifère, soit le contenu. L’eau souterraine est l’eau qui se trouve sous la surface du sol et qui remplit les interstices du milieu géologique. On en retrouve partout sous nos pieds!

 

 

MÉTHODES UTILISÉES EN HYDROGÉOLOGIE

La première étape de toute étude hydrogéologique consiste à effectuer la synthèse des données existantes. Ainsi les données de forages, puits et piézomètres ont d’abord été compilées et intégrées dans un système d’information géographique. Des travaux sur le terrain ont ensuite été réalisés afin de combler les lacunes observées dans les connaissances régionales sur les eaux souterraines.
Les sablières, les rives des cours d’eau et les bords de route sont des endroits privilégiés pour étudier les dépôts de surface, puisque ceux-ci y ont été érodés ou excavés. Les forages permettent d’analyser en détail les différentes unités géologiques, d’échantillonner des carottes de sédiments et d’installer des puits d’observation. Les méthodes géophysiques, telle que les relevés de résistivité électrique, permettent d’explorer le sous-sol sans procéder à des forages. Ces relevés permettent de mesurer les variations des propriétés électriques du sol afin d’identifier les différentes unités géologiques présentes. La sismique-réflexion haute-résolution est une autre méthode géophysique qui permet d’obtenir des relevés qui représentent, en quelque sorte, une radiographie du sous-sol. Un camion vibreur émet des ondes qui sont réfléchies par les différentes unités géologiques puis interceptées par des géophones.
L’eau souterraine provenant des puits d’observation, des puits municipaux et des puits domestiques peut être échantillonnée afin d’en mesurer la qualité. De plus, des mesures de niveau d’eau et des essais de pompage permettent d’évaluer le niveau régional de la nappe et les propriétés hydrauliques du sous-sol.

 Source: PACES Mauricie