KERRY MACQUARRIE 1, KARL BUTLER 2, NATHAN GREEN 2 ET ERIC MOTT 1 1 DÉPARTEMENT D INGÉNIERIE CIVILE 2 DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE

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1 KERRY MACQUARRIE 1, KARL BUTLER 2, NATHAN GREEN 2 ET ERIC MOTT 1 1 DÉPARTEMENT D INGÉNIERIE CIVILE 2 DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE UNIVERSITÉ DU NOUVEAU-BRUNSWICK Recharge de l eau souterraine Rivière et estuaires subissant l effet des marées Océan aquitard Eau salée souterraine Aquifère Eau douce souterraine Interface entre l eau salée et l eau douce = zone de transition graduelle Modifié selon Barlow,

2 ! L infiltration d eau de mer, c est le mouvement ascendant ou vers le sol de l interface entre l eau douce et l eau de mer dans l aquifère.! Elle diffère de l inondation qui, elle, est causée par la submersion d une portion de la surface du sol.! L étude du cas de la région de Richibucto a été entreprise en Elle avait deux principaux objectifs : Définir les conditions hydrogéologiques et déterminer la présence d eau salée souterraine dans les aquifères proches des puits qui alimentent en eau la Ville de Richibucto; Évaluer la sensibilité des infiltrations latérales d eau de mer aux changements climatiques (recharge de l eau souterraine), à l élévation du niveau marin et au pompage de l eau souterraine. 2

3 Municipal wells Rexton! En général, quelques mètres de tourbe et/ou de till glaciaire recouvrant un substratum carbonifère fluvial presque horizontal.! Couches de grès gris fracturé (aquifères) séparées par des couches de schiste gris à rougeâtre (aquitards) Recouvrement Aquifère gréseux supérieur (jusqu à environ 20 m) Schiste/silt Aquifère gréseux inférieur (jusqu à environ 65 m) 3

4 ! Principales activités : Levés géophysiques, forages, enregistrement chronologique des données géophysiques, prélèvements d échantillons d eau souterraine et contrôle suivi du niveau de l eau souterraine. Élaboration d un modèle de simulation informatisé des flux souterrains pour étudier la sensibilité de l interface entre l eau douce et l eau salée à l évolution de la recharge de l eau souterraine, du niveau marin et du pompage dans le champ de captage.! Plusieurs sources de données indiquent la présence d eau salée souterraine dans les aquifères gréseux peu profonds et profonds.! Une des techniques les plus utiles a été la tomographie de la résistivité électrique (TRE), dont on s est servi le long de certaines «lignes» près de la côte et du champ de captage. 4

5 Biseau d eau salée! Coupe TRE, de 700 m de long, montrant les variations supposées de la résistivité électrique sous la ligne 1.! Les faibles résistivités (couleurs bleues) à petite profondeur près de la côte sont sensées représenter l eau salée dans la partie supérieure de l aquifère gréseux qui résulte d inondations en surface.! La faible résistivité constatée en profondeur laisse supposer la présence d un biseau d eau salée qui s introduit latéralement dans l aquifère gréseux inférieur.! Cette interprétation est appuyée par les données hydrogéologiques, la salinité de l eau et les données géophysiques enregistrées chronologiquement qui proviennent du forage UNB2. Cône d eau salée! Coupe TRE, de 800 m de long, montrant les variations supposées de la résistivité électrique sous la ligne 4, dans le champ de pompage de Richibucto.! La structure de la résistivité se présente principalement sous forme de couches, sauf sous le forage PW1 où l on suppose que les faibles résistivités représentent une intrusion d eau salée de forme conique provenant d une plus grande profondeur.! La source de cette eau (eau de mer récente ou très ancienne) n est incertaine et nécessiterait d autres recherches. 5

6 ! On prévoit que la recharge annuelle de l eau souterraine à long terme fluctuera entre 2011 et 2100; mais d après le scénario, il devrait y avoir un net déclin (env. 40 mm par an) en 2100 (un autre scénario montre que le déclin pourrait de env. 85 mm par an en 2100).! Les données sur les niveaux marins ont été basées sur les prévisions antérieurement établies pour la région de Richibucto par l étude de RJ Daigle Enviro (2011); prévisions de 0,94 m et élévation d env. 1,88 m en 2100.! On a supposé que le pompage du champ de captage resterait au même niveau qu en 2011 (env. 600 m 3 par jour) ou qu il augmenterait dans le futur. 6

7 Port de Richibucto Détroit de Northumberland! Une analyse plus approfondie d une série de modélisations a indique que : La recharge de l eau souterraine et le pompage sont les facteurs les plus importants près du champ de pompage et à des profondeurs faibles à moyennes (c.-à-d. moins d env. 60 m sous le niveau de la mer), qui sont les profondeurs auxquelles on extrait généralement l eau souterraine. L élévation du niveau marin ne semble être le facteur le plus important qu à hauteur de la pointe du biseau d eau salée, que l on attribue à une infiltration d eau salée du détroit de Northumberland. 7

8 ! Les levés TRE, encadrés par les enregistrements géologiques et géophysiques, peuvent représenter un outil efficace pour déterminer l étendue de la présence d eau salée dans les aquifères gréseux carbonifères.! Bien qu il existe certaines restrictions (par ex. disponibilité de l équipement, superficie couverte par la recherche), des levés TRE répétés pourraient servir de complément au contrôle plus routinier de la qualité de l eau souterraine pour déterminer l évolution des infiltrations d eau salée provoquées par le pompage et les «stresseurs» climatiques.! L étude a révélé deux modes d infiltration d eau salée (latérale et en cône renversé). L infiltration d eau salée par le bas, malgré la présence de schiste, est un facteur à considérer dans la conception (par ex., profondeur des puits) et la gestion de puits de pompage le long de la côte est du Nouveau-Brunswick.! Il faut surveiller les puits de pompage en utilisant des paramètres appropriés (production, chlorure, bromure, etc.). Convertir les puits de contrôle existants en puits de surveillance ou installer des puits de surveillance supplémentaires permettrait de détecter plus vite les infiltrations d eau salée vers les puits de pompage.! Comme la quantité d eau souterraine extraite des aquifères côtiers influence considérablement les infiltrations d eau salée, il importe de promouvoir les mesures de conservation de l eau.! Il faut aussi protéger la recharge de l eau souterraine, parce que si son niveau diminue, les infiltrations latérales d eau de mer augmenteront. 8

9 ! Ville de Richibucto, et spécialement Sean Sullivan, superviseur des travaux publics! Les propriétaires locaux! Dennis Connor, Emily Jacobs et Barret Kurylyk de l UNB! Larry Bentley de l université de Calgary, pour l utilisation du système TRE! Programme d adaptation régional de RNCan et d ACASA! Ministère de l Environnement et des gouvernements locaux Rapport final d projet disponible sur le site : 9