IDENTIFICATION GEOCHIMIQUE ET ISOTOPIQUE DES PROCESSUS HYDROGEOLOGIQUES AU SEIN DE L AQUIFERE LITTORAL DE BONIFACIO (CORSE-DU-SUD)

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1 1 UMR CNRS 6134 Université de Corse IDENTIFICATION GEOCHIMIQUE ET ISOTOPIQUE DES PROCESSUS HYDROGEOLOGIQUES AU SEIN DE L AQUIFERE LITTORAL DE BONIFACIO (CORSE-DU-SUD) S. Santoni 1, E. Garel 1, J. Jaunat 2, T. Labasque 3, V. Vergnaud-Ayraud 3, L. Aquilina 3, A. Meyer 4, O. Radakovitch 5, F. Huneau 1 santoni7@univ-corse.fr 2 EA 3795, Univ. de Reims 3 OSUR, UMR CNRS 6118, Univ. de Rennes 4 UMR 1114, Univ. D Avignon 5 CEREGE, Univ. D Aix-Marseille

2 Introduction Méditerranée Contexte méditerranéen à tendance semi-aride Aquifère côtier de Bonifacio : unique ressource disponible Bonifacio, Corse-du-Sud 3000 Habitants Touristes/an (Juin à Sept.) ~ Fonctionnement hydrogéologique quasi-inconnu Nécessité de déterminer le potentiel qualitatif et quantitatif de l aquifère Plage de Paraguano Golf de Sperone - Quel est «l âge» des eaux souterraines? - Comment les eaux souterraines évoluent-elles au sein de l aquifère? - Quelle(s) origine(s) et quel(s) exutoire(s)? 2

3 Site d étude : Hydro-climatologie Climat méditerranéen à tendance semi-aride Précipitations annuelles : ~ 600 mm Température moyenne : ~ 16,8 C Vent > 300 j/an ETP annuelle : ~ 1300 mm Faible recharge de l aquifère (<5%) 3

4 Site d étude : géomorphologie Plateau calcaire non karstique Superficie = 25 Km² Alt. Moy. = 80 m Linéaire côtier = 11 Km 3 vallées E-W: - Saint Julien - Saint Jean - Canali Mer Méditerranée 4

5 Site d étude : géologie Aquifère supérieur Aquifère inférieur Plateau carbonaté du Miocène En discordance sur un socle granitique hercynien 5

6 Site d étude : hydrogéologie Baie Deux lignes d écoulements : - Vers le port de Bonifacio - Vers la baie de Sant Amanza Port Gradient hydraulique 2 à 3% 6

7 Matériel et Méthode : points de suivi 12 forages (jusqu à 270 m de profondeur) 5 puits répartis sur l ensemble du site Campagne de prélèvement réalisée en mai

8 Matériel et Méthode : approche multi-traceurs - 3 H -CFC-11, CFC-12, CFC-113 et SF 6 Datation et schéma d écoulement -Ions majeurs -Eléments traces - 13 C Origine de la minéralisation - 18 O et 2 H Origine et dynamique de renouvellement -Radon et Radium Déversement d eau douce en mer (SGD) 8

9 Résultats : minéralisation Augmentation de la minéralisation du centre du causse vers le littoral : - Centre du causse: faciès bicarbonatécalcique - Littoral : faciès chloruré-sodique Intrusion saline? Pluies chargées d embruns à cause des vents fréquents enregistrés? 9

10 Résultats : origine de l eau Seawater Points localisés - Autour de -6 pour le δ 18 O - Autour de -40 pour le δ 2 H Le signal isotopique des eaux souterraines et des pluies à Piombino est équivalent Recharge de l aquifère par les pluies locales (Italy) (Sardinia) Pas d intrusion saline détectable Teneurs en 3 H dans les eaux souterraines : 0,5 à 5,7 UT La datation des eaux souterraines par les CFCs et les SF 6 a donc été retenue 10

11 Résultats : âge et modèle d écoulement ChloroFluoroCarbones (CFCs) et hexafluorures de soufre (SF 6 ) : gaz atmosphériques anthropiques Modèle de mélange binaire le mieux adapté Ages apparents obtenus: Port de Bonifacio Aquifère sup. = 0 à 40 ans Aquifère inf. = 40 à 60 ans Evolution graduelle des âges apparents, en accord avec les 2 directions d écoulement - Baie de Sant Amanza - Port de Bonifacio 11

12 Discussion : validation des âges apparents et des ratio de mélange Contexte littoral et vent fréquent : signal d entrée marqué les embruns (signature chlorurée sodique) Plus le temps de contact de l eau avec la matrice carbonatée est long, plus le δ 13 C tendra vers des valeurs enrichies La part d eau jeune est proportionnelle avec la teneur en Cl - et Na + La part d eau jeune est inversement proportionnelle avec la teneur en δ 13 C 12

13 Discussion : traçage de l origine de l eau Excès : 0-35 ans Excès : > 30 ans Excès en SF 6 plus important dans l aquifère inférieur Origine terrigène des SF 6 (filons acides en milieu granitique) Filon de Pegmatite Une part des eaux souterraines de l aquifère provient des granites fracturés environnants 13

14 Résultats : Pertes d eau douce en mer Mesure des activités en 222 Rn dans les eaux souterraines et en mer Port de Bonifacio 2 zones de déversement d eau douce en mer : - Baie de Sant Amanza - Port de Bonifacio 14

15 Conclusions Caractérisation du signal d entrée ( 18 O, 2 H, 3 H, ions majeurs) Précipitations actuelles (600 mm/an) et futures Perspectives Impacts quantitatifs : Prélèvements et apports Impacts qualitatifs (Ions majeurs, 15 N): Assainissement (non) collectif et pratiques agricoles Rôle tampon, évaporation, fractionnement Capacité d autoépuration ( 13 C, 15 N) Vulnérabilité intrinsèque (cartographie SIG et MNT) (Na +, Cl -, Br - ) Recharge de l aquifère (Quantification de l excès en SF 6 ) Recharge faible (<5%) et locale ( 18 O, 2 H) 2 pôles de minéralisation : origine marine et atmosphérique (Na +, Cl -, Br - ) origine terrigène (HCO 3-, Ca 2+, 13 C) Temps de séjour ( 3 H, CFCs, SF 6 ) Aquifère sup. = 0-40 ans Aquifère inf. = ans 2 exutoires principaux : Baie de Sant Amanza Port de Bonifacio ( 224 Ra, 222 Rn, images thermiques infrarouges) 15

16 Remerciements : Collectivité Territoriale de Corse Maire de Bonifacio Kyrnolia BRGM