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Caractérisation hydrogéologique d'un aquifère en socle fracturé [] : site de Ploëmeur (Morbihan) / Frédéric Touchard

Auteur principal : Touchard, FrédéricAuteur secondaire collectivité : Institut national polytechnique de Lorraine, Organisme de soutenancePublication :Rennes : Géosciences Rennes, 1999Description : 1 vol. (271 p.-[43] p. de pl.]) : ill. en coul. ; 30 cmISBN : 2-905532-86-6.Dewey: 551.49Résumé : En Bretagne, l'alimentation en eau potable est assurée à 20% par les ressources en eaux souterraines contenues, principalement dans le socle fracturé. Du fait de la géométrie du réseau de fractures et des propriétés hydrauliques des roches, la productivité des aquifères bretons est généralement faible (400 à 1000 m3/j). A Ploemeur(Morbihan), un important gisement d'eau souterraine est exploité pour l'alimentation en eau potable, depuis juin 1991, à un débit moyen de 3000 m3/j. Les caractéristiques principales de cet aquifère sont 1) des arrivées d'eaux importantes, localisées au niveau de filons de pegmatites fracturées, et 2) une eau brute de bonne qualité ([N03]<10mg/l). Dans les milieux fracturés, les circulations de fluide et le transport de matière sont fortement dépendantes de la géométrie du réseau de fracture. C'est pourquoi, une meilleure compréhension du fonctionnement hydrogéologique est fondamentale quant à la gestion et la protection des ressources en eaux souterraines. Nous avons entrepris une caractérisation hydrogéologique afin de définir la structure du sous-sol et d'identifier les principaux processus à l'origine de la productivité de cet aquifère et de la qualité de l'eau. Cette étude pluridisciplinaire est basée sur des observations de terrain et sur l'utilisation de méthodes géophysiques, hydrauliques et hydrochimiques. La zone fracturée se trouve au contact entre des micaschistes et du granite et possède une géométrie subhorizontale favorisant sa recharge donc sa productivité. Ce modèle contraste avec ce qui est traditionnellement proposé pour les milieux fracturés en Bretagne. L'imagerie géophysique donne grossièrement la géométrie mais ne permet pas une détection fine des filons de pegmatites fracturés. Des essais de pompage ont permis de caractériser les propriétés hydrauliques. Ce type d'aquifère ne répond pas aux modèles standards développés en hydrogéologie; à la fois, par son hétérogénéité intrinsèque et par la dimension de la zone d'écoulement. Par conséquent, le modèle moyen qui semble approprié est un aquifère fractal de dimension 1,4. Enfin l'analyse des chroniques chimiques, notamment des nitrates, a mis en évidence les processus 1) de mélange d'une eau récente (infiltrée après 1950 et polluée par les nitrates) avec une eau ancienne et 2) de dénitrification naturelle par oxydation de la pyrite. Une modélisation de ces chroniques sur la base d'une dénitrification bactérienne a permis de quantifier la cinétique de cette réaction d'oxydo-réduction et la dynamique du mélange qui évolue pendant le pompage, par la mise en écoulement de drains préférentiels, entre la surface et la zone fracturée profonde; ln Brittany, tap water production is assured at 20% with mainly pumped groundwater in fractured basement. Because of the geometry of fractured network and hydraulic properties the productivity of Briton aquifers is generally limited (400 to 1000 m3/h). At Ploemeur(Morbihan) an important groundwater reservoir is exploited as main tap water supply since June 1991 at an average pumping rate of 3000 m3/h. The main characteristics of this aquifer are 1) important water inflows localised in fractured pegmatites and 2) good pumped water quality ([N03]<10mg/l). ln fractured rocks fluid flow and transport properties are widely depending on the geometry of the fractured network. Yet an accurate knowledge of the flow in the system is fondamental for the management and the protection of the groundwater resources. We realised a hydrogeological characterisation to determine the substratum's structure and to identify the main processes at the origin of the water quality and the productivity of the aquifer. This multi-disciplinary study is based on geological observations and on the use of geophysical methods, hydraulic methods and hydrochemical methods. The zone is located on a geological contact between micaschistes and granite and is characterised by a horizontal geometry particularly favourable to the recharge of the aquifer. This model is in contrast with the classical proposed model for fractured aquifer in Brittany. Geophysical methods give the global geometry of the structure but do not allow a fine detection of the fractured pegmatites. Hydraulic properties have been measured thanks to hydraulic tests. This type of aquifer does not respond like the classical model developed in hydrogeology (i.e. intrinsic heterogeneity and the dimension of the flow zone). We deduced that the appropriate model for the aquifer of Ploemeur is a fractal aquifer with a flow dimension of 1.4. Finally the analyse of chemical data, mainly the nitrates concentrations, has allowed to determine the process at the origin of the quality 1) mixing between recent water (infiltrated after 1950 and high in nitrates concentration) and an old water and 2) natural denitrification with oxidation of the pyrite. Considering the denitrification process's a modelisation of the sequences of nitrates and sulphates have been done which give sorne quantitative information concerning the kinetics of this redox reaction and the dynamics of the mixing. which change with 'the pumping due to the development of preferential pathways between the surface and the depth fractured zone.Bibliographie: Bibliogr. 9 p..Thèse : .Sujet - Nom d'actualité : Dénitrification -- Thèses et écrits académiques ;Eaux souterraines -- France -- Morbihan (France) -- Thèses et écrits académiques ;Hydrogéologie -- France -- Morbihan (France) -- Thèses et écrits académiques Sujet : Systeme aquifère ;Milieu fissuré ;Hydrogéologie ;Dénitrification Sujet Catégorie : HYDROGEOLOGIE
Current location Call number Status Date due Barcode
Bib. Fontainebleau
Magasin
EMF 536(87) Available EMF01185D

Résumé en anglais et en français

Inclus un article en anglais

Bibliogr. 9 p.

Texte remanié de Thèse de doctorat Géologie Rennes 1 1998

En Bretagne, l'alimentation en eau potable est assurée à 20% par les ressources en eaux souterraines contenues, principalement dans le socle fracturé. Du fait de la géométrie du réseau de fractures et des propriétés hydrauliques des roches, la productivité des aquifères bretons est généralement faible (400 à 1000 m3/j). A Ploemeur(Morbihan), un important gisement d'eau souterraine est exploité pour l'alimentation en eau potable, depuis juin 1991, à un débit moyen de 3000 m3/j. Les caractéristiques principales de cet aquifère sont 1) des arrivées d'eaux importantes, localisées au niveau de filons de pegmatites fracturées, et 2) une eau brute de bonne qualité ([N03]<10mg/l). Dans les milieux fracturés, les circulations de fluide et le transport de matière sont fortement dépendantes de la géométrie du réseau de fracture. C'est pourquoi, une meilleure compréhension du fonctionnement hydrogéologique est fondamentale quant à la gestion et la protection des ressources en eaux souterraines. Nous avons entrepris une caractérisation hydrogéologique afin de définir la structure du sous-sol et d'identifier les principaux processus à l'origine de la productivité de cet aquifère et de la qualité de l'eau. Cette étude pluridisciplinaire est basée sur des observations de terrain et sur l'utilisation de méthodes géophysiques, hydrauliques et hydrochimiques. La zone fracturée se trouve au contact entre des micaschistes et du granite et possède une géométrie subhorizontale favorisant sa recharge donc sa productivité. Ce modèle contraste avec ce qui est traditionnellement proposé pour les milieux fracturés en Bretagne. L'imagerie géophysique donne grossièrement la géométrie mais ne permet pas une détection fine des filons de pegmatites fracturés. Des essais de pompage ont permis de caractériser les propriétés hydrauliques. Ce type d'aquifère ne répond pas aux modèles standards développés en hydrogéologie; à la fois, par son hétérogénéité intrinsèque et par la dimension de la zone d'écoulement. Par conséquent, le modèle moyen qui semble approprié est un aquifère fractal de dimension 1,4. Enfin l'analyse des chroniques chimiques, notamment des nitrates, a mis en évidence les processus 1) de mélange d'une eau récente (infiltrée après 1950 et polluée par les nitrates) avec une eau ancienne et 2) de dénitrification naturelle par oxydation de la pyrite. Une modélisation de ces chroniques sur la base d'une dénitrification bactérienne a permis de quantifier la cinétique de cette réaction d'oxydo-réduction et la dynamique du mélange qui évolue pendant le pompage, par la mise en écoulement de drains préférentiels, entre la surface et la zone fracturée profonde

ln Brittany, tap water production is assured at 20% with mainly pumped groundwater in fractured basement. Because of the geometry of fractured network and hydraulic properties the productivity of Briton aquifers is generally limited (400 to 1000 m3/h). At Ploemeur(Morbihan) an important groundwater reservoir is exploited as main tap water supply since June 1991 at an average pumping rate of 3000 m3/h. The main characteristics of this aquifer are 1) important water inflows localised in fractured pegmatites and 2) good pumped water quality ([N03]<10mg/l). ln fractured rocks fluid flow and transport properties are widely depending on the geometry of the fractured network. Yet an accurate knowledge of the flow in the system is fondamental for the management and the protection of the groundwater resources. We realised a hydrogeological characterisation to determine the substratum's structure and to identify the main processes at the origin of the water quality and the productivity of the aquifer. This multi-disciplinary study is based on geological observations and on the use of geophysical methods, hydraulic methods and hydrochemical methods. The zone is located on a geological contact between micaschistes and granite and is characterised by a horizontal geometry particularly favourable to the recharge of the aquifer. This model is in contrast with the classical proposed model for fractured aquifer in Brittany. Geophysical methods give the global geometry of the structure but do not allow a fine detection of the fractured pegmatites. Hydraulic properties have been measured thanks to hydraulic tests. This type of aquifer does not respond like the classical model developed in hydrogeology (i.e. intrinsic heterogeneity and the dimension of the flow zone). We deduced that the appropriate model for the aquifer of Ploemeur is a fractal aquifer with a flow dimension of 1.4. Finally the analyse of chemical data, mainly the nitrates concentrations, has allowed to determine the process at the origin of the quality 1) mixing between recent water (infiltrated after 1950 and high in nitrates concentration) and an old water and 2) natural denitrification with oxidation of the pyrite. Considering the denitrification process's a modelisation of the sequences of nitrates and sulphates have been done which give sorne quantitative information concerning the kinetics of this redox reaction and the dynamics of the mixing. which change with 'the pumping due to the development of preferential pathways between the surface and the depth fractured zone

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