Analyse des réservoirs aquifères en socle rocheux fracturé



D'importantes réserves d'eau souterraine se retrouvent dans le socle rocheux de toutes les régions du Québec. Il est donc important d'assurer la durabilité de la ressource en eau souterraine dans ces milieux, tant en quantité qu'en qualité. Il est toutefois difficile d'évaluer et de protéger cette ressource en raison de la complexité des milieux rocheux.

On rencontre au Québec divers contextes géologiques qui diffèrent par le type de roche, les structures géologiques, ainsi que les contraintes tectoniques. Tous ces facteurs déterminent les propriétés des aquifères constitués d'unités rocheuses fracturées et déformées. Les méthodes de caractérisation de ces aquifères ont été adaptées ou développée, puis testées dans plusieurs régions du Québec afin de développer une démarche d'investigation cohérente.

Interférences des dépôts granulaires dans l'estimation des propriétés hydrauliques du socle rocheux

Le socle rocheux est souvent recouvert de couches de dépôts granulaires (comme du sable) avec lesquelles des interactions et des échanges ont cours. Des sites expérimentaux au Saguenay-Lac-Saint-Jean ont permis à Sandra Richard, étudiante au doctorat, de mettre en évidence, de caractériser et de comprendre deux types d'échange hydraulique entre milieu granulaire et milieu rocheux. Les échanges d'eau peuvent se faire via les fractures du socle rocheux qui sont connectées directement avec le milieu granulaire sus-jacent. Le deuxième cas d'échange peut être dû à un écoulement parasite le long du puits si le tubage de ce dernier a été mal ancré dans le roc au moment du forage. Une des implications majeures de l'existence de connexions hydrauliques est la possibilité de contamination croisée des aquifères pouvant entrainer des problèmes environnementaux importants.

Hydrogéologie structurale du socle cristallin du seuil de Kénogami

Un modèle hydrogéologique conceptuel a été construit à partir des données de fracturation dans les roches et des caractéristiques de l'eau souterraine dans le seuil rocheux de Kénogami au Saguenay. Le projet de maîtrise de Daphne Pino a contribué à développer des méthodes pour caractériser les réseaux de fractures et pour interpréter le contexte dans lesquelles les fractures se sont formées. Ces informations sont utiles pour déterminer quelles sont les orientations de fractures les plus susceptibles de permettre à l'eau de s'écouler dans le roc.

Caractérisation d'aquifères régionaux à partir de mines souterraines en Abitibi-Témiscamingue

En Abitibi-Témiscamingue, les nombreuses mines souterraines offrent des accès intéressants pour caractériser les aquifères rocheux et l'eau souterraine qui y circule. Les entreprises minières, dans le cadre de leur opération, collectent plusieurs données utiles à la caractérisation hydrogéologique des aquifères rocheux. Ceci permet de réduire les coûts reliés à l'acquisition des informations, même si des données complémentaires sont tout de même requises. Par exemple, les données sur les volumes d'eau pompés par une mine peuvent servir à estimer des propriétés hydrogéologiques du milieu, à l'aide notamment de divers modèles mathématiques d'analyse. Aussi, les excavations souterraines permettent une bonne caractérisation de l'aquifère en 3D et l'accès à des points d'échantillonnage pour l'eau souterraine. Emmanuelle B. Gagné complète sa maîtrise sur ce sujet.

Contrôle des systèmes de fractures sur les propriétés hydrauliques des aquifères rocehux en Montérégie

En Montérégie-Est, les eaux souterraines pour l'alimentation en eau potable sont principalement extraites des aquifères de roche sédimentaire. Le projet de doctorat de Pierre Ladevèze a permis d'identifier deux patrons de fracturation distincts et orthogonaux à l'intérieur des domaines structuraux des Basses Terres du Saint-Laurent et les Hautes Terres appalachiennes. La majorité des puits plus profonds que 20 m montrent une diminution de la densité des fractures à l'intérieur des premiers 100 mde profondeur sous la surface du roc. Ces résultats sont utiles pour la gestion des ressources en eau et pour d'autres problématiques touchant le territoire, comme une potentielle exploitation des gaz de shale et le stockage géologique du CO2.

Pour une interprétation fine des essais de pompage en socle rocheux

Les travaux de doctorat réalisés par Anouck Ferroud permettront de caractériser les écoulements souterrains dans des aquifères fracturés et granulaires à partir d'une interprétation fine de données d'essai de pompage. On vise à comprendre les signatures hydrauliques face à un pompage à débit constant et à apporter des outils diagnostiques d'interprétation des essais de pompage. Ces travaux fourniront aux praticiens de nouveaux outils d'interprétation des essais hydrauliques en aquifères rocheux fracturés et faillés.

Retombées du projet

L'ensemble du projet a permis de développer des outils et des approches pour caractériser les différents types d'aquifères en milieu rocheux, afin de mieux les comprendre et d'en estimer la vulnérabilité. Une démarche d'investigation a été développée pour caractériser des structures géologiques dans différents contextes et évaluer les caractéristiques hydrogéologiques de ces aquifères. Les données obtenues lors de ce projet et les méthodologies développées pourront être utilisées pour mieux comprendre et gérer les ressources en eau souterraine.

Chercheur responsable

Alain Rouleau, Université du Québec à Chicoutimi

Équipe de recherche

  • Romain Chesnaux (Université du Québec à Chicoutimi)
  • Vincent Cloutier (université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)
  • Pierre A. Cousineau (Université du Québec à Chicoutimi)
  • Réal Daigneault (Université du Québec à Chicoutimi)
  • Amélia João Fernandes (secteur gouvernemental - Brésil)
  • René Lefebvre (Institut national de la recherche scientifique)
  • Roger H. Morin (Secteur gouvernemental - Colorado)
  • Miroslav Nastev (Commission géologique du Canada - Québec)
  • Denis W. Roy (Université du Québec à Chicoutimi)
  • Jean Roy (autre)
  • Ali Saeidi (Université du Québec à Chicoutimi)

Durée

2010-2013

Montant

225 000 $

Partenaires du projet

  • Ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs

Appel de propositions

Eaux souterraines