Approche multi-traceurs pour la détermination de l’origine des nitrates dans les eaux souterraines : exemple d’une source karstique dans les Landes, Thèse Cyrielle Briand, 2013
Les nitrates, largement dérivés des activités anthropiques posent un réel problème pour la santé et l’environnement lorsqu’ils se retrouvent dans le milieu naturel, en particulier lorsque la ressource est destinée à la production d’eau potable. Déterminer l’origine de ces nitrates est alors une première étape indispensable pour assurer ensuite une meilleure gestion de ces ressources en eau. C’est dans ce but, qu’une approche multi-traceurs originale a été développée sur la source karstique du Marseillon, située dans le Sud-Ouest de la France et exploitée pour l’eau potable. Une stratégie d’échantillonnage a été menée entre octobre 2010 et janvier 2013 à différentes échelles spatiales (du régional à l’étude du forage) et temporelles (du suivi mensuel au suivi horaire). Les outils hydrodynamiques et géochimiques ont mis en évidence une contribution importante d’une eau pauvre en nitrate à l’alimentation de la source. Les outils isotopiques (?15N-NO3, ?18O-NO3 et ?11B) et microbiologiques ont permis d’identifier une connexion hydraulique entre les eaux de surface et la source du Marseillon, favorisée pendant les épisodes de crues de surface. Les outils de datation ont permis d’estimer une contribution d’environ 80% d’une eau de 1980 et de 20 % d’une eau rechargée au cours de l’année de la mesure (2011) caractérisée par des nitrates d’origine organique et des contaminations fécales humaines et animales. Les résultats obtenus ainsi que la démarche développée dans cette thèse ont permis de dresser les grandes lignes d’un guide méthodologique, accessible aux plus grand nombre d’acteurs de l’eau, pour la détermination de l’origine des nitrates dans les eaux souterraines.
Projet Audignon, BRGM
Synthèse hydrogéologique de la structure d’Audignon - Comportement karstique et intégration dans les écoulements régionaux du Sud du bassin Aquitain
Le projet intitulé « Projet Audignon - Synthèse hydrogéologique de la structure d’Audignon - Comportement karstique et intégration dans les écoulements régionaux du Sud du bassin Aquitain », est financé par l’Agence de l’Eau Adour Garonne, le BRGM, le Conseil Départemental des Landes, et le Syndicat Intercommunal des Eaux et de l’Assainissement de Marseillon.
Dans le sud du Bassin aquitain, les formations carbonatées se retrouvent à l’affleurement à la faveur notamment de structures anticlinales qui sont la conséquence de l’orogenèse pyrénéenne. Ces affleurements pouvant être le siège d’une karstification, constituent par ailleurs des zones d’alimentation ou d’exutoire potentiels des nappes dites profondes régionales. Parmi cette série d’antiformes, l’anticlinal d’Audignon se situe au sud de Mont-de-Marsan et porte à l’affleurement des formations du Crétacé supérieur, du Paléocène et de l’Éocène disposées de manière concentrique sur environ 80 km2 (Figure 1).
- Figure 1 A) Localisation de l’anticlinal d’Audignon, représenté par un polygone rouge, sur la carte géologique de la France au 1/1 000 000e. B) Carte de la géologie de l’anticlinal d’Audignon. Localisation des sources du Marseillon et positionnement du trait de coupe de la Figure 3 (Briand, 2014 d’après Oller, 1986). C) Coupe nord-sud de l’anticlinal d’Audignon (modifié de Briand, 2014 d’après Oller, 1986)
Les études hydrogéologiques concernant ces structures anticlinales, trop peu nombreuses et relativement anciennes si l’on considère par exemple le secteur d’Audignon (Armand, 1994 ; Douez, 2007 ; Feinberg, 1964 ; Guingand, 1978 ; Oller, 1986), laissent la place à des interrogations quant au rôle de chacune de ces structures dans l’hydrodynamisme régional.
Sur l’anticlinal d’Audignon, des travaux plus récents tels que ceux de Fiquet & Armand (2000) ainsi que de Briand (2014) ont démontré le rôle de la karstification dans les transferts rapides d’eau depuis la surface au sein de ces aquifères qui alimentent par ailleurs des sources stratégiques pour la région dont celle du Marseillon exploitée à 6000 m3/j, et principale ressource du secteur. Le comportement en partie karstique à Audignon engendre une vulnérabilité forte des eaux souterraines vis-à-vis des pollutions de surface, notamment celles liées aux nitrates, et des problèmes de turbidité interviennent fréquemment sur la source du Marseillon. Ces phénomènes ont été observés en parallèle de crues du Laudon (cours d’eau proche) dont une partie pourrait s’infiltrer pour rejoindre la résurgence. La compréhension du schéma de fonctionnement de la structure anticlinale, et de la source du Marseillon en particulier, doit permettre d’améliorer la protection de la ressource d’un point de vue quantitatif et qualitatif et de préciser le rôle de cet anticlinal en tant qu’exutoire et/ou zone de recharge des aquifères profonds.
Les travaux menés portent sur une revisite du contexte géologique conduisant notamment à la réalisation d’un modèle qui s’appuiera sur la validation des logs de forages et des cartes géologiques ainsi que sur l’interprétation et l’intégration des profils de sismique réflexion. La cohérence géométrique du modèle géologique construit sera validée via la confrontation de sa réponse gravimétrique aux données gravimétriques acquises dans le cadre du projet. Dans un second temps, l’utilisation de méthodes d’inversion gravimétrique permettra d’obtenir une distribution (sous forme de probabilités) des densités au sein des différentes couches modélisées. Le but recherché est de relier ces informations aux données de karstologie et d’hydrologie afin d’approcher une distribution de la karstification au sein des formations réservoirs. À l’issue de ce travail, une vision claire de la géométrie de la structure devra être apportée et une évaluation des niveaux karstifiés pourra être approchée afin, notamment, de rendre compte de la vulnérabilité des eaux souterraines du secteur.
En parallèle, les travaux hydrogéologiques porteront sur la quantification des écoulements au travers de la réalisation de cartes piézométriques hautes eaux/basses eaux ainsi que des mesures du débit du Marseillon et du cours d’eau du Laudon (instrumentation continue). L’approche qualitative consistera en l’acquisition de données de physico-chimie de base (température, conductivité, pH, Potentiel rédox (Eh), O2 dissous), d’ions majeurs et d’isotopes (13C, 18O, 2H, Strontium) sur les sources et forages de la structure.
L’ensemble des données géologiques et hydrogéologiques acquises sera analysé pour proposer un modèle conceptuel de fonctionnement du ou des formations aquifères de la structure. Seront précisés en particulier le rôle d’alimentation ou d’exutoire de la structure par rapport aux formations profondes ainsi qu’une estimation de la ressource renouvelable ou disponible au sein des formations. Au niveau de la source du Marseillon, l’évaluation du bassin d’alimentation et la mise en place d’indicateurs permettant de prévoir la survenue de turbidité sont attendues.
