Caracterisation de la geochimie des eaux souterraines et des facteurs la controlant dans les regions de charlevoix et de la haute-cote-nord.

摘要

La caracterisation hydrogeochimique d'un systeme aquifere implique la caracterisation geochimique et isotopique de l'eau souterraine, ainsi que des differents facteurs inherents a son cheminement qui peuvent influencer sa composition. La chimie des eaux souterraines des regions de Charlevoix et de la Haute-Cote-Nord a ete etudiee dans le cadre du projet PACES-CHCN. Les resultats d'analyse chimique de 105 echantillons d'eau souterraine ont ete soumis a deux methodes d'analyse statistique multivariee, soit l'analyse hierarchique en grappes (AHG) et l'analyse factorielle en mode R (AFR), combinees a plusieurs methodes d'analyse graphique. Cela a permis de determiner quatre grappes d'eau representatives de differents stades d'evolution des eaux souterraines dans ces regions. Les eaux souterraines de type Ca-HCO3 et faiblement mineralisees de la grappe 1 correspondent a des eaux recemment infiltrees provenant d'aquiferes granulaires en zone de recharge. A l'inverse, les eaux souterraines de type Na-(HCO 3-Cl) de la grappe 4 sont les plus salines et correspondent a des eaux plus evoluees provenant possiblement d'aquiferes rocheux confines en zone de decharge. Les grappes 2 et 3 sont respectivement constituees d'eaux souterraines de type (Ca-Na)-HCO 3 et Ca-HCO3 plus mineralisees que les eaux de la grappe 1, correspondant a des eaux intermediaires entre les grappes 1 et 4, et provenant d'aquiferes granulaires et rocheux probablement interconnectes. Cinq principaux facteurs influencant la geochimie des eaux souterraines ont ete identifies, soit i) la recharge par des eaux de precipitations recentes, ii) les interactions geochimiques eau-roche, iii) les echanges ioniques, iv) la presence d'aquitards d'argile marine ou d'intrusions d'eau salee, et v) les connexions hydrauliques entre le socle rocheux et les depots granulaires surfaciques. A partir d'un modele numerique et des analyses chimiques, une relation entre l'âge de l'eau, sa geochimie, et son parcours a ete mise en evidence pour un bassin versant particulier. L'âge de l'eau augmente de facon exponentielle avec la profondeur, suggerant que la composante horizontale de l'ecoulement de l'eau souterraine predomine sur la composante verticale. La concentration en Cu2+, Pb 2+ et Zn2+ est plus importante pour des eaux provenant de zones peu profondes tandis que la concentration en Mo2+ et Se2+ est plus importante pour des eaux provenant de zones plus profondes dans le socle rocheux. Des concentrations plus importantes en Pb2+ et Zn2+ pour des eaux provenant d'aquiferes rocheux fractures seraient alors indicatrices de connexions hydrauliques entre le socle rocheux et les depots granulaires, tandis que des concentrations plus importantes en Mo2+ et Se2+ pourraient etre indicatrices d'une evolution vers des eaux souterraines plus matures. Bien que la fiabilite des resultats obtenus soit contestable, cela confirme qu'une modelisation numerique de l'ecoulement de l'eau souterraine permettrait de mieux comprendre la geochimie de l'eau en relation avec le contexte hydrogeologique et l'evolution spatio-temporelle dans le systeme hydrodynamique souterrain.