Apports de l'hydrodynamique et de la géochimie à la caractérisation des nappes de l'Oligocène et de l'Eocène et à la reconnaissance de leurs relations actuelles et passées : origine de la dégradation de la nappe de l'Oligocène (sud-ouest du bassin parisien)

Contribution of hydrodynamics and geochemistry to characterize Oligocene and Eocene groundwater bodies and to evidence their present and past relations : origin of the degradation of the Oligocene groundwater body (south-west of the Paris basin)

• Auteur / Autrice : Vincent Schneider
• Direction : Laurent Dever
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Sciences de la terre
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

France, bassin parisien

Eau souterraine

Aquifère

Sables de Fontainebleau

Hydrochimie

Interaction eau roche

Action anthropique

Résumé

Les aquifères du Bassin de Paris constituent une ressource importante, largement exploitée pour l'alimentation en eau, et en particulier la nappe libre des Sables de Fontainebleau. L'objectif est d'identifier les sources et les processus à l'origine de la dégradation de la qualité de cette nappe au cours des dernières décennies, et nécessite une approche pluridisciplinaire utilisant à la fois l'hydrogéologie, l'hydrodynamique, l'hydrogéochimie et la géochimie isotopique, dans un système où plusieurs aquifères interagissent. La région est dominée par les zones urbaines et agricoles. La signature géochimique de la nappe relève des interactions eau-roche et les teneurs en sulfates sont parfois très importantes : elles constituent le trait majeur de la dégradation de la nappe. Trois sources de contamination ont été identifiées : (1) les activités agricoles ; (2) un transfert ascendant d'eau et/ou de solutés depuis la nappe sulfatée de l'Éocène ; (3) les interactions eau-roche avec le faciès sombre des Sables de Fontainebleau, dans lequel ont été mises en évidence pyrite (FeS2) et célestite (SrSO4). La faisabilité de chaque processus est discutée, en particulier à partir de l'utilisation des isotopes stables des sulfates (18O, 34S). Il s'avère que la célestite ne peut être formée qu'à partir des sulfates éocènes, apportés par drainance ascendante lors du creusement des vallées (i. E. à partir de 800 ka). La dégradation récente de la qualité de la nappe de l'Oligocène proviendrait de l'augmentation des volumes prélevés, provoquant un forçage du renouvellement des eaux, et favorisant la remobilisation d'un stock de sulfates présent à la base de l'aquifère, dans le faciès sombre.

Groundwater of the Paris basin gathers a huge water resource, largely exploited for water supply, mainly from the shallow unconfined aquifer of the Fontainebleau Sands. The objective of this work is to identify sources and processes involved in the degradation of the quality of the Fontainebleau Sands aquifer since the last decades. This requires a multidisciplinary approach using both hydrogeology, hydrodynamics and isotope hydrochemistry in a complex system where several waterbody may interact. The study area is dominated by urban and agricultural activities. Water-rock interactions are responsible for the groundwater geochemical feature, and concentrations in sulphate are rather high, that constitutes the main aspect of the degradation of the groundwater body. Three sources of contamination are identified: (1) agricultural activities; (2) an upward leakage of water and/or solutes from the Eocene sulphated groundwater body; (3) water-rock interactions with the Fontainebleau sands dark feature, in which pyrite (FeS2) and celestite (SrSO4) have been evidenced. Each geochemical-hydrogeological process is discussed, mainly through the use of sulphates stable isotopes (18O, 34S). It turns out that celestite could only originate from Eocene sulphates, brought by the upward leakage during valleys formation (i. E. From 800 ka). The recent quality degradation of the Oligocene groundwater body originates from the increase of water volumes pumped, inducing a forced renewal of the waters, and favouring the remobilization of a sulphate stock existing at the aquifer basis, in the dark feature.