Modalités et processus de la contamination des eaux souterraines : application à la présence du sélénium dans la nappe de la craie (Nord de la France)

Procedures and processes of groundwater contamination : application to the presence of selenium in the chalk aquifer (North of France)

• Auteur / Autrice : Hind Benabderraziq
• Direction : Isam Shahrour, Daniel Bernard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 30/04/2014
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochimie

Spéciation

Sélénium

Alluvions

Extraction (chimie)

Isotopes

Strontium

Teneur en sélénium

Eaux souterraines -- Pollution

Mots clés libres

Nappe de la craie

Résumé

Dans le Nord de la France, les eaux de la nappe de la craie sénoturonienne situées au sud de Lille (Emmerin, Houplin-Ancoisne, les Ansereuilles et Salomé) sont confrontées à l'augmentation du sélénium dépassant la limite de potabilité (10 μg.L-1) avec une variabilité spatiale et locale qui atteint parfois 60 μg.L-1. Les différents niveaux lithologiques, à l'exception de la craie sénonienne, contiennent du sélénium naturel. Les valeurs maximales mesurées se singularisent dans les niveaux argileux de l'Yprésien (4.87 mg/kg), les argiles alluvionnaires (4.8 mg/kg) et les sédiments des cours d'eau avec une part importante d'origine anthropique (entre 2.1 à 15.8 mg/kg). Le sélénium a une grande affinité à la matière organique. Parmi ses phases porteuses, la fraction soluble/échangeable est la fraction de sélénium la plus mobile. Les isotopes du strontium couplés avec Ca/Sr et Mg/Sr ainsi que les rapports isotopiques de strontium 87Sr/86 Sr ont été utilisés pour identifier les principales masses d'eau souterraines et leurs mélanges. Les conditions du milieu oxydantes ou réductrices sont contrôlées par les variations du niveau piézométrique qui est sous influence des variations inter-annuelles et saisonnières de la nappe et les pompages. Néanmoins, chaque champ captant se distingue par ses conditions géologiques et hydro-géochimiques. La mobilisation du sélénium peut se faire par le biais des eaux d'infiltration (par le haut), les fluctuations de la nappe (par le bas), les transferts latéraux (interconnexions entre forages par effet des gradients hydrauliques) et les mélanges des eaux provenant des secteurs avoisinants.

In north France, the concentration of selenium in the groundwater of the Turonian-Senonian chalk layers located in the south of Lille (Emmerin, Houplin -Ancoisne , the Ansereuilles and Salome) exceeds drinking-water limit of 10 µg/L and reaches 60 μg/L in some located small areas. The various lithological levels, except the Senonian chalk, contain natural selenium. The maximum measured values stand out in the Ypresian clay layer (4.87 mg/kg), alluvial clays (4.8 mg/kg) and sediments of rivers with important influence of anthropogenic origin (between 2.1 to 15.8 mg/kg). Selenium has a high affinity to the organic material. The soluble/exchangeable fraction is the most mobile selenium one. Strontium isotopes coupled with Ca/Sr and Mg/Sr and strontium isotopes ratios 87Sr/86Sr were used to identify the main groundwater bodies and theirs mixtures. Oxidizing or reducing environment conditions are controlled by the variations in the groundwater level which is influenced by the inter-annual and seasonal changes in the water and pumping process. However, each well field is characterized by its geological and hydro–geochemical conditions. The selenium may be mobilized through seepage (from the top), water levels variations (from the bottom), lateral transfers (interconnections between boreholes due to hydraulic gradients) and mixtures of water from surrounding areas.