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1er atelier de transfert des connaissances sur les eaux souterraines en Outaouais
Atelier organisé par :le Réseau québécois sur les eaux souterraines,
l’Université Laval, l’Université du Québec à Trois-Rivièreset l’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais
Septembre 2015
CAHIER DU PARTICIPANT
Le réseau québécois sur les eaux souterraines (RQES)
Le RQES a pour mission de consolider et d’étendre les collaborations entre les équipes de recherche universitaire et le Ministère du Développement Durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques d’une part, et les autres organismes gouvernementaux et non gouvernementaux, les consultants, les établissements d’enseignement et autres organismes intéressés au domaine des eaux souterraines au Québec, en vue de la mobilisation des connaissances scientifiques sur les eaux souterraines.
Le RQES poursuit les objectifs spécifiques suivants :
• Identifier les besoins des utilisateurs en matière de recherche, d’applications concrètes pour la gestion de la ressource en eau souterraine, et de formation;
• Faciliter le transfert des connaissances acquises vers les utilisateurs afin de soutenir la gestion et la protection de la ressource;
• Servir de support à la formation du personnel qualifié dans le domaine des eaux souterraines pouvant répondre aux exigences du marché du travail actuel et futur en recherche, en gestion et en consultation.
Pour en savoir plus : www.rqes.ca
Le Département de géologie et de génie géologique de l’Université Laval
La géologie et le génie géologique s’intéressent à l’histoire et l’évolution de la Terre pour comprendre et prédire les processus naturels. La compréhension de ces processus naturels est essentielle pour découvrir et exploiter les ressources en métaux, minéraux et matériaux industriels, eaux souterraines et hydrocarbures si importants pour le bien-être de notre société. La connaissance de ces processus naturels permet de guider la société vers une utilisation rationnelle de la masse continentale et des fonds océaniques. Elle offre les outils qui servent à prévoir les risques naturels (glissements de terrain, tremblements de terre, volcanisme) qui peuvent mettre en danger la vie et les biens de la société.
La mission du département est d’offrir aux étudiantes et étudiants des programmes de qualité, qui les prépareront adéquatement au marché du travail. Les membres du Département de géologie et de génie géologique sont également fortement impliqués en recherche.
Pour en savoir plus : www.ggl.ulaval.ca
L’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais
L’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais (ou L’ATINO) est un organisme sans but lucratif qui propose une gamme de services aussi longue que son nom dans le domaine de la géomatique en lien avec le développement du territoire. Que ce soit en environnement, en aménagement, en publication de données socio-économiques ou dans tous autres domaines reliés à la gestion du territoire, L’ATINO intègre des connaissances multiples pour optimiser la prise de décision. L’agence met en place et consolide un système intégré d’aide à la décision dans une perspective de développement durable et d’optimisation des investissements publics tout en exploitant ces informations pour développer des applications modèles qui répondent aux besoins exprimés par les principaux acteurs de la région en matière de développement du territoire. Fort de ses 18 ans d’existence, L’ATINO est un pilier dans la gestion du territoire en Outaouais.
Pour en savoir plus : www.latino.qc.ca
Ce 1er atelier de transfert des connaissances issues du Projet d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES) en Outaouais s’inscrit dans le cadre du projet Protéger et gérer les eaux souterraines, rendu possible grâce au financement du Programme de soutien à la valorisation et au transfert du ministère de l’Économie, de l’Innovation et des Exportations. Il est le résultat d’un travail conjoint entre le Réseau québécois sur les eaux souterraines (RQES), les chercheurs du Département de géologie et génie géologique de l’Université Laval, l’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais (L’ATINO) et la Chaire de recherche UQTR en écologie du paysage et aménagement :
• Guillaume Comeau, professionnel de recherche, équipe de recherche du PACES en Outaouais, Université Laval (maintenant chez SNC-Lavalin inc.)
• Marie-Catherine Talbot Poulin, professionnelle de recherche, équipe de recherche du PACES en Outaouais, Université Laval• John Molson, professeur, coordonnateur du PACES en Outaouais, Université Laval• Yohann Tremblay, professionnel de recherche, équipe de recherche du PACES en Outaouais, Université Laval, et agent de
transfert, RQES, préparation de l’atelier de transfert• Anne-Marie Decelles, agente de transfert du RQES• Stéphanie Ayotte, coordonnatrice de L’ATINO• Julie Ruiz, professeure et titulaire de la Chaire de recherche UQTR en écologie du paysage et aménagement, conception
de l’atelier de transfert
Les organisateurs tiennent à remercier Emploi-Québec pour le prêt des locaux permettant la tenue de l’atelier.
Références à citer
L’ensemble des informations hydrogéologiques provient du rapport final du PACES en Outaouais et des cartes associées. Ces documents doivent être cités comme suit :
Comeau, G., Talbot Poulin, M.C., Tremblay, Y., Ayotte, S., Molson, J., Lemieux, J.M., Montcoudiol, N., Therrien, R., Fortier, R., Therrien, P., Fabien-Ouellet, G. (2013). Projet d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines en Outaouais, Rapport final. Département de géologie et de génie géologique, Université Laval, juillet 2013, 148 pages, 24 annexes, 25 cartes.
L’ensemble des informations sur les notions hydrogéologiques fondamentales provient d’un travail de vulgarisation réalisé par un comité de travail du RQES. Toute utilisation de ces notions doit être citée comme suit :
Ferlatte, M., Tremblay, Y., Rouleau, A. et Larouche, U. F. 2014. Notions d’hydrogéologie $ Les eaux souterraines pour tous. Première Édition. Réseau québécois sur les eaux souterraines (RQES). 63 p.
Le présent document résulte d’un travail de vulgarisation des connaissances sur les eaux souterraines issues du PACES en Outaouais :Tremblay, Y., Ruiz, J. et Comeau, G. 2015. 1er atelier de transfert des connaissances sur les eaux souterraines en Outaouais, cahier du participant. Document préparé par le RQES, avec la contribution de l’Université Laval et l’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais, pour les acteurs de l’aménagement du territoire.
La plupart des figures et photographies reproduites dans ce document appartiennent au Réseau québécois sur les eaux souterraines. Lorsque ce n’est pas le cas, le crédit photographique (source) est indiqué sous l’image.
Table des matières
Index des notions clés 6
Guide de lecture du cahier des participants 7
Votre équipe de formation 8
1. Les notions hydrogéologiques fondamentales 9
Nappe, aquifère et aquitard 10
Différents types d’aquifères 11
Types de dépôts meubles 12
Conditions de confinement 13
Piézométrie 14
Recharge et résurgence 14
Vulnérabilité de l’eau souterraine 15
Qualité de l’eau 16
2. Les caractéristiques régionales de l’eau souterraine 17
Résumé du PACES en Outaouais 18
Limites générales de l’étude 19
Utilisation de l’eau souterraine 19
Deux secteurs aux contextes hydrogéologiques distincts 20
3. Les contextes hydrogéologiques des Hautes-terres –
secteur Papineau ou de la Vallée 23
Coupe hydrostratigraphique 24
Épaisseur des dépôts meubles 26
Épaisseur des aquifères de dépôts meubles 28
Confinement 30
Piézométrie 32
Recharge 34
Vulnérabilité 36
Qualité de l’eau 38
Exercices de synthèse 40
4. Les contextes hydrogéologiques des Basses-terres –
secteur Gatineau ou Pontiac 45
Coupe hydrostratigraphique 46
Épaisseur des dépôts meubles 48
Épaisseur des aquifères de dépôts meubles 50
Confinement 52
Piézométrie 54
Recharge 56
Vulnérabilité 58
Qualité de l’eau 60
Exercices de synthèse 62
Bibliographie 67
Mes notes personnelles 68
Index des notions clés
Aquifère 10
Aquifère confiné, semi confiné et non confiné 13
Aquifère de dépôts meubles 11
Aquifère de roc fracturé 11
Aquitard 10
Concentrations maximales acceptables 16
Conductivité hydraulique 10
Dépôts meubles 11
DRASTIC 15
Eau souterraine 10
Évolution de l’eau souterraine 16
Minéralisation de l’eau souterraine 16
Nappe 10
Nappe captive, libre et semi-captive 13
Niveau piézométrique 14
Objectifs esthétiques 16
Piézométrie 14
Porosité 10
Recharge 14
Résurgence 14
Roc fracturé 11
Sédiments alluviaux 12
Sédiments éoliens 12
Sédiments fluvioglaciaires 12
Sédiments glaciaires 12
Sédiments lacustres 12
Sédiments marins 12
Sédiments organiques 12
Till 12
Vulnérabilité 15
Zone saturée et non saturée 10
Zone vadose 10
7
Guide de lecture du cahier des participants
L’organisation du cahier en lien avec le déroulement de l’atelier
1. Les notions hydrogéologiques fondamentales
2. Les caractéristiques régionales de l’eau souterraine
3. Les contextes hydrogéologiques des Hautes-terres :- Exercices sur données spécifiques - Exercice de synthèse
Présentation introductive
Ateliers en sous-groupes
4. Les contextes hydrogéologiques des Basses-terres :- Exercices sur données spécifiques - Exercice de synthèse
Définitions des NOTIONS CLÉS en hydrogéologie
on renvoie au numéro de page où se trouvent les définitions des notions clés
Niveau de difficulté des questions :
facile
moyennement facile
difficile
Exercices de compréhension des informations hydrogéologiques
M
D
F
Tout au long du cahier
8
Votre équipe de formation
Yohann TremblayM.Sc. Sciences de l’eauAgent de transfert du RQESDépartement de géologie et génie géologique, Université Laval1065 av. de la MédecineQuébec (Qc) G1K 7P4418-656-2131 poste [email protected]
Vos animateurs
Anne-Marie DecellesM.A. Développement régionalAgente de transfert du RQESDépartement des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois-RivièresCP 500, Trois-Rivières (Qc) G9A 5H7819-376-5011 poste [email protected]
John MolsonIng., Ph.D. HydrogéologieProfesseurDépartement de géologie et degénie géologiqueUniversité Laval1065 av. de la MédecineQuébec (Qc) G1K [email protected]
Vos experts en eaux souterraines
Marie-Catherine Talbot PoulinIng., M.Sc. HydrogéologieProfessionnelle de rechercheDépartement de géologie et degénie géologiqueUniversité Laval1065 av. de la MédecineQuébec (Qc) G1K 7P4418-656-2131 poste [email protected]
Stéphanie AyotteGéographe, M.Sc. EnvironnementCoordonnatrice et secrétaire de la corporation L’Agence de traitement de l’information numérique de l’Outaouais266, rue VigerPapineauville (Qc) J0V [email protected]
Guillaume ComeauIng., M.Sc. HydrogéologieChargé de projetEnvironnement et eauSNC-Lavalin inc.5500 boul. des Galeries, Bureau 200Québec (Qc) G2K 2E2418-621-5500 poste [email protected]
9
1. Les notions hydrogéologiques fondamentales
10
NAPPE, AQUIFÈRE ET AQUITARD
L’EAU SOUTERRAINE est l’eau qui se trouve sous la surface du sol et qui remplit les espaces vides du milieu géologique.
Définitions de base
La POROSITÉ est le volume (en %) des pores, c’est-à-dire des espaces vides au sein de la matrice solide.
• Plus la porosité est élevée, plus il y a d’espace disponible pour emmagasiner de l’eau.
La CONDUCTIVITÉ HYDRAULIQUE est l’aptitude d’un matériau à se laisser traverser par l’eau.
• Plus les pores sont interconnectés, plus le milieu géologique est perméable et plus l’eau peut pénétrer et circuler facilement.
Nappe et aquifère, de quoi parle-t-on?
La NAPPE représente l’eau souterraine qui circule dans un aquifère.
• C’est le contenu.
Un AQUIFÈRE est une formation géologique saturée en eau et suffisamment perméable pour permettre son pompage.
• C’est le contenant.
Comment cela fonctionne-t-il ?
L’eau qui s’infiltre dans le sol percole verticalement et traverse la ZONE NON SATURÉE (ou zone vadose) pour atteindre la NAPPE et la ZONE SATURÉE, et ainsi contribuer à la recharge de l’aquifère. Comme pour l’eau en surface, l’eau souterraine s’écoule dans l’aquifère, mais beaucoup plus lentement que dans les rivières.
Qu’est-ce qu’un aquitard ?
L’AQUITARD est un milieu géologique très peu perméable, c’est-à-dire de très faible conductivité hydraulique, dans lequel l’eau souterraine s’écoule difficilement. Il agit comme barrière naturelle à l’écoulement et protège ainsi l’aquifère sous-jacent des contaminants venant de la surface.
Circulation de l’eau souterraine entre les pores
11
DIFFÉRENTS TYPES D’AQUIFÈRES
Quels sont les milieux géologiques qui constituent des aquifères ?
Deux types de milieux géologiques constituent des aquifères :
• le ROC FRACTURÉ qui constitue la partie supérieure de la croûte terrestre ;
• les DÉPÔTS MEUBLES qui sont l’ensemble des sédiments qui proviennent de l’érosion du socle rocheux et qui le recouvrent.
AQUIFÈRE DE ROC FRACTURÉ
Les pores de la roche contiennent de l’eau souterraine, mais leur faible interconnexion ne permet pas une circulation efficace de l’eau.
Les fractures contiennent aussi de l’eau souterraine et permettent une circulation d’eau parfois suffisante pour le captage.
En forant un puits dans ce type d’aquifère, on cherche à rencontrer le plus de fractures possible.
AQUIFÈRE DE DÉPÔTS MEUBLES
Lorsqu’un dépôt meuble est constitué de particules grossières (ex.: sables et graviers), il forme un AQUIFÈRE si son épaisseur saturée en eau est suffisante.
• Plus les pores sont gros, plus ils sont interconnectés et plus l’aquifère de dépôts meubles est perméable.
• Le pompage de débits importants est souvent possible.
Lorsqu’un dépôt meuble est constitué de particules fines (ex.: argiles et silts), il forme un AQUITARD.
• Plus les pores sont petits, moins l’eau est accessible et moins le dépôt meuble est perméable.
Roc fracturé
Graviers
Argiles
12
TYPES DE DÉPÔTS MEUBLES
SÉDIMENTS GLACIAIRES (TILL)
Résulte du transport par les glaciers de fragments arrachés au socle rocheux et la reprise en charge de dépôts meubles anciens.
• Composé de grains de toutes tailles dans une matrice de sable, silt ou argile — généralement aquitard, rarement aquifère.
SÉDIMENTS FLUVIOGLACIAIRES
Mis en place par les eaux de fonte, pendant la déglaciation, au contact ou à proximité du glacier.
• Composés de sable, gravier, cailloux et blocs — aquifère.
SÉDIMENTS MARINS et LACUSTRES
Mis en place, après la déglaciation, dans la mer de Champlain ou dans des lacs.
• Lorsque mis en place en eau profonde, composés de silt et d’argile — aquitard.
• Lorsque mis en place en eau peu profonde, près du littoral ou dans un delta, composés de sable et gravier — aquifère.
SÉDIMENTS ALLUVIAUX
Mis en place par les cours d’eau actuels ou anciens.• Composés de silt, sable, cailloux ou gravier —
aquifère.
SÉDIMENTS ÉOLIENS
Mis en place par l’action du vent. • Composés de sable — aquifère.
SÉDIMENTS ORGANIQUES
Constituent les milieux humides.• Composés de matière organique peu perméable —
aquitard.
Till à matrice sableuse
Sédiments fluvioglaciaires
Argiles marines Sédiments deltaïques
Sédiments alluviaux
Tourbe
Till à matrice fine
Sédiments éoliens
13
CONDITIONS DE CONFINEMENT
Un aquifère à CONFINÉ (ou à nappe captive) est«emprisonné» sous un aquitard. Il n’est pas directement rechargé par l’infiltration verticale et se retrouve ainsi protégé des contaminants provenant directement de la surface. Sa zone de recharge est située plus loin en amont, là où la couche confinante n’est plus présente. Il a une pression plus élevée que la pression atmosphérique.
Un aquifère à NON CONFIÉ (ou à nappe libre) n’est pasrecouvert par un aquitard et est en contact direct avecl’atmosphère. Il peut être directement rechargé parl’infiltration verticale et est donc généralement plusvulnérable à la contamination.
Un aquifère à SEMI CONFINÉ (ou à nappe semi captive) est un cas intermédiaire pour lequel les couches sus-jacentes ne sont pas totalement imperméables, dû à leur composition ou leur faible épaisseur. Il est modérément rechargé et protégé.
14
RECHARGE ET RÉSURGENCE
La RECHARGE contribue au renouvellement de l’eau souterraine en alimentant l’aquifère par l’infiltration des précipitations depuis la surface.
Le taux de recharge est liée aux conditions climatiques, à l’occupation du sol, à la topographie et aux propriétés physiques du sol. Elle varie donc sur le territoire.
• Un climat sec, le confinement, un terrain pentu ou l’imperméabilisation des surfaces en milieu urbain limitent la recharge.
Une RÉSURGENCE correspond à l’exutoire de l’eau souterraine qui refait surface, lorsque le niveau piézométrique de la nappe dépasse le niveau de la surface du sol.
• Les résurgences sont généralement diffuses, c’est-à-dire largement étendues. Par exemple, les cours d’eau constituent souvent des zones de résurgence, tout comme les milieux humides.
• Elles sont parfois ponctuelles, c’est-à-dire localisées en un point précis, et constituent alors des sources.
En période d’étiage, l’essentiel de l’eau qui s’écoule dans les cours d’eau provient de l’apport des eaux souterraines. Cette eau contribue alors au débit de base des cours d’eau.
PIÉZOMÉTRIE
Le NIVEAU PIÉZOMÉTRIQUE (ou charge hydraulique) correspond à l’élévation que le niveau de l’eau souterraine mesurée dans un puits atteint pour être en équilibre avec la pression atmosphérique.
La piézométrie représente l’élévation du niveau de l’eau souterraine dans un aquifère, tout comme la topographie représente l’altitude du sol. Elle permet de connaître le sens de l’écoulement de l’eau souterraine dans l’aquifère, qui va des zones à piézométrie plus élevée vers celles où la piézométrie est plus basse.
Carte piézométrique
Source d’eau souterraine
15
La méthode DRASTIC fournit une évaluation relative de la vulnérabilité intrinsèque d’un aquifère, soit sa susceptibilité à être affecté par une contamination provenant de la surface.
L’indice DRASTIC peut varier entre 23 et 226. Plus l’indice est élevé, plus l’aquifère est vulnérable à la contamination.
Le risque de contamination des eaux souterraines peut être estimé en jumelant l’indice DRASTIC et l’impact des activités humaines présentant un danger potentiel de contamination des eaux souterraines. L’identification des secteurs à risque élevé permet de cibler les zones sensibles où des mesures particulières de gestion doivent être mises en œuvre afin de protéger les eaux souterraines.
Le potentiel de contamination de chaque activité humaine dépend de plusieurs facteurs, dont la nature et la quantité de contaminants, la superficie de la zone touchée et la récurrence du rejet.
VULNÉRABILITÉ DE L’EAU SOUTERRAINE
Le calcul de l’indice DRASTIC tient compte de sept paramètres physiques et hydrogéologiques :
16
QUALITÉ DE L’EAU
Géochimie de l’eau
La composition géochimique de l’eau souterraine est influencée en grande partie par la dissolution de certains minéraux présents dans les matériaux géologiques. Plus la distance parcourue par l’eau souterraine dans l’aquifère est grande, et plus son temps de résidence est long, plus elle sera ÉVOLUÉE et MINÉRALISÉE, c’est-à-dire concentrée en minéraux dissous.
Les conditions de confinement de l’aquifère influencent la géochimie de l’eau souterraine :
• Aquifère non confiné : eau récente, peu évoluée et minéralisée, signature géochimique se rapprochant de l’eau des précipitations;
• Aquifère confiné : eau ancienne, plus évoluée et minéralisée, parfois saumâtre.
Critères de qualité de l’eau
Les CONCENTRATIONS MAXIMALES ACCEPTABLES (CMA) sont des normes bactériologiques et physicochimiques visant à éviter des risques pour la santé humaine. Elles proviennent du Règlement sur la qualité de l’eau potable du Gouvernement du Québec (2015a).
• Ex. : Baryum < 1 mg/L, pour éviter des maladies cardiovasculaires ou une augmentation de la pression artérielle.
• Ex. : Fluorures < 1,5 mg/L, afin de prévenir la fluorose dentaire.
Les OBJECTIFS ESTHÉTIQUES (OE) sont des recommandations pour les paramètres ayant un impact sur les caractéristiques organoleptiques de l’eau (couleur, odeur, goût), mais n’ayant pas d’effets néfastes reconnus sur la santé humaine. Les paramètres dont la présence peut entraîner la corrosion ou l’entartrage des puits ou des réseaux d’alimentation en eau sont aussi visés par ces objectifs. Ils sont publiés par Santé Canada (2014).
• Ex. : Fer < 0,3 mg/L, fondé sur le goût et les taches sur la lessive et les accessoires de plomberie.
• Ex. : Sulfures < 0,05 mg/L, fondé sur le goût et l’odeur.
17
2. Les caractéristiques régionales de l’eau souterraine
18
Résumé du PACES en Outaouais
Le PACES en Outaouais dresse le portrait régional de la ressource en eau souterraine et permet ainsi de pallier le manque d’information sur cette ressource. Il s’intéresse au territoire municipalisé de la région administrative de l’Outaouais et couvre une superficie totale de 13 762 km2. Le territoire se divise en quatre MRC (Collines-de-l’Outaouais, Vallée-de-la-Gatineau, Papineau et Pontiac) et une ville (Gatineau), réunissant 67 municipalités et représentant une population d’environ 367 770 habitants.
Les objectifs généraux de ce projet sont de :
• établir la connaissance sur les ressources en eau souterraine de la région d’étude,
• léguer des infrastructures de surveillance dans la région pour suivre l’évolution de la qualité et de la quantité des ressources en eau souterraine, et
• former du personnel hautement qualifié et bonifier la compréhension des contextes hydrogéologiques par des projets de recherche d’étudiants de 2e et 3e cycles et des stages d’étudiants du 1er cycle.
Le projet détaille le milieu naturel et humain du territoire, présente les contextes géologiques et hydrogéologiques et évalue les réserves et les utilisations de la ressource en eau souterraine. Ces analyses sont représentées à l’aide de 25 cartes régionales. Une base de données hydrogéologiques régionale a été mise sur pied grâce à la cueillette d’information existante et la réalisation de travaux de terrain supplémentaires. L’ensemble de ces résultats vise à permettre la mise en place des pratiques d’exploitation durable de la ressource en eau souterraine en Outaouais.
Le projet s’est déroulé sur un peu plus de trois ans, soit d’avril 2010 à juillet 2013. La démarche générale du projet comprend trois phases :
• Phase I : Collecte des données existantes (2010-2011);
• Phase II : Travaux de terrain (2011-2012), et
• Phase III : Synthèse et transfert des connaissances (2012-2013).
Le projet a été réalisé par le Département de géologie et de génie géologique de l’Université Laval en collaboration avec l’Agence de traitement de l’information numérique en Outaouais (L’ATINO) et principalement financé par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) dans le cadre du Programme d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES). Toutefois, la réalisation du projet n’aurait pu avoir lieu sans la participation des partenaires régionaux :
• l’Agence de traitement de l’information numérique en Outaouais (L’ATINO);
• MRC des Collines-de-l’Outaouais;
• MRC de La Vallée-de-la-Gatineau;
• MRC Pontiac;
• MRC Papineau;
• Ville de Gatineau;
• Agence de bassins versants des 7 (ABV des 7);
• Comité du bassin versant de la rivière du Lièvre (COBALI);
• Organisme de bassins versants des rivières Rouge, Petite-Nation et Saumon (OBV-RPNS);
• Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC);
• Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation (MAPAQ);
• Ministère des Affaires municipales et de l’Occupation du territoire (MAMOT);
• Conseil régional de l’environnement et du développement durable de l’Outaouais (CREDDO);
• Conférence régionale des élus de l’Outaouais (CRÉ-O).
19
Limites générales de l’étude
Les résultats du projet PACES en Outaouais ont été produits à une échelle cartographique régionale (1/250 000) afin d’établir le portrait hydrogéologique global de la région de l’Outaouais. Dans le cas de problématiques locales, par exemple à l’échelle d’une propriété ou d’une aire d’alimentation d’un puits, des études plus détaillées sont nécessaires. L’Université Laval ne se porte pas garante des divergences entre les résultats de cette étude régionale et ceux provenant d’investigations détaillées à des échelles locales.
La plupart des analyses hydrogéologiques réalisées dans le cadre de ce projet sont basées sur des méthodes de traitement impliquant des généralisations et une importante simplification de la complexité du milieu naturel.
Les données de base utilisées (ex. : puits, forages, affleurements rocheux) ont une répartition non uniforme sur le territoire. L’incertitude des analyses hydrogéologiques augmente dans les secteurs où il y a peu de données.
Les données de base utilisées proviennent de différentes sources (ex. : rapports de consultants, bases de données ministérielles, système d’information hydrogéologique (SIH)) pour lesquelles la qualité des données est variable. Une grande proportion des données proviennent du SIH et sont jugées de moins bonne qualité, tant au niveau des mesures géologiques et hydrogéologiques que des localisations rapportées. Ces données sont moins fiables individuellement, mais elles permettent de faire ressortir les tendances régionales des paramètres hydrogéologiques étudiés.
Les valeurs de certaines données et les analyses en découlant (ex. : piézométrie, recharge, qualité de l’eau) pourraient varier temporellement (jours, saisons, années, changements climatiques).
Les résultats des analyses de qualité de l’eau ne sont valides que pour le puits où l’échantillon a été récolté. Les contaminants bactériologiques, les pesticides et les contaminants organiques (hydrocarbures) n’ont pas été mesurés dans le cadre de l’étude, car ils correspondent généralement à des problématiques locales.
La profondeur d’investigation considérée se limite à une centaine de mètres, profondeur maximale à laquelle les puits de captage sont généralement aménagés en Outaouais.
L’architecture et les propriétés des dépôts meubles sont considérées comme bien connues, à l’exception des dépôts d’origine deltaïque, alluvionnaire et éolienne car ils sont hétérogènes et la présence d’argile ou de silt en profondeur est souvent discontinue. Étant normalement plus difficiles à caractériser, les propriétés hydrauliques du roc ainsi que son degré de fracturation sont moins bien connus.
La consommation en eau totale annuelle sur le territoire municipalisé de l’Outaouais est estimée à 95 millions de m3/an dont 20 % proviennent de l’eau souterraine. Dans la MRC Papineau et la Ville de Gatineau, l’approvisionnement en eau de surface domine l’approvisionnement en eau souterraine alors que dans les autres MRC, l’approvisionnement en eau souterraine comble environ 80 % des besoins, essentiellement pour l’approvisionnement en eau potable.
Sur l’ensemble du territoire, l’eau souterraine sert principalement à une utilisation résidentielle (71 %) par des puits individuels (63 %) et par des réseaux d’aqueduc (8 %). Même dans la Ville de Gatineau, qui approvisionne son réseau de distribution à partir d’eau de surface, 98 % de l’eau souterraine prélevée l’est pour les besoins résidentiels. Les utilisations industrielles, commerciales et institutionnelles consomment environ 23 % de l’eau souterraine prélevée, en grande partie dans les MRC Papineau et Pontiac. Seulement 6 % de l’eau souterraine en Outaouais est utilisée pour l’agriculture, la MRC Pontiac étant la plus grande utilisatrice.
Utilisation de l’eau souterraine
20
Les Hautes-terres
Les Hautes-terres, dominant à 84 % le territoire du PACES en Outaouais, appartiennent au Bouclier canadien, plus spécifiquement à la Province géologique de Grenville, constituée roches intrusives et métamorphiques. Les glaciations successives et leur action d’érosion ont laissé un relief moutonné de buttes, de basses collines et de quelques massifs plus élevés (jusqu’à 555 m d’altitude pour le mont Sainte-Marie). Les basses collines sont entrecoupées de plusieurs larges vallées orientées nord-sud, dont celle de la rivière Gatineau, qui occupe tout le centre du territoire, et celles des rivières de la Petite-Nation et du Lièvre, plus à l’est.
Sur les collines des Hautes-terres, on retrouve des dépôts de tills, composés de sable et gravier silteux, généralement minces et ayant des perméabilités moyennement élevées. Les petites vallées situées entre les collines sont comblées, par endroit, de dépôts de sables et gravier d’origine fluvioglaciaire ou alluvionnaire qui peuvent former des aquifères de dépôts meubles de petite envergure. Les sédiments d’origine marine y sont absents puisque l’altitude est au-dessus de la limite d’incursion de la mer de Champlain. Par conséquent, l’aquifère régional de roc facturé de même que les petits aquifères de dépôts meubles est non confiné. L’aquifère de roc fracturé est caractérisé par des perméabilités généralement faibles, mais très variables qui dépendent de l’ouverture, de l’espacement et de la connectivité des fractures. L’écoulement de l’eau souterraine est gravitaire et sous l’influence des variations topographiques. À l’échelle locale, l’écoulement se fait des zones de recharge de l’eau souterraine sur les hauts topographiques vers les zones de résurgence dans les lacs et les cours d’eau circulant entre les collines. Les taux de recharge de l’aquifère de roc sont élevés, dû à la présence de sols perméables, ce qui a pour effet de renouveler l’eau souterraine qui peut résider plus ou moins longtemps dans l’aquifère selon les conditions hydrauliques variables du roc. Ainsi, l’eau souterraine de ce secteur est généralement très peu évoluée du point de vue géochimique et donc, peu chargée en ions majeurs. Des dépassements des critères de potabilité pour l’uranium et le fluorure ainsi que des objectifs esthétiques pour le fer et le manganèse ont été mesurés dans des puits répartis sur tout le territoire de l’Outaouais. La présence de ces éléments serait liée à la composition minéralogique naturelle de la roche. Dans les collines des Hautes-terres, la vulnérabilité est intermédiaire dans les secteurs recouverts de till et très élevée dans les vallées comblées de sédiments fluvioglaciaires. Les collines des Hautes-terres ont une faible densité de population où l’on retrouve généralement peu d’activités industrielles potentiellement polluantes pour les eaux souterraines. La population s’approvisionne principalement en eau souterraine dans des puits individuels dans l’aquifère de roc fracturé.
Les grandes vallées des Hautes-terres se situent plus bas en altitude, sous la limite d’incursion marine de la mer de Champlain. L’épaisseur des dépôts meubles dans les vallées des rivières Gatineau, Petite-Nation et du Lièvre peut atteindre plus de 70 mètres et comprend principalement des dépôts fluvioglaciaires de sable et gravier et des dépôts marins argileux ou sableux. Les aquifères dans les dépôts de sable et gravier fluvioglaciaires ont des perméabilités élevées et sont en lien hydraulique avec l’aquifère de roc fracturé dont la perméabilité est plus faible. L’aquifère de roc fracturé est confiné ou semi confiné par endroit dépendamment de la présence d’une couche d’argile ou de silt d’origine marine. Des sables d’origine marine deltaïque, alluvionnaire ou éolienne sont parfois présents en surface et constituent, par endroit, des aquifères non confinés de dépôts meubles de petite envergure. L’eau souterraine s’écoule régionalement vers la rivière des Outaouais au sud et, plus localement, des hauts topographiques vers le fond des vallées des rivières tributaires de l’Outaouais. La complexité de la stratigraphie entraîne, localement, des directions d’écoulement moins prévisibles. La recharge et la vulnérabilité des aquifères dans ces grandes vallées sont variables allant de faibles, en présence de dépôts marins argileux, à très élevées lorsque des dépôts fluvioglaciaires en surface favorisent l’infiltration des précipitations dans le sol jusqu’à l’aquifère. Les eaux souterraines échantillonnées sont généralement faiblement minéralisées et récemment infiltrées bien que des types d’eau intermédiaire soient présents par endroit. Tout comme dans les collines des Hautes-terres, la population des grandes vallées s’approvisionne majoritairement en eau souterraine dans des puits individuels dans l’aquifère de roc fracturé. La population et les activités potentiellement polluantes y sont plus concentrées que dans les collines des Hautes-terres bien qu’une occupation rurale domine.
Deux secteurs aux contextes hydrogéologiques distincts
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Les Basses-terres
L’escarpement d’Eardley de 300 m de dénivellation et ce, sur plus de 30 km, marque clairement la limite entre les Hautes-terres, au nord, et les Basses-terres, au sud. Au sud de l’escarpement s’ouvre la plaine de l’Outaouais, mince bande de 5 à 20 km de large de relief plat longeant la rivière des Outaouais. Ce secteur correspond approximativement à la province géologique de la Plate-forme du Saint-Laurent composée de roches sédimentaires très peu déformées. Cette plate-forme de faible altitude est comblée de dépôts de la mer de Champlain et de dépôts glaciaires. Le relief s’y caractérise par des terrasses étagées et les embouchures des grands affluents de la rivière des Outaouais (rivières Gatineau, du Lièvre et de la Petite-Nation). L’altitude du sol oscille entre 20 m, au niveau de la rivière des Outaouais, et environ 250 m en bordure des Hautes-terres.
L’épaisseur totale des dépôts meubles peut atteindre plus de 100 mètres et comporte généralement une importante couche d’argile d’origine marine, très peu perméable et relativement continue. Des complexes de dépôts de sable et gravier fluvioglaciaires très perméables sont présents par endroit, particulièrement à la limite entre les secteurs des Hautes-terres et des Basses-terres. On retrouve aussi des dépôts marins deltaïques, d’alluvions ou de dépôts éoliens en surface dans le secteur ouest. Dans les secteurs est (MRC Papineau) et sud de la région (Ville de Gatineau), ces aquifères de dépôts meubles sont généralement confinés par une épaisse couche d’argile. Par contre, vers l’ouest dans la MRC Pontiac, ces aquifères de dépôts meubles sont parfois non confinés. Les aquifères de dépôts meubles sont en lien hydraulique avec l’aquifère de roc fracturé sur la majorité du territoire des Basses-terres.
L’eau souterraine s’écoule vers la rivière des Outaouais où elle fait résurgence. La recharge et la vulnérabilité des aquifères sont limitées par la nature argileuse des dépôts meubles. Elles sont toutefois plus élevées lorsque l’aquifère de roc fracturé ou de dépôts fluvioglaciaires est subaffleurant. La signature géochimique de l’eau souterraine a une forte minéralisation qui témoigne du confinement des aquifères. Des dépassements des objectifs esthétiques en chlorure, sodium, matière dissoute totale et pH sont relativement fréquents dans le secteur des Basses-terres, principalement dans les aquifères de roc confiné. La population se concentre dans la Ville de Gatineau et s’approvisionne majoritairement en eau de surface par des réseaux d’aqueduc. Les activités potentiellement polluantes et la population y sont plus denses que dans les Hautes-terres.
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3. Les contextes hydrogéologiques des Hautes-terres –secteur Papineau
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Épaisseur des dépôts meubles
On retrouve les sédiments les plus épais sur le sommet des collines.
Le centre villageois de Notre-Dame-de-la-Paix repose sur plus de 30 m d’épaisseur de dépôts meubles.
Le centre-ville de Saint-André-Avellin repose sur une épaisseur de sédiments pouvant varier entre 0 et 87 m.
En moyenne, l’épaisseur de dépôts meubles aux endroits recouverts en surface par des sédiments fluvioglaciaires est de 19,6 m.
Est-ce que la carte de l’épaisseur des dépôts meubles permet de localiser les milieux aquifères de dépôts meubles (expliquez votre raisonnement)?
Pourquoi retrouve-t-on peu ou pas de dépôts meubles sur les hauts topographiques et des épaisseurs plus importantes dans les vallées?
Définition
Lorsque les DÉPÔTS MEUBLES sont grossiers (sables et graviers) et que leur épaisseur est suffisamment importante, ils peuvent constituer un AQUIFÈRE intéressa Cepen-dant, si les dépôts meubles sont fins (argile et silt), peu perméables et suffisamment épais, ils formeront plutôt un AQUITARD.
Méthode utilisée
Les informations sur l’épaisseur et le type de dépôts meubles proviennent principalement des données de forage, des levés géophysiques et des affleurements rocheux. Trois techniques d’estimation ont été utilisées :
• l’interpolation lorsqu’une densité et répartition spatiale raisonnable de mesures permettait d’appliquer cette technique,
• l’attribution de l’épaisseur de dépôts mesurée en forage à la cellule de 250 m par 250 m sur laquelle il se trouve lorsqu’aucune mesure à proximité ne permet l’interpolation, et
• la présentation des statistiques d’épaisseur des dépôts meubles pour chaque unité géologique simplifiée, lorsqu’aucun forage ne se trouve dans le secteur.
Dans les Basses-terres, où une bonne densité et répartition spatiale de forages existe, l’interpolation a permis de couvrir tout le secteur. Par opposition, la densité de forages dans les Hautes-terres est très variable et la technique d’interpolation ne permet d’estimer qu’environ 10 % de ce territoire. La qualité de l’estimation dans un secteur dépend de la densité des données de forages à proximité.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
De manière générale, les dépôts meubles ont comblé les dépressions du roc. Sous la limite d’invasion marine, variant de 177 à 265 m selon les secteurs, les sédiments déposés ont aplani le relief, tel qu’observé dans les vallées des grandes rivières (Gatineau, de la Petite-Nation et du Lièvre), où la topographie du roc est plus variable que celle de la surface.
Des épaisseurs très importantes pouvant atteindre plus de 70 m sont présentes localement, dans les vallées des grandes rivières des Hautes-terres. On observe également de faibles épaisseurs dans ces mêmes vallées, où le roc sous-jacent remonte. À l’extérieur des grandes vallées, la topographie de surface reflète celle du roc et les dépôts meubles y sont typiquement composés de till relativement mince.
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AQUIFÈRE, AQUITARD page 10, DÉPÔTS MEUBLES page 11
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Épaisseur des aquifères de dépôts meubles
Les aquifères de dépôts meubles sont généralement localisés dans les vallées.
Les aquifères de dépôts meubles dans ce secteur d’étude ont des envergures régionales.
Les centres villageois de Lac-Simon et de Chénéville reposent sur un aquifère de dépôts meubles de plus de 10 m d’épaisseur.
Les aquifères de dépôts meubles ne dépassent jamais 30 m d’épaisseur dans le secteur d’étude.
Quels sont les types de dépôts meubles considérés en terme de granulométrie (hydrofaciès) et de mode de déposition (unité géologique) pour la délimitation des aquifères de dépôts meuble?
Pourquoi certaines zones aux épaisseurs importantes de dépôts meubles (voir p. 26) ne présentent pas d’aquifères de dépôts meubles (ex. : à moitié chemin entre les centres villageois de Notre-Dame-de-la-Paix et Ripon ou à l’est de Saint-André-Avellin)?
Définition
Un AQUIFÈRE est une formation géologique saturée en eau et suffisamment perméable pour permettre d’extraire son eau par pompage. Un AQUIFÈRE DE DÉPÔTS MEUBLES est constitué de sédiments grossiers (sable et gravier) et relativement homogène. Plus les pores de ce type de sédiments sont gros, plus ils sont interconnectés et plus l’aquifère de dépôts meubles est perméable.
Méthode utilisée
La délimitation des aquifères de dépôts meubles d’intérêt régional a été faite, sur des mailles de 250 m par 250 m, grâce à la localisation et l’épaisseur des couches de sédiments grossiers. Ces informations proviennent d’un modèle hydrostra-tigraphique 3D généré à partir de la définition des hydrofaciès, des coupes hydrostratigraphiques interprétées, des don-nées de forages, de la géologie du Quaternaire, des levés géophysiques et de la carte de l’épaisseur des dépôts meubles.
Les couches des hydrofaciès 4 : Sable fin à moyen et 5 : Sable grossier, sable et gravier (voir Coupe hydrostratigraphique – page 24) ont une perméabilité élevée et constituent donc des aquifères. L’épaisseur des aquifères a été calculée en additionnant les épaisseurs de ces couches qui sont saturées en eau, c.-à.-d. sous le niveau piézométrique.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Les principales unités géologiques pouvant constituer des aquifères de dépôts meubles sont les sédiments fluvioglaciaires et les sédiments marins d’origine deltaïque. Les aquifères dans les sédiments marins d’origine deltaïque sont en surface et généralement peu épais. L’épaisseur et la composition de ce type de dépôt varient rapidement et ce type d’aquifère est généralement peu important à l’échelle régionale. De plus, l’hétérogénéité de ces dépôts entraine une plus grande incertitude sur leur définition dans le modèle hydrostratigraphique 3D. Les aquifères dans les sables et graviers d’origine fluvioglaciaire représentent des volumes plus importants et mieux définis dans le modèle. Ces aquifères sont en lien hydraulique avec l’aquifère de roc fracturé sous-jacent.
La présence des aquifères de dépôts meubles est fréquente dans les vallées des Hautes-terres, mais leur taille est limitée. À certains endroits, l’aquifère est constitué d’une combinaison de dépôts sableux d’origine deltaïque et de dépôts d’origine fluvioglaciaire. La coupe hydrostratigraphique (voir p. 24) montre des exemples typiques.
Vrai Faux
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AQUIFÈRE, POROSITÉ page 10, AQUIFÈRE DE DÉPÔTS MEUBLES page 11
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Confinement
Définition
Le confinement d’un aquifère est lié à son recouvrement par un AQUITARD soit une couche de matériaux fins (argiles et silts) peu perméables qui isole l’eau souterraine qu’il contient. L’épaisseur de l’aquitard détermine le degré de confinement des aquifères. Le confinement influence les divers processus dynamiques et chimiques de l’eau souterraine, en limitant ou favorisant la recharge de l’aquifère ou encore sa protection par rapport à une contamination provenant de la surface.
Méthode utilisée
Le confinement des aquifères de roc fracturé a été déterminé, sur des mailles de 250 m par 250 m, grâce à la localisation et l’épaisseur des couches de sédiments fins. Ces informations proviennent d’un modèle hydrostratigraphique 3D généré à partir de la définition des hydrofaciès, des coupes hydrostratigraphiques interprétées, des données de forages, de la géologie du Quaternaire, des levés géophysiques et de la carte de l’épaisseur des dépôts meubles.
Les couches des hydrofaciès 1 : Argile ou silt argileux et 2 : Silt sableux ou graveleux (voir Coupe hydrostratigraphique – page 24) ont une faible perméabilité et ont donc des propriétés confinantes. Puisque l’hydrofaciès 2 est composé de matériaux plus perméables que l’hydrofaciès 1, une épaisseur plus grande est nécessaire pour confiner l’aquifère sous-jacent. Les critères d’épaisseur suivants ont été considérés :
Hydrofaciès: Type de matériaux ÉpaisseurConfiné Semi confiné Non confiné
1. Argile ou silt argileux 3 m et plus 1 à 3 m Moins de 1 m2. Silt sableux ou graveleux 8 m et plus 2.7 à 8 m Moins de 2.7 m
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, le long des vallées des grandes rivières où des dépôts marins sont présents, l’aquifère de roc fracturé est confiné ou semi confiné de façon discontinue. À l’extérieur de ces zones, l’aquifère de roc fracturé est non confiné car situé au-dessus de la limite d’invasion marine.
AQUITARD page 10, AQUIFÈRE CONFINÉ, SEMI CONFINÉ et NON CONFINÉ page 13
La vallée de la rivière de la Petite-Nation est généralement bien protégée de la contamination provenant directement de la surface.
Le silt sableux ou graveleux est moins confinant que l’argile ou le silt argileux.
L’aquifère de roc situé au sommet des collines est généralement confiné.
Le modèle hydrostratigraphique 3D est généralement fiable dans la vallée de la rivière de la Petite-Nation.
Pourquoi certaines zones aux épaisseurs importantes de sédiments (voir p. 26) ne présentent pas de conditions de confinement (ex. : autour des centres villageois de Lac-Simon et Notre-Dame-de-la-Paix)?
Pourquoi une épaisseur de moins de 1 m d’argile ou de silt argileux, ou de moins de 2,7 m de silt sableux ou graveleux, n’est pas considérée comme confinante?
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Piézométrie
L’écoulement souterrain s’effectue de manière générale du sud vers le nord et fait résurgence dans la rivière de la Petite-Nation et ses tributaires.
La municipalité de Ripon reçoit une bonne part de son eau souterraine depuis la municipalité de Saint-Sixte.
Les changements importants de la piézométrie ont lieu aux endroits où des variations rapides de la topographie sont observées.
On peut s’attendre à un écoulement plus rapide de l’eau souterraine sur les flancs des collines, où l’on retrouve des pentes abruptes de la surface piézométrique.
Comment peut-on obtenir la profondeur de la nappe depuis le niveau piézométrique?
Pour une municipalité s’approvisionnant en eau souterraine, pourquoi est-ce important de déterminer le sens d’écoulement de l’eau souterraine?
Définition
Le NIVEAU PIÉZOMÉTRIQUE correspond à l’élévation du niveau d’eau mesuré dans un puits. Si l’aquifère est non confiné, ce niveau correspond également à l’élévation de la NAPPE dans l’aquifère. Si l’aquifère est confiné, le niveau d’eau dans le puits se trouve au-dessus du toit de l’aquifère, puisque celui-ci est sous pression. La carte piézométrique représente l’élévation de la nappe dans un aquifère non confiné et la pression dans un aquifère confiné. La PIÉZOMÉTRIE permet de connaître le sens de l’écoulement de l’eau souterraine dans l’aquifère, qui va des zones à piézométrie plus élevée vers celles où la piézométrie est plus basse.
Méthode utilisée
La piézométrie combinée des aquifères de roc fracturé et de dépôts meubles a été estimée, sur de mailles de 250 m par 250 m, à partir des niveaux d’eau mesurés dans les puits. La qualité de l’estimation dans un secteur dépend de la densité des puits à proximité. Dans les Basses-terres, où une bonne densité de puits existe, la piézométrie a été estimée par interpolation, tandis que dans les Hautes-terres, à défaut d’une densité suffisante de puits, une valeur de profondeur de niveau d’eau de 6 m a été attribuée à tout le secteur. Cette valeur correspond à la moyenne et à la médiane de tous les niveaux d’eau du territoire, déterminée à l’aide d’analyses statistiques sur les données disponibles.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terresLa topographie influence la piézométrie qui s’apparente à une reproduction adoucie de la topographie de surface. Aussi, les changements importants de la piézométrie ont lieu aux endroits où des variations rapides de la topographie sont observées. L’eau souterraine s’écoule des hauts piézométriques vers les bas, où elle fait résurgence dans les cours d’eau.
Le niveau piézométrique passe de près de 900 m d’altitude sur les plus hauts sommets des Hautes-terres à moins de 100 m d’altitude en bordure de la rivière des Outaouais, cette dernière constituant la zone de résurgence principale de l’eau souterraine de la région. L’écoulement régional s’effectue donc globalement du nord vers le sud. Dans les Hautes-terres, la piézométrie varie rapidement, reflétant ainsi la topographie de la surface. On y observe localement des écoulements vers les lacs et les cours d’eau, où l’eau souterraine fait résurgence. À plus petite échelle, des écoulements est-ouest vers les grandes rivières telles que les rivières Gatineau, du Lièvre, Petite-Nation, Coulonge et Noire sont observables.
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NAPPE page 10,PIÉZOMÉTRIE, NIVEAU PIÉZOMÉTRIQUE page 14
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Recharge
Définition
La RECHARGE correspond à la quantité d’eau qui alimente l’aquifère depuis l’infiltration en surface. L’estimation de la recharge est nécessaire pour évaluer les ressources disponibles en eau souterraine, car les débits qui peuvent être exploités de façon durable dépendent du renouvellement de l’eau souterraine.
Méthode utilisée
La recharge annuelle a été estimée avec le modèle HELP, sur des mailles de 250 m par 250 m, en intégrant plusieurs don-nées sur le climat, la végétation, l’occupation du territoire et sur les propriétés des sols, des dépôts et du roc. Le modèle HELP calcule aussi les autres paramètres du bilan hydrologique, soient l’évapotranspiration le ruissellement de surface et le ruissellement hypodermique (non présentés ici). La recharge a été estimée pour le premier aquifère rencontré depuis la surface, soit le plus souvent l’aquifère de roc fracturé, à moins qu’un aquifère régional de dépôts meubles n’ait été identifié (voir Épaisseur des aquifères de dépôts meubles – page 28).
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, les taux de recharge se distinguent selon les contextes de vallées ou de collines. Dans les vallées, des taux de recharge similaires à ceux des Basses-terres sont observables, soient inférieurs à 100 mm/an. Sur les collines, où l’aquifère de roc est recouvert par des dépôts de tills généralement sablonneux, la recharge est de l’ordre de 300 à 400 mm/an, correspondant à environ 30 à 40 % des précipitations annuelles moyennes de la région. Quant à eux, les aquifères de dépôts meubles d’origine fluvioglaciaires se renouvellent à des taux légèrement supérieurs (350 à 450 mm/an), car leur perméabilité est plus grande et qu’aucun couvert argileux ne limite l’infiltration des précipitations dans les sols.
RECHARGEpage 14
La recharge est généralement faible dans la vallée et élevée sur les hauts topographiques.
La recharge ne dépasse jamais 400 mm/an sur le secteur d’étude.
La recharge autour des centres villageois de Lac-Simon et de Chénéville oscille entre 100 et 400 mm/an.
Les dépôts de sables et graviers fluvioglaciaires sont responsables de la faible recharge dans les vallées.
De nombreux facteurs influencent la recharge, dont le climat, la végétation, l’occupation du territoire et les propriétés des sols, des dépôts et du roc. Outre les précipitations, quel est le facteur ayant généralement le plus d’influence?
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Vulnérabilité
Définition
La VULNÉRABILITÉ d’un aquifère est sa sensibilité à la pollution de l’eau souterraine à partir de l’émission de contaminants à la surface du sol, mais fait abstraction du type de contaminant et de ses propriétés. Pour l’aménagement du territoire, la cartographie de la vulnérabilité à l’échelle régionale permet de cibler les secteurs à protéger des activités anthropiques qui sont susceptibles de contaminer l’eau souterraine à partir de la surface du sol.
Méthode utilisée
La vulnérabilité a été évaluée, sur des mailles de 250 m par 250 m, par la méthode DRASTIC qui permet le calcul d’un indice à partir de 7 paramètres physiques et hydrogéologiques. L’indice DRASTIC peut varier de 23 à 226. Trois niveaux de vulnérabilité ont été définis dans le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (Gouvernement du Québec, 2015b) :
• « Faible » : indice de 100 ou moins,• « Moyen » : indice de plus de 100 et de moins de 180,• « Élevé » : indice de 180 ou plus.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, la vulnérabilité des aquifères est très variable et se distingue selon les contextes de vallées ou de collines. Dans les grandes vallées telles que celles des rivières Gatineau, de la Petite-Nation ou du Lièvre, les aquifères montrent généralement un faible indice de vulnérabilité (inférieur à 100), car ils sont confinés par des dépôts silto-argileux. À l’opposé, certaines dépressions topographiques, comblées par des dépôts fluvioglaciaires affichent des indices de vulnérabilité plus élevés (supérieurs à 140). Sur les collines où l’aquifère de roc est recouvert par de minces dépôts de till généralement sablonneux, la vulnérabilité est moyenne (indices de 100 à 140). Ce dernier contexte de till recouvrant des aquifères de roc est prédominant dans la région de l’Outaouais.
VULNÉRABILITÉ, DRASTIC page 15
La vulnérabilité varie peu sur le territoire d’étude.
Le niveau de vulnérabilité « moyenne » est prédominant dans les Hautes-terres.
Le niveau de vulnérabilité « élevée » est rare sur le secteur d’étude.
Les aquifères identifiés sur la carte d’Épaisseur de l’aquifère des aquifères de dépôts meubles (voir p. 28) sont de manière générale les plus vulnérables.
Pourquoi les aquifères situés sur les hauts topographiques sont-ils moyennement vulnérables malgré l’absence de couverture argileuse?
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Qualité de l’eau
DéfinitionLa qualité de l’eau s’évalue en comparant les constituants physicochimiques de l’eau aux normes et recommandations existantes. Les CONCENTRATIONS MAXIMALES ACCEPTABLES (CMA) sont des normes visant à éviter des risques pour la santé humaine. Les OBJECTIFS ESTHÉTIQUES (OE) sont des recommandations concernant les caractéristiques esthétiques de l’eau (couleur, odeur, goût et autres désagréments), mais n’ayant pas d’effets néfastes reconnus sur la santé humaine.
Méthode utilisée et interprétation pour l’ensemble du territoireDans le cadre du PACES, 139 échantillons d’eau souterraine ont été prélevés pour l’ensemble de l’Outaouais, dont 71 % proviennent de puits forés dans le roc et 29 % de puits crépinés dans les dépôts meubles. Les dépassements de CMA et d’OE suivants ont été relevés :
Paramètre CMA ou OE Dépassements Norme ou recommandation fondée sur (non exhaustif) :
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Bore (B) CMA = 5 mg/l 1 0,7 % Effets sur la reproduction (atrophie testiculaire et spermatogenèse)
Fluorures (F) CMA = 1,5 mg/l 10 7,2 % Fluorose dentaire modérée (effet cosmétique)
Nitrite - Nitrates (NO2-NO3) CMA = 10 mg N/l 1 0,7 % Méthémoglobinémie (syndrome du bébé bleu); probablement cancérogène
Uranium (U) CMA = 0,02 mg/l 7 5 % Effets sur les reins (différentes lésions)
Aluminium (Al) OE ≤ 0,1 mg/l 3 2,2 % Considérations opérationnelles du traitement de l’eau
Chlorures (Cl) OE ≤ 250 mg/l 13 9,4 % Goût et possibilité de corrosion du réseau de distribution
Dureté totale (CaCO3) OE ≤ 500 mg/l 4 3,2 % Corrosion et entartrage
Fer (Fe) OE ≤ 0,3 mg/l 18 12,9 % Goût et taches sur la lessive et les accessoires de plomberie
Manganèse (Mn) OE ≤ 0,05 mg/l 28 20,1 % Goût et taches sur la lessive et les accessoires de plomberie
Matière dissoute totale (MDT) OE ≤ 500 mg/l 30 23,6 % Goût et entartrage
Sodium (Na) OE ≤ 200 mg/l 15 10,8 % Goût
pH 6,5 ≤ OE ≤ 8,5 39 28,3 % Influence sur l'efficacité du traitement
Sulfates (SO4) OE ≤ 500 mg/l 1 0,7 % Goût
Sulfures (S) OE ≤ 0,05 mg/l 6 4,3 % Goût et odeur
CONCENTRATIONS MAXIMALES ACCEPTABLES et OBJECTIFS ESTHÉTIQUES page 16
De l’eau souterraine faiblement minéralisée et récemment infiltrée domine en Outaouais (65 % des échantillons), particulièrement dans les Hautes-terres, et se retrouve dans une proportion plus importante parmi les puits dans les dépôts meubles et dans les aquifères non confinés. De l’eau ayant une forte minéralisation, donc plus évoluée, est également retrouvée dans un grand nombre de puits (22 % des échantillons) et caractérise les aquifères confinés typiques des Basses-terres. Les autres types d’eau sont intermédiaires (13 % des échantillons) et sont souvent situés à des profondeurs supérieures à 70 m.
Les dépassements en fluorures et en uranium sont principalement observés dans des puits d’aquifères fracturés, assez profonds. Des gisements de fluorite et d’uranium sont exploités ou présents dans la région et suggèrent que les dépassements sont expliqués par la nature des roches.
Les faibles taux de dépassements en bore et nitrates-nitrites ne mettent pas en évidence une contamination à l’échelle régionale et peuvent, tout au plus, indiquer une contamination ponctuelle dans le temps et l’espace.
Un dépassement en fer est généralement accompagné par un dépassement en manganèse (pour 89 % des cas). Dans la région, le sous-sol est riche en fer comme en témoigne la présence de quelques gîtes minéraux en fer ainsi que de minéraux riches en fer tels que l’ocre. Il en est probablement de même pour le manganèse. Les dépassements sont répartis sur l’ensemble de la région et proviennent de tout type d’aquifère. Le fer et le manganèse auraient donc une origine naturelle.
Les distributions des dépassements en chlorures, sodium et matière dissoute totale sont assez semblables : ils sont localisés principalement dans les puits aménagés dans le roc des Basses-terres. Ils proviennent des types d’eau intermédiaire et évoluée, car ils sont liés au vieillissement de l’eau (milieu confiné) et à la dissolution des carbonates et silicates. Les vestiges de l’eau salée de la mer de Champlain peuvent aussi être à l’origine des dépassements pour les trois paramètres. La dissolution de calcaire peut aussi entraîner des dépassements de matière dissoute totale accompagnés de valeurs élevées de la dureté de l’eau.
Les dépassements en pH concernent principalement les pH basiques (85 %) et sont répartis sur l’ensemble du territoire, mais majoritairement dans les aquifères confinés des Basses-terres.
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La qualité régionale de l’eau souterraine dans le secteur Papineau semble peu problématique.
Les activités humaines sont responsables des dépassements en fer en manganèse en Outaouais.
L’eau souterraine en Outaouais présente rarement une odeur d’œufs pourris.
Les dépassements en fer en manganèse en Outaouais proviennent souvent des mêmes puits.
Le faible nombre de dépassements de critères de qualité de l’eau du secteur Papineau indique que l’eau y est fortement évoluée et minéralisée, typique d’une eau récemment infiltrée.
Quels sont les effets sur la santé et les désagréments esthétiques reliés à l’eau du puits situé le plus à l’ouest du secteur Papineau?
Lorsqu’aucun dépassement de CMA n’est observé dans un puits échantillonné dans le cadre du PACES, est-ce que l’eau peut être consommée sans traitement (expliquez votre raisonnement)?
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Exercice de synthèse 1 : Si demain une municipalité du secteur des Hautes-terres devait rechercher une nouvelle source d’eau potable souterraine, quelle zone serait la plus propice?
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Exercice de synthèse 2 : Dans le secteur des Hautes-terres, quelles zones devraient être protégées en priorité pour la recharge?
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Exercice de synthèse 3 : Dans le secteur des Hautes-terres, où pourrait-on implanter une nouvelle activité potentiellement polluante afin de minimiser son impact sur la qualité des eaux souterraines?
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3. Les contextes hydrogéologiques des Hautes-terres –secteur de la Vallée
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Épaisseur des dépôts meubles
On retrouve les sédiments les plus épais sur le sommet des collines.
Le centre villageois de Kazabazua repose sur une plus grande épaisseur de dépôts meubles que le centre villageois de Lac-Sainte-Marie.
La partie de la vallée de la Gatineau recouverte en surface par les sédiments marins repose sur une épaisseur de dépôts meubles pouvant varier entre 0 et 131 m.
En moyenne, l’épaisseur de dépôts meubles aux endroits recouverts en surface par des sédiments fluvioglaciaires est de 16,2 m
Est-ce que la carte de l’épaisseur des dépôts meubles permet de localiser les milieux aquifères de dépôts meubles (expliquez votre raisonnement)?
Pourquoi retrouve-t-on peu ou pas de dépôts meubles sur les hauts topographiques et des épaisseurs plus importantes dans les vallées?
Définition
Lorsque les DÉPÔTS MEUBLES sont grossiers (sables et graviers) et que leur épaisseur est suffisamment importante, ils peuvent constituer un AQUIFÈRE intéressa Cepen-dant, si les dépôts meubles sont fins (argile et silt), peu perméables et suffisamment épais, ils formeront plutôt un AQUITARD.
Méthode utilisée
Les informations sur l’épaisseur et le type de dépôts meubles proviennent principalement des données de forage, des levés géophysiques et des affleurements rocheux. Trois techniques d’estimation ont été utilisées :
• l’interpolation lorsqu’une densité et répartition spatiale raisonnable de mesures permettait d’appliquer cette technique,
• l’attribution de l’épaisseur de dépôts mesurée en forage à la cellule de 250 m par 250 m sur laquelle il se trouve lorsqu’aucune mesure à proximité ne permet l’interpolation, et
• la présentation des statistiques d’épaisseur des dépôts meubles pour chaque unité géologique simplifiée, lorsqu’aucun forage ne se trouve dans le secteur.
Dans les Basses-terres, où une bonne densité et répartition spatiale de forages existe, l’interpolation a permis de couvrir tout le secteur. Par opposition, la densité de forages dans les Hautes-terres est très variable et la technique d’interpolation ne permet d’estimer qu’environ 10 % de ce territoire. La qualité de l’estimation dans un secteur dépend de la densité des données de forages à proximité.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
De manière générale, les dépôts meubles ont comblé les dépressions du roc. Sous la limite d’invasion marine, variant de 177 à 265 m selon les secteurs, les sédiments déposés ont aplani le relief, tel qu’observé dans les vallées des grandes rivières (Gatineau, de la Petite-Nation et du Lièvre), où la topographie du roc est plus variable que celle de la surface.
Des épaisseurs très importantes pouvant atteindre plus de 70 m sont présentes localement, dans les vallées des grandes rivières des Hautes-terres. On observe également de faibles épaisseurs dans ces mêmes vallées, où le roc sous-jacent remonte. À l’extérieur des grandes vallées, la topographie de surface reflète celle du roc et les dépôts meubles y sont typiquement composés de till relativement mince.
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AQUIFÈRE, AQUITARD page 10, DÉPÔTS MEUBLES page 11
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Épaisseur des aquifères de dépôts meubles
Les aquifères de dépôts meubles sont généralement localisés dans les vallées.
La municipalité de Lac-Sainte-Marie contient des aquifères de dépôts meubles d’envergure régionale.
Le centre villageois de Kazabazua repose sur un aquifère de dépôts meubles de plus de 5 m d’épaisseur.
Les aquifères de dépôts meubles ne dépassent jamais 30 m d’épaisseur dans le secteur d’étude.
Quels sont les types de dépôts meubles considérés en terme de granulométrie (hydrofaciès) et de mode de déposition (unité géologique) pour la délimitation des aquifères de dépôts meuble?
Pourquoi certaines zones aux épaisseurs importantes de dépôts meubles (voir p. 26) ne présentent pas d’aquifères de dépôts meubles (ex. : le long de la route 105 dans la municipalité de Low)?
Définition
Un AQUIFÈRE est une formation géologique saturée en eau et suffisamment perméable pour permettre d’extraire son eau par pompage. Un AQUIFÈRE DE DÉPÔTS MEUBLES est constitué de sédiments grossiers (sable et gravier) et relativement homogène. Plus les pores de ce type de sédiments sont gros, plus ils sont interconnectés et plus l’aquifère de dépôts meubles est perméable.
Méthode utilisée
La délimitation des aquifères de dépôts meubles d’intérêt régional a été faite, sur des mailles de 250 m par 250 m, grâce à la localisation et l’épaisseur des couches de sédiments grossiers. Ces informations proviennent d’un modèle hydrostra-tigraphique 3D généré à partir de la définition des hydrofaciès, des coupes hydrostratigraphiques interprétées, des don-nées de forages, de la géologie du Quaternaire, des levés géophysiques et de la carte de l’épaisseur des dépôts meubles.
Les couches des hydrofaciès 4 : Sable fin à moyen et 5 : Sable grossier, sable et gravier (voir Coupe hydrostratigraphique – page 24) ont une perméabilité élevée et constituent donc des aquifères. L’épaisseur des aquifères a été calculée en additionnant les épaisseurs de ces couches qui sont saturées en eau, c.-à.-d. sous le niveau piézométrique.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Les principales unités géologiques pouvant constituer des aquifères de dépôts meubles sont les sédiments fluvioglaciaires et les sédiments marins d’origine deltaïque. Les aquifères dans les sédiments marins d’origine deltaïque sont en surface et généralement peu épais. L’épaisseur et la composition de ce type de dépôt varient rapidement et ce type d’aquifère est généralement peu important à l’échelle régionale. De plus, l’hétérogénéité de ces dépôts entraine une plus grande incertitude sur leur définition dans le modèle hydrostratigraphique 3D. Les aquifères dans les sables et graviers d’origine fluvioglaciaire représentent des volumes plus importants et mieux définis dans le modèle. Ces aquifères sont en lien hydraulique avec l’aquifère de roc fracturé sous-jacent.
La présence des aquifères de dépôts meubles est fréquente dans les vallées des Hautes-terres, mais leur taille est limitée. À certains endroits, l’aquifère est constitué d’une combinaison de dépôts sableux d’origine deltaïque et de dépôts d’origine fluvioglaciaire. La coupe hydrostratigraphique (voir p. 24) montre des exemples typiques.
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AQUIFÈRE, POROSITÉ page 10, AQUIFÈRE DE DÉPÔTS MEUBLES page 11
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Confinement
Définition
Le confinement d’un aquifère est lié à son recouvrement par un AQUITARD soit une couche de matériaux fins (argiles et silts) peu perméables qui isole l’eau souterraine qu’il contient. L’épaisseur de l’aquitard détermine le degré de confinement des aquifères. Le confinement influence les divers processus dynamiques et chimiques de l’eau souterraine, en limitant ou favorisant la recharge de l’aquifère ou encore sa protection par rapport à une contamination provenant de la surface.
Méthode utilisée
Le confinement des aquifères de roc fracturé a été déterminé, sur des mailles de 250 m par 250 m, grâce à la localisation et l’épaisseur des couches de sédiments fins. Ces informations proviennent d’un modèle hydrostratigraphique 3D généré à partir de la définition des hydrofaciès, des coupes hydrostratigraphiques interprétées, des données de forages, de la géologie du Quaternaire, des levés géophysiques et de la carte de l’épaisseur des dépôts meubles.
Les couches des hydrofaciès 1 : Argile ou silt argileux et 2 : Silt sableux ou graveleux (voir Coupe hydrostratigraphique – page 24) ont une faible perméabilité et ont donc des propriétés confinantes. Puisque l’hydrofaciès 2 est composé de matériaux plus perméables que l’hydrofaciès 1, une épaisseur plus grande est nécessaire pour confiner l’aquifère sous-jacent. Les critères d’épaisseur suivants ont été considérés :
Hydrofaciès: Type de matériaux ÉpaisseurConfiné Semi confiné Non confiné
1. Argile ou silt argileux 3 m et plus 1 à 3 m Moins de 1 m2. Silt sableux ou graveleux 8 m et plus 2.7 à 8 m Moins de 2.7 m
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, le long des vallées des grandes rivières où des dépôts marins sont présents, l’aquifère de roc fracturé est confiné ou semi confiné de façon discontinue. À l’extérieur de ces zones, l’aquifère de roc fracturé est non confiné car situé au-dessus de la limite d’invasion marine.
AQUITARD page 10, AQUIFÈRE CONFINÉ, SEMI CONFINÉ et NON CONFINÉ page 13
La vallée de la rivière Gatineau est protégée de manière discontinue de la contamination provenant directement de la surface.
Le silt sableux ou graveleux est moins confinant que l’argile ou le silt argileux.
L’aquifère de roc situé au sommet des collines est généralement confiné.
Le modèle hydrostratigraphique 3D est plus fiable à l’ouest qu’à l’est dans la vallée de la rivière Gatineau du secteur d’étude.
Pourquoi certaines zones aux épaisseurs importantes de dépôts meubles (voir p. 26) ne présentent pas de conditions de confinement (ex. : autour du centre villageois d’Alleyn-et-Cawood ou à l’ouest du centre villageois de Gracefield)?
Pourquoi une épaisseur de moins de 1 m d’argile ou de silt argileux, ou de moins de 2,7 m de silt sableux ou graveleux, n’est pas considérée comme confinante?
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Piézométrie
L’écoulement régional de l’eau souterraine du secteur d’étude s’effectue depuis les hauts topographiques à l’est et à l’ouest de la carte, vers la vallée de la Gatineau au centre.
La municipalité de Kazabazua reçoit une bonne part de son eau souterraine depuis la municipalité de Lac-Sainte-Marie.
Les changements importants de la piézométrie ont lieu aux endroits où des variations rapides de la topographie sont observées.
On peut s’attendre à un écoulement plus rapide de l’eau souterraine sur les flancs des collines, où l’on retrouve des pentes abruptes de la surface piézométrique.
Comment peut-on obtenir la profondeur de la nappe depuis le niveau piézométrique?
Pour une municipalité s’approvisionnant en eau souterraine, pourquoi est-ce important de déterminer le sens d’écoulement de l’eau souterraine?
Définition
Le NIVEAU PIÉZOMÉTRIQUE correspond à l’élévation du niveau d’eau mesuré dans un puits. Si l’aquifère est non confiné, ce niveau correspond également à l’élévation de la NAPPE dans l’aquifère. Si l’aquifère est confiné, le niveau d’eau dans le puits se trouve au-dessus du toit de l’aquifère, puisque celui-ci est sous pression. La carte piézométrique représente l’élévation de la nappe dans un aquifère non confiné et la pression dans un aquifère confiné. La PIÉZOMÉTRIE permet de connaître le sens de l’écoulement de l’eau souterraine dans l’aquifère, qui va des zones à piézométrie plus élevée vers celles où la piézométrie est plus basse.
Méthode utilisée
La piézométrie combinée des aquifères de roc fracturé et de dépôts meubles a été estimée, sur de mailles de 250 m par 250 m, à partir des niveaux d’eau mesurés dans les puits. La qualité de l’estimation dans un secteur dépend de la densité des puits à proximité. Dans les Basses-terres, où une bonne densité de puits existe, la piézométrie a été estimée par interpolation, tandis que dans les Hautes-terres, à défaut d’une densité suffisante de puits, une valeur de profondeur de niveau d’eau de 6 m a été attribuée à tout le secteur. Cette valeur correspond à la moyenne et à la médiane de tous les niveaux d’eau du territoire, déterminée à l’aide d’analyses statistiques sur les données disponibles.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terresLa topographie influence la piézométrie qui s’apparente à une reproduction adoucie de la topographie de surface. Aussi, les changements importants de la piézométrie ont lieu aux endroits où des variations rapides de la topographie sont observées. L’eau souterraine s’écoule des hauts piézométriques vers les bas, où elle fait résurgence dans les cours d’eau.
Le niveau piézométrique passe de près de 900 m d’altitude sur les plus hauts sommets des Hautes-terres à moins de 100 m d’altitude en bordure de la rivière des Outaouais, cette dernière constituant la zone de résurgence principale de l’eau souterraine de la région. L’écoulement régional s’effectue donc globalement du nord vers le sud. Dans les Hautes-terres, la piézométrie varie rapidement, reflétant ainsi la topographie de la surface. On y observe localement des écoulements vers les lacs et les cours d’eau, où l’eau souterraine fait résurgence. À plus petite échelle, des écoulements est-ouest vers les grandes rivières telles que les rivières Gatineau, du Lièvre, Petite-Nation, Coulonge et Noire sont observables.
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NAPPE page 10,PIÉZOMÉTRIE, NIVEAU PIÉZOMÉTRIQUE page 14
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Recharge
Définition
La RECHARGE correspond à la quantité d’eau qui alimente l’aquifère depuis l’infiltration en surface. L’estimation de la recharge est nécessaire pour évaluer les ressources disponibles en eau souterraine, car les débits qui peuvent être exploités de façon durable dépendent du renouvellement de l’eau souterraine.
Méthode utilisée
La recharge annuelle a été estimée avec le modèle HELP, sur des mailles de 250 m par 250 m, en intégrant plusieurs don-nées sur le climat, la végétation, l’occupation du territoire et sur les propriétés des sols, des dépôts et du roc. Le modèle HELP calcule aussi les autres paramètres du bilan hydrologique, soient l’évapotranspiration le ruissellement de surface et le ruissellement hypodermique (non présentés ici). La recharge a été estimée pour le premier aquifère rencontré depuis la surface, soit le plus souvent l’aquifère de roc fracturé, à moins qu’un aquifère régional de dépôts meubles n’ait été identifié (voir Épaisseur des aquifères de dépôts meubles – page 28).
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, les taux de recharge se distinguent selon les contextes de vallées ou de collines. Dans les vallées, des taux de recharge similaires à ceux des Basses-terres sont observables, soient inférieurs à 100 mm/an. Sur les collines, où l’aquifère de roc est recouvert par des dépôts de tills généralement sablonneux, la recharge est de l’ordre de 300 à 400 mm/an, correspondant à environ 30 à 40 % des précipitations annuelles moyennes de la région. Quant à eux, les aquifères de dépôts meubles d’origine fluvioglaciaires se renouvellent à des taux légèrement supérieurs (350 à 450 mm/an), car leur perméabilité est plus grande et qu’aucun couvert argileux ne limite l’infiltration des précipitations dans les sols.
RECHARGEpage 14
La recharge est généralement faible dans la vallée et élevée sur les hauts topographiques.
La recharge ne dépasse jamais 400 mm/an sur le secteur d’étude.
La recharge autour du centre villageois de Kazabazua oscille entre 200 et 400 mm/an.
Les dépôts de sables et graviers fluvioglaciaires sont responsables de la faible recharge dans les vallées.
De nombreux facteurs influencent la recharge, dont le climat, la végétation, l’occupation du territoire et les propriétés des sols, des dépôts et du roc. Outre les précipitations, quel est le facteur ayant généralement le plus d’influence?
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Vulnérabilité
Définition
La VULNÉRABILITÉ d’un aquifère est sa sensibilité à la pollution de l’eau souterraine à partir de l’émission de contaminants à la surface du sol, mais fait abstraction du type de contaminant et de ses propriétés. Pour l’aménagement du territoire, la cartographie de la vulnérabilité à l’échelle régionale permet de cibler les secteurs à protéger des activités anthropiques qui sont susceptibles de contaminer l’eau souterraine à partir de la surface du sol.
Méthode utilisée
La vulnérabilité a été évaluée, sur des mailles de 250 m par 250 m, par la méthode DRASTIC qui permet le calcul d’un indice à partir de 7 paramètres physiques et hydrogéologiques. L’indice DRASTIC peut varier de 23 à 226. Trois niveaux de vulnérabilité ont été définis dans le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (Gouvernement du Québec, 2015b) :
• « Faible » : indice de 100 ou moins,• « Moyen » : indice de plus de 100 et de moins de 180,• « Élevé » : indice de 180 ou plus.
Interprétation pour le secteur des Hautes-terres
Dans les Hautes-terres, la vulnérabilité des aquifères est très variable et se distingue selon les contextes de vallées ou de collines. Dans les grandes vallées telles que celles des rivières Gatineau, de la Petite-Nation ou du Lièvre, les aquifères montrent généralement un faible indice de vulnérabilité (inférieur à 100), car ils sont confinés par des dépôts silto-argileux. À l’opposé, certaines dépressions topographiques, comblées par des dépôts fluvioglaciaires affichent des indices de vulnérabilité plus élevés (supérieurs à 140). Sur les collines où l’aquifère de roc est recouvert par de minces dépôts de till généralement sablonneux, la vulnérabilité est moyenne (indices de 100 à 140). Ce dernier contexte de till recouvrant des aquifères de roc est prédominant dans la région de l’Outaouais.
VULNÉRABILITÉ, DRASTIC page 15
La vulnérabilité varie peu sur le territoire d’étude.
Le niveau de vulnérabilité « moyenne » est prédominant dans les Hautes-terres.
Le niveau de vulnérabilité « élevée » est rare sur le secteur d’étude.
Les aquifères identifiés sur la carte d’Épaisseur de l’aquifère des aquifères de dépôts meubles (voir p. 28) sont de manière générale les plus vulnérables.
Pourquoi les aquifères situés sur les hauts topographiques sont-ils moyennement vulnérables malgré l’absence de couverture argileuse?
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Qualité de l’eau
DéfinitionLa qualité de l’eau s’évalue en comparant les constituants physicochimiques de l’eau aux normes et recommandations existantes. Les CONCENTRATIONS MAXIMALES ACCEPTABLES (CMA) sont des normes visant à éviter des risques pour la santé humaine. Les OBJECTIFS ESTHÉTIQUES (OE) sont des recommandations concernant les caractéristiques esthétiques de l’eau (couleur, odeur, goût et autres désagréments), mais n’ayant pas d’effets néfastes reconnus sur la santé humaine.
Méthode utilisée et interprétation pour l’ensemble du territoireDans le cadre du PACES, 139 échantillons d’eau souterraine ont été prélevés pour l’ensemble de l’Outaouais, dont 71 % proviennent de puits forés dans le roc et 29 % de puits crépinés dans les dépôts meubles. Les dépassements de CMA et d’OE suivants ont été relevés :
Paramètre CMA ou OE Dépassements Norme ou recommandation fondée sur (non exhaustif) :
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Bore (B) CMA = 5 mg/l 1 0,7 % Effets sur la reproduction (atrophie testiculaire et spermatogenèse)
Fluorures (F) CMA = 1,5 mg/l 10 7,2 % Fluorose dentaire modérée (effet cosmétique)
Nitrite - Nitrates (NO2-NO3) CMA = 10 mg N/l 1 0,7 % Méthémoglobinémie (syndrome du bébé bleu); probablement cancérogène
Uranium (U) CMA = 0,02 mg/l 7 5 % Effets sur les reins (différentes lésions)
Aluminium (Al) OE ≤ 0,1 mg/l 3 2,2 % Considérations opérationnelles du traitement de l’eau
Chlorures (Cl) OE ≤ 250 mg/l 13 9,4 % Goût et possibilité de corrosion du réseau de distribution
Dureté totale (CaCO3) OE ≤ 500 mg/l 4 3,2 % Corrosion et entartrage
Fer (Fe) OE ≤ 0,3 mg/l 18 12,9 % Goût et taches sur la lessive et les accessoires de plomberie
Manganèse (Mn) OE ≤ 0,05 mg/l 28 20,1 % Goût et taches sur la lessive et les accessoires de plomberie
Matière dissoute totale (MDT) OE ≤ 500 mg/l 30 23,6 % Goût et entartrage
Sodium (Na) OE ≤ 200 mg/l 15 10,8 % Goût
pH 6,5 ≤ OE ≤ 8,5 39 28,3 % Influence sur l'efficacité du traitement
Sulfates (SO4) OE ≤ 500 mg/l 1 0,7 % Goût
Sulfures (S) OE ≤ 0,05 mg/l 6 4,3 % Goût et odeur
CONCENTRATIONS MAXIMALES ACCEPTABLES et OBJECTIFS ESTHÉTIQUES page 16
De l’eau souterraine faiblement minéralisée et récemment infiltrée domine en Outaouais (65 % des échantillons), particulièrement dans les Hautes-terres, et se retrouve dans une proportion plus importante parmi les puits dans les dépôts meubles et dans les aquifères non confinés. De l’eau ayant une forte minéralisation, donc plus évoluée, est également retrouvée dans un grand nombre de puits (22 % des échantillons) et caractérise les aquifères confinés typiques des Basses-terres. Les autres types d’eau sont intermédiaires (13 % des échantillons) et sont souvent situés à des profondeurs supérieures à 70 m.
Les dépassements en fluorures et en uranium sont principalement observés dans des puits d’aquifères fracturés, assez profonds. Des gisements de fluorite et d’uranium sont exploités ou présents dans la région et suggèrent que les dépassements sont expliqués par la nature des roches.
Les faibles taux de dépassements en bore et nitrates-nitrites ne mettent pas en évidence une contamination à l’échelle régionale et peuvent, tout au plus, indiquer une contamination ponctuelle dans le temps et l’espace.
Un dépassement en fer est généralement accompagné par un dépassement en manganèse (pour 89 % des cas). Dans la région, le sous-sol est riche en fer comme en témoigne la présence de quelques gîtes minéraux en fer ainsi que de minéraux riches en fer tels que l’ocre. Il en est probablement de même pour le manganèse. Les dépassements sont répartis sur l’ensemble de la région et proviennent de tout type d’aquifère. Le fer et le manganèse auraient donc une origine naturelle.
Les distributions des dépassements en chlorures, sodium et matière dissoute totale sont assez semblables : ils sont localisés principalement dans les puits aménagés dans le roc des Basses-terres. Ils proviennent des types d’eau intermédiaire et évoluée, car ils sont liés au vieillissement de l’eau (milieu confiné) et à la dissolution des carbonates et silicates. Les vestiges de l’eau salée de la mer de Champlain peuvent aussi être à l’origine des dépassements pour les trois paramètres. La dissolution de calcaire peut aussi entraîner des dépassements de matière dissoute totale accompagnés de valeurs élevées de la dureté de l’eau.
Les dépassements en pH concernent principalement les pH basiques (85 %) et sont répartis sur l’ensemble du territoire, mais majoritairement dans les aquifères confinés des Basses-terres.
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La qualité régionale de l’eau souterraine dans le secteur de la Vallée semble peu problématique.
Les activités humaines sont responsables des dépassements en fer en manganèse en Outaouais.
L’eau souterraine en Outaouais présente rarement une odeur d’œufs pourris.
Les dépassements en fer en manganèse en Outaouais proviennent souvent des mêmes puits.
Le faible nombre de dépassements de critères de qualité de l’eau du secteur de la Vallée indique que l’eau y est fortement évoluée et minéralisée, typique d’une eau récemment infiltrée.
Quels sont les effets sur la santé et les désagréments esthétiques reliés à l’eau du puits situé à la croisée des routes 105 et 301, au centre du secteur de la Vallée?
Lorsqu’aucun dépassement de CMA n’est observé dans un puits échantillonné dans le cadre du PACES, est-ce que l’eau peut être consommée sans traitement (expliquez votre raisonnement)?
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Exercice de synthèse 1 : Si demain une municipalité du secteur des Hautes-terres devait rechercher une nouvelle source d’eau potable souterraine, quelle zone serait la plus propice?
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Exercice de synthèse 2 : Dans le secteur des Hautes-terres, quelles zones devraient être protégées en priorité pour la recharge?
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Exercice de synthèse 3 : Dans le secteur des Hautes-terres, où pourrait-on implanter une nouvelle activité potentiellement polluante afin de minimiser son impact sur la qualité des eaux souterraines?
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4. Les contextes hydrogéologiques des Basses-terres –secteur Gatineau
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61
Les
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lié à
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Vrai
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Vrai
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Vrai
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M
M
62
Exercice de synthèse 1 : Si demain une municipalité du secteur des Basses-terres devait rechercher une nouvelle source d’eau potable souterraine, quelle zone serait la plus propice?
63
Exercice de synthèse 2 : Dans le secteur des Basses-terres, quelles zones devraient être protégées en priorité pour la recharge?
64
Exercice de synthèse 3 : Dans le secteur des Basses-terres, où pourrait-on implanter une nouvelle activité potentiellement polluante afin de minimiser son impact sur la qualité des eaux souterraines?
65
66
45
4. Les contextes hydrogéologiques des Basses-terres –secteur Pontiac
46
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61
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62
Exercice de synthèse 1 : Si demain une municipalité du secteur des Basses-terres devait rechercher une nouvelle source d’eau potable souterraine, quelle zone serait la plus propice?
63
Exercice de synthèse 2 : Dans le secteur des Basses-terres, quelles zones devraient être protégées en priorité pour la recharge?
64
Exercice de synthèse 3 : Dans le secteur des Basses-terres, où pourrait-on implanter une nouvelle activité potentiellement polluante afin de minimiser son impact sur la qualité des eaux souterraines?
65
66
67
Bibliographie
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68
Mes notes personnelles
Les partenaires du projet Protéger et gérer les eaux souterraines :
Les partenaires du Projet d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines en Outaouais :