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Modèle d’évolution naturelle de l’eau souterraine dans une région du Bouclier Canadien à partir de la détermination de pôles hydrogéochimiques régionaux

Walter Julien. (2018). Modèle d’évolution naturelle de l’eau souterraine dans une région du Bouclier Canadien à partir de la détermination de pôles hydrogéochimiques régionaux. Thèse de doctorat, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Les modèles d’évolution des faciès chimiques de l’eau souterraine en fonction de la profondeur et de la distance parcourue entre les zones de recharge et de décharge (cellules d’écoulement locales ou régionales), permettent d’expliquer qualitativement la variabilité spatiale hydrogéochimique. Au Saguenay-Lac-Saint-Jean (SLSJ), cette variabilité est observée pour des résultats d’analyses chimiques de 321 échantillons d’eaux souterraines collectés dans le cadre du Programme d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines de la région Saguenay-Lac-St-Jean (PACES-SLSJ) et pour lesquels environ 40 paramètres physico-chimiques ont été mesurés. Les résultats de travaux antérieurs suggèrent 3 principales sources d’eau d’infiltration (météoritique, marine et sous-glaciaire). Au moment de la recharge, l’eau d’infiltration entre en interaction avec les unités lithologiques régionales. Ces dernières sont groupées en 2 principaux réservoirs sur la base de leur comportement hydraulique général (réservoirs rocheux fracturés et réservoirs granulaires poreux). Ainsi, ce projet vise la détermination de pôles compositionnels hydrogéochimiques de l’évolution naturelle de l’eau d’infiltration en fonction des réservoirs géologiques régionaux, et l’identification de traceurs géochimiques caractéristiques des mécanismes d’interaction eau-roche proposés. Les pôles hydrogéochimiques sont obtenus selon un traitement qui combine les techniques statistiques standards, l’analyse statistique multivariée et la mise en graphique des résultats. L’analyse statistique multivariée est appliquée en deux temps. Dans un premier temps, la base de données est considérée dans son ensemble, et dans un second temps, l’analyse est appliquée à un sous-ensemble de données, lesquelles sont sélectionnées à partir de leurs caractéristiques géochimiques. Cette méthode nous conduit à définir 2 pôles hydrogéochimiques régionaux distincts du point de vue de leur composition chimique : 1) un pôle compositionnel régional de l’évolution de l’eau souterraine en milieu rocheux fracturé, et 2) un pôle compositionnel régional de l’évolution de l’eau souterraine en milieu granulaire poreux confiné par l’argile marine. La composition chimique de ces pôles est comparée avec les compositions chimiques de saumures de roches cristallines précambriennes tirées de la littérature. Une signature chimique régionale de l’eau de pluie est proposée suite à la compilation de données existantes et aux résultats d’analyse de 4 échantillons. Les différents stades d’évolution de l’eau souterraine sont comparés à l’aide d’une méthode normative multiéléments et les différences observées sont exprimées en indices de maturité. Ces indices de maturité, combinés aux résultats du traitement d’analyse multivariée et à la comparaison de la composition chimique des pôles avec celle d’eaux de référence, nous permettent de proposer des paramètres chimiques caractéristiques de l’évolution naturelle de l’eau souterraine vers l’un ou l’autre de ces pôles. Le tout fait l’objet d’un modèle conceptuel schématique qui inclut les caractéristiques stratigraphiques simplifiées de la région et leurs impacts sur la composition chimique de l’eau souterraine.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Thèse de doctorat)
Date:2018
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Doctorat en sciences de la terre et de l'atmosphère
Nombre de pages:331
ISBN:Non spécifié
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie minier et génie géologique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées > Eau et environnement
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Unité d'enseignement en sciences de la Terre
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Chesnaux, Romain
Cloutier, Vincent
Gaboury, Damien
Mots-clés:Bouclier précambrien, dépôts Pléistocène, eau souterraine, hydrogéochimie, hydrogéologie, statistiques multivariées, hydrogéologie régionale, qualité de l'eau souterraine, sédiments Pléistocène, analyses en composantes principales, analyses hiérarchiques en grappe
Déposé le:21 juin 2018 13:02
Dernière modification:04 juill. 2018 19:46
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