Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les eaux souterraines en milieu rural sont souvent exposées à des pollutions d'origine agricole résultant notamment de l'épandage de fertilisants et de pesticides. Une partie de ces polluants s'infiltre avec les eaux météoriques à la verticale des terrains agricoles, avant d'atteindre la nappe phréatique. Une autre partie est drainée plus directement vers les cours d'eau de surface : ce dernier phénomène étant accentué par les systèmes de drainage agricole. Un puits de pompage situé à proximité d'un plan d'eau de surface peut fournir de l'eau affectée par ces deux cheminements. Notre étude s'intéresse au second cheminement; elle a pour objectif d'évaluer les risques de contamination de l'eau pompée d'un puits due à l'infiltration à partir d'un plan d'eau de surface.

La méthodologie utilisée comprend une approche mathématique, ainsi que des mesures sur le terrain du flux de filtration, du gradient hydraulique vertical et de paramètres physico-chimiques de l'eau. L'étude a d'abord été réalisée sur trois sites de captage municipal dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean (La Baie, l'Ascension, Labrecque), ensuite, les résultats ont été appliqués, dans un cadre plus général, à un plus grand nombre de sites choisis dans les cinq régions agricoles suivantes : Chaudière-Appalaches, Montérégie, Lanaudière, Bas-Saint-Laurent et Capitale nationale. L'approche mathématique a été appliquée à tous les sites alors que les mesures de filtration et les mesures physico-chimiques ont été effectuées uniquement sur les trois sites expérimentaux sélectionnés dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean.

Sur chacun des trois sites expérimentaux au Saguenay-Lac-Saint-Jean, les résultats obtenus avec l'approche mathématique indiquent que le débit de pompage est toujours sous la valeur critique théorique au-delà de laquelle le pompage dans le puits induit une infiltration d'eau de surface. Par contre, les mesures de flux de filtration et de gradient hydraulique suggèrent que le pompage induit une infiltration d'eau des plans d'eau de surface vers les puits de pompage, surtout sur les parties des plans d'eau qui sont les plus proches des puits. Quant aux mesures des paramètres physico-chimiques de l'eau (pH, température, oxygène dissous et conductivité électrique), les valeurs obtenues dans le puits sont comprises entre celles obtenues dans le piézomètre et celles du plan d'eau, ce qui suggère que l'eau des puits est un mélange de l'eau souterraine et de l'eau de surface infiltrée. L'écart entre les résultats du modèle mathématique et les résultats de terrain est en bonne partie dû aux hypothèses simplificatrices du modèle.

Sur les sites en milieu agricole, les résultats de l'approche mathématique ont montré que sur les quarante-quatre puits étudiés, quarante-trois montrent des débits critiques plus élevés que les débits de pompage et un seul puits a un débit critique plus bas que le débit de pompage. Ce qui suggère dans un premier temps que le pompage des puits n'induit pas d'infiltration d'eau à partir de plan d'eau de surface. Toutefois, l'expérience effectuée sur les trois sites expérimentaux a montré que même si l'approche mathématique ne suggérait pas de possibilité d'infiltration d'eau de plan d'eau de surface, de telles possibilités existent.

L'approche mathématique et les mesures sur le terrain procurent des informations complémentaires permettant de développer une démarche utile pour obtenir une première estimation des risques d'infiltration d'un plan d'eau de surface en direction des eaux souterraines pompées par des puits d'eau potable.