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

Résumé

L’eau souterraine est une ressource vers laquelle les gens se tournent de plus en plus pour différentes raisons, incluant sa facilité d’exploitation et sa qualité. Il est pourtant nécessaire de bien la quantifier en évaluant son taux de renouvellement pour en assurer une exploitation durable. L’objectif principal de cette étude est ainsi d’évaluer la recharge de l’aquifère de Saint-Honoré, localisé dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean au Québec, Canada, par une approche cherchant à prendre en considération toutes les composantes du cycle de l’eau. Ainsi, deux méthodes ont été utilisées conjointement dans cette étude : (1) une analyse des fluctuations du niveau de la nappe et (2) une modélisation hydrologique du bassin versant. L’analyse des fluctuations du niveau de la nappe est une méthode répandue, mais critiquée pour son échelle spatiale de validité (1-100 m2 selon Delin, Healy, Lorenz et Nimmo (2007)) qui est plutôt restreinte, alors que certains cas d’étude nécessitent l’évaluation de la recharge à des échelles plus vastes. Une méthode optimisée, codée et automatisée de l’analyse des fluctuations du niveau de la nappe (OCA-WTF), prenant en compte un emmagasinement spécifique variable, a ainsi été développée dans le cadre de cette étude. Celle-ci a été appliquée aux données de six puits d’observation répartis sur l’aquifère de Saint-Honoré, résultant en une recharge moyenne de 350 mm/an. Cette méthode a été comparée à d’autres, soit des bilans hydriques, des séparations d’hydrogrammes, une analyse isotopique et une méthode analytique d’estimation basée sur les simplifications de Dupuit-Forchheimer. Ces comparaisons ont permis de constater que les résultats obtenus avec la méthode OCA-WTF sur le bassin versant de la rivière Caribou (120 km2) sont représentatifs de l’aquifère et comparables à des méthodes d’estimation à plus grande échelle spatiale. De plus, la comparaison avec l’analyse isotopique a mis en évidence le délai entre les périodes d’infiltration et de recharge qui peut parfois s’avérer très long (i.e. plus d’un an). Ce délai fait en sorte que mettre en relation des données de précipitation et de niveau de nappe phréatique ayant la même échelle temporelle dans les calculs de recharge n’est pas toujours approprié. Le modèle physique distribué WaSiM (Schulla, 2015) a été retenu pour évaluer la recharge par la modélisation hydrologique du bassin versant de la rivière Caribou (120 km2) sur lequel l’aquifère de Saint-Honoré est localisé. Cependant, étant donné que ce bassin versant n’est pas jaugé, il a fallu trouver une solution pour reconstituer les débits à l’exutoire avant de pouvoir mettre en place le modèle hydrologique. Une approche de transfert de débit a été retenue, nécessitant une étude de similarité du bassin versant à l’étude appuyée sur une base de données de 106 bassins versants Québécois. Celle-ci a permis d’identifier quatre bassins versants similaires pour lesquels les débits ont été transférés et ajustés à la rivière Caribou. La calibration du modèle WaSiM devra être complétée afin d’obtenir des résultats de recharge à comparer à ceux obtenus avec la méthode OCA-WTF.