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

Résumé

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour estimer l'aire d'alimentation d'un puits de pompage. On retrouve, entre autres, les relations analytiques, la cartographie piézométrique et la modélisation numérique.

L'objectif de ce projet de recherche consiste en l'élaboration de méthodes permettant d'estimer le plus exactement possible l'aire d'alimentation d'un puits de pompage en milieu anisotrope et hétérogène. Deux volets majeurs ont été développés : les travaux d'investigation sur le terrain et une méthode d'implantation optimale de piézomètres (IOP). Les essais ont été réalisés à Saint-Félicien et plus particulièrement dans l'aire d'alimentation présumée du puits de pompage PE-3, situé en bordure de la rivière à l'Ours.

Les travaux d'investigation sur le terrain ont comporté des essais de traçage en eau souterraine et des levés de sismique réfraction. Trois essais de traçage ont été exécutés dans les environs du puits PE-3 de Saint-Félicien. Ces essais, de type convergent se sont déroulés pendant que le puits PE-3 alimentait la municipalité en eau potable. Le maintien d'une eau potable de qualité au puits a introduit des contraintes supplémentaires à la réalisation des essais, concernant notamment la sélection du traceur et l'estimation préalable des concentrations attendues dans l'eau pompée. Les résultats des essais de traçage démontrent le lien hydraulique direct entre le puits de pompage PE-3 et l'eau qui s'infiltre sur la rive opposée de la rivière à l'Ours.

Quant aux levés de sismique réfraction, ils ont permis d'estimer l'épaisseur de la section de l'aquifère normale à la direction de l'écoulement souterrain. Suivant la loi de Darcy, la surface de cette section est transposée en surface et correspond à la largeur de l'aire d'alimentation.

L'estimation de l'aire d'alimentation à partir de la méthode d'IOP permet d'estimer l'aire d'alimentation par cartographie piézométrique. La disposition des puits d'observation est critique pour la justesse de l'estimation. Cette méthode est appropriée en aquifère d'extension sub-horizontale et constituée d'un milieu poreux mais elle est inefficace en milieu fracturé si les fractures sont verticales.

La méthode d'IOP ainsi que le traçage de l'eau souterraine constituent des outils supplémentaires prometteurs pour l'estimation de l'aire d'alimentation et du temps de transfert de l'eau souterraine s'écoulant vers un puits.