Techniques de marquage pour I'étude des circulations des ...
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Données d’âge de l’eau pour caractériser les circulations souterraines. Jean-Raynald de Dreuzy, Pauline Gueutin-Rousseau, Jean Marçais, Zahra Thomas, Tamara Kolbe. Géosciences Rennes, CNRS, France
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Les distributions de temps de transit dans
les aquifères
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Les temps de transit dans un aquifère
Winter, T. C., Harvey, J. W., Franke, O. L. & Alley, W. A. Ground Water and Surface Water: A Single Resource (US Geological Survey, 1998); http://pubs.usgs.gov/circ/circ1139/pdf/circ1139.pdf
3
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Les temps de transit dans un aquifère: la réalité, une distribution
4 Winter, T. C., Harvey, J. W., Franke, O. L. & Alley, W. A. Ground Water and Surface Water: A Single Resource (US Geological Survey, 1998); http://pubs.usgs.gov/circ/circ1139/pdf/circ1139.pdf
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Des traceurs pour approcher cette distribution
5
Chronique des différents traceurs pour « dater » les eaux récentes
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Des traceurs pour approcher cette distribution
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Ccfc(t-tN) Ccfc(t-t1)
Que mesure-t-on?
La TTD
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Position du problème:
Pourquoi caractériser les TTDs ?
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
Comprendre les écoulements
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
Wang J.-Z. et al. (submitted), On the use of late-time peaks of residence time distributions for the characterization of hierarchically nested groundwater flow systems, Journal of Hydrology.
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Comprendre les écoulements
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
Prédire les temps de renouvellements
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
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Prédire les temps de renouvellements Exemple: L’inverse Gaussienne
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
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Prédire les temps de renouvellements Exemple: L’inverse Gaussienne
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Evaluation du pouvoir prédictif des LPMs:
Application à l’aquifère cristallin de Plœmeur
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Un modèle synthétique 3D de l’aquifère de Ploemeur
Plœmeur granite
Guidel granite
N20 Fault
Contact zone
Micaschists
3 km
4 km
500 m
Leray S. et al. (2012), Contribution of age data to the characterization of complex aquifers, Journal of Hydrology.
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Accès aux TTDs partout dans l’aquifère…
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La TTD
1)
2)
Ainsi qu’aux concentrations et aux temps
de renouvellement!
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Calibration de modèles « LPMs » sur les concentrations synthétiques
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Prédiction du temps nécessaire au renouvellement de 25% du volume
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Des TTDs à l’organisation des écoulements : Application sur le site de Pleine-Fougères
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Hypothèses de départ
▪ Temps de résidence faibles faible épaisseur de l’aquifère, faible perméabilité de la roche mère et peu de recharge
▪ Distance moyenne de transport plus courtes en amont qu’en aval
▪ Ecoulements contrôlés par la topographie
Wang J.-Z. et al. (submitted)
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Un modèle synthétique 3D de l’aquifère de Pleine-Fougères
Roche saine
N
~11 m
~49 m
Kolbe et al., 2016
Kolbe. et al. (submitted), Dominance of local flows and extended transit times in shallow aquifers, Journal of Hydrology. 20
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Les TTDs sur le site de Pleine-Fougères
▪ Distributions continues
▪ Type exponentielle zone de convergence
▪ Zone de transition distribution bimodale
MTT = 42 y
MTT = 35 y
MTT = 55 y
Kolbe et al., 2016
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Distances hydrogéologiques
Mélange important sur des distances < 1km seulement des écoulements locaux
▪ Distances hydrogéologiques plus courtes à l’aval impact de la rugosité de la topographie
▪ Distances relativement courtes < 1 km
Kolbe et al., 2016
DM = 400 m
DM = 600 m
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Similitudes entre les deux sites
▪ Des TTDs continues et peu complexes
▪ Des MTDs relativement longs et du même ordre de grandeur
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Conclusions
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
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Prédire les temps de renouvellements
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TTDs et prédictions
▪ LPMs deux paramètres toujours bonnes prédictions ?
50%
θ = 3.3 y
Prédictions
Marçais et al., 2015
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Position du problème: pourquoi caractériser les TTDs ?
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Comprendre les écoulements
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TTDs et écoulements
Ploemeur Pleine-Fougères
Confiné Libre
Anthropisé (pompage) Naturel
Moyennement profond Surface
Distributions similaires
Particularité de ces deux sites besoin de comparés avec plus de sites
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Traceurs environnementaux et gamme de datation
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Merci
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Conclusions sur le site de Pleine-Fougères
MTT = 56 y
ML = 600 m
MTT = 65 y
ML = 600 m MTT = 45 y
ML = 400 m
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Contrôle des écoulements : topographie vs. recharge
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