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Nouvelles approches et capteurs innovants pour la connaissance et le suivi des aquifères côtiers. Application à la surveillance des intrusions salines dans le bassin sédimentaire du Roussillon (France).
2010-2014

 

Objectifs et contenu

Lieux de développement économique et démographique, les zones côtières représentent des environnements fragiles avec notamment des intrusions salines au sein des aquifères côtiers. Le fonctionnement et la dimension de ces intrusions sont fonction de la géométrie, de la lithologie, des propriétés hydrodynamiques et de transport des aquifères côtiers en jeu ainsi que de leurs conditions d’exploitation. Le phénomène peut être local et variable dans le temps, mais également régional.

Des mesures directes et ponctuelles de salinité permettent d’identifier une intrusion saline, mais pas d’anticiper les risques sur les ressources en eaux souterraines du milieu littoral. Une approche systémique fondée sur le fonctionnement des aquifères côtiers est nécessaire pour envisager la mise en place de systèmes de gestion et d’alerte d’une intrusion saline.

Dans le cadre du projet GRAIN D’SEL, de nouvelles approches pour la connaissance, la métrologie et la gestion des aquifères côtiers sensibles aux intrusions salines ont été développées à différentes échelles :

  • à l’échelle régionale, avec l’exploitation de données géophysiques aéroportées acquises dans le cadre du projet européen EUFAR (zone de 40 km x 10 km, avec des lignes N-S espacées de 100m)
  • à l’échelle locale, avec l’acquisition de données hydro-géophysiques sur des observatoires en forage au Barcarès (forages de 150m de profondeur) et à Canet (forages de 20m de profondeur) : (i) mesures de la conductivité électrique de l’aquifère et de salinité de l’eau déduite en continu (avec un pas de temps de 2 ou 3h, système SMD Imageau) et (ii) suivi de pression entre obturateurs (système Westbay, Schlumberger) avec prise d’échantillons d’eau. Ces mesures ont été complétées par des essais hydrauliques et une caractérisation géochimique des eaux prélevées sur le Westbay. L’interprétation des données a permis d’établir un modèle conceptuel, utilisé ensuite pour la modélisation hydrodynamique des phénomènes observés.
     

A l’échelle régionale, l’interprétation des données géophysiques aéroportées a mis en évidence des zones de salinité différente et différencier des structures en grand, alors qu’une identification détaillée des intrusions salines sur un plan vertical est difficile au vu du contexte sédimentaire. A l’échelle locale, les observatoires hydrogéophysiques qui ont fait l’objet de raffinement technologique dans le cadre du projet ont permis d’obtenir des données de salinité de qualité et d’identifier plusieurs unités hydrogéologiques à partir des critères hydrodynamiques, hydrophysiques et hydrogéochimiques. Ces observations ont également montré que les échanges verticaux sont peu importants contrairement à ce qui était attendu. Ces observations ont également pu être reproduites à l’aide d’un modèle hydrodynamique sur une coupe étang-mer, malgré la complexité du milieu.

Les résultats du projet montrent l’apport de ce type d’observatoire pour imager dans le temps des variations de salinité selon différentes fréquences, par rapport à d’autres techniques plus coûteuses.

 

Livrables

Les principaux livrables du projet sont d’une part une amélioration technologique du SMD de ImaGeau et d’autre part les rapports suivants :

  • Tâche 1 : Caractérisation régionale : état de l’art sur les phénomènes de salinisation des aquifères côtiers, Elaboration d’une typologie de la salinité des aquifères côtiers, Justification du choix de deux sites représentatifs des typologies constrastées
  • Tâche 2 : Caractérisation des aquifères côtiers avec intrusion saline à l’échelle locale : réalisation et équipements des deux sites tests, acquisition des données hydro-géophysiques en forage, réalisation et essais de pompages
  • Tâche 3 : Interprétation et calibrage des données des observatoires
  • Tâche 4 : Comprendre et modéliser, vers la surveillance et l’alerte. Etat de l’art concernant les systèmes de surveillance et d’alerte
  • Tâche 4 : Comprendre et modéliser, vers la surveillance et l’alerte. Rapport de modélisation numérique.

 

Documentation

Colloques et publications scientifiques

Dörfliger N., Fawzia A., Perrin J., De Paris J., Bourgeois B., Caballero Y., Fleury P., Pezard P., Loffi J., Paris J., Neyens D, Traverse S., Certain R., 2011. Contribution of EM airborne geophysics to characterize seawater intrusion within a Plio-Quaternary coastal Mediterranean aquifer in order of improving management and early warning systems, EGU Vienna 2011.

Dörfliger N., Asfirane F, Aunay B., Caballero Y., Fleury P., Pezard P., Lofi J., Neyens D., Certain R., Chastanet J., Traverse S., 2012. Approche géophysique et hydrogéologique à l’échelle régionale et locale pour la caractérisation des intrusions salines au sein d’un aquifère côtier sédimentaire poreux, Colloque CFH AIH 2012 Cassis.

Dörfliger N., Petelet Giraud E., Caballero Y., Bailly Comte V., Aunay B., Neyens D., Bellot J-Ph., Pezard Ph., Geeraert M., 2013. Assessment of vertical salinity changes in a detrital coastal aquifer from hydrogeophysical and geochemical monitoring at two pilot sites, IAH 2013 Perth Australia, congress.

Pételet-Giraud E., Négrel Ph., Guerrot C., Aunay B., Dörfliger N., 2013. Origins and processes of salinization of a Plio-Quaternary coastal Mediterranean multilayer aquifer: the Roussillon Basin case study, Water Rock Interaction [WRI14], Procedia Earth and Planetary Science 7, 2013, pp 681-684

Dörfliger N., 2013. Entre terre et mer, les eaux souterraines du littoral, Géosciences n° 17, pp 76-83.

Rapports publics du projet

Dörfliger N., Fleury P., Asfirane F., Blanc M., 2011. Caractérisation régionale :   Etat de l’art sur les phénomènes de salinisation des aquifères côtiers, Elaboration d’une typologie de la salinité des aquifères côtiers, Justification du choix de deux sites représentatifs des typologies constrastées. Rapport de Tâche 1, projet GRAIND’SEL, 47 p.

Neyens D., Bellot JP., Geeraert M., Pezard P., Petelet E., Bailly-Comte V, 2014. Caractérisation des aquifères côtiers avec intrusion saline à l’échelle locale : réalisation et équipements des deux sites tests, acquisition des données hydro-géophysiques en forage, réalisation et essais de pompages. Rapport de Tâche 2, projet GRAIND’SEL, 58 p.

Traverse S., Chastanet J., Vanden Berghe D., Roger A., Dufond L., Côme JM., Dörfliger N, Caballero Y., 2014. Etat de l’art concernant les systèmes de surveillance et d’alerte. Comprendre et modéliser, vers la surveillance et l’alerte. Rapport de Tâche 4, projet GRAIND’SEL, 65 p.

Chastanet J., Côme JM., 2014. Comprendre et modéliser, vers la surveillance et l’alerte. Rapport de modélisation numérique, Rapport de Tâche 4, projet GRAIND’SEL, 35 p.

Dörfliger N., Asfirane F., Aunay B., Bailly-Comte V., Caballero Y., Fleury P., Pételet Giraud E., Dewandel B., Ladouche B., Pezard P., Lofi J., Geeraert M., Neyens D., Bellot J.P., Certain R., Come J-M., Chastanet J., Traverse S., 2014. Nouvelles approches et capteurs innovants pour la connaissance et le suivi des aquifères côtiers. Application à la surveillance des intrusions salines dans le bassin sédimentaire du Roussillon (France). Résumé, Projet GRAIND’SEL, 4 p.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liens utiles

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Partenaires du projet

     
 

 

 

Ont également été associés au projet Schlumberger Water services pour l’équipement des observatoires par l’intermédiaire des Sciences de l’Univers (OSU) « OREME », ainsi que les collectivités du Barcarès et de Canet et de Perpignan Agglomération pour la mise à disposition des terrains d’expérimentation.

 

Cofinanceur du projet

         

 


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