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Hydrogéochimie des sources associées aux eskers de l'Abitibi, Québec

Castelli, Sabrina (2012). Hydrogéochimie des sources associées aux eskers de l'Abitibi, Québec. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Sciences appliquées, 127 p.

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Résumé

Le passage du dernier glacier lors du Pléistocène et son retrait à l'Holocène il y a environ 9000 ans AA, ont permis avec l'érosion du socle rocheux, la mise en place de dépôts granulaires perméables dont les longues accumulations de sables et de graviers fluvioglaciaires que sont les eskers, ainsi que la Moraine d'Harricana. Certains eskers sont d'importants aquifères en raison de la présence d'argile glaciolacustre sur les flancs qui retient l'eau dans les formations granulaires. La région de l'Abitibi a depuis longtemps été présentée comme ayant un potentiel hydrique important associé à des sources. Une étude réalisée par Champagne (1988) porte sur le potentiel aquicole en relation directe avec des sources de l'Abitibi. L'eau souterraine provenant de plusieurs eskers de l'Abitibi est aussi reconnue pour sa grande qualité. Lorsque l'on considère la vulnérabilité des aquifères présents dans les eskers et que plusieurs municipalités de la région s'approvisionnent en eau souterraine, il est important de connaître la ressource et d'en faire une bonne gestion. L'objectif de ce projet de recherche est la caractérisation hydrogéochimique des sources associées aux eskers de l'Abitibi. Les objectifs spécifiques sont de déterminer les caractéristiques physico-chimiques des sources afin d'établir le portrait de la qualité de l'eau, d'étudier la variabilité de la géochimie des sources dans la région, de réaliser un échantillonnage détaillé des sources les plus importantes afin d'évaluer la variabilité de la géochimie durant l'année et, à l'aide de traceurs environnementaux (deutérium, oxygène-18, carbone-14, carbone-13, tritium), d'identifier l'origine et l'âge de l'eau. L'approche méthodologique consiste dans l'inventaire et l'intégration des données existantes permettant la sélection des sites à partir des connaissances actuelles des eskers de l'Abitibi. L'échantillonnage des sources a commencé en 2009 et s'est terminé en 2011. Vingt-quatre (24) sources ont été sélectionnées et échantillonnées pour établir le portait régional. Un suivi détaillé des sources les plus importantes a été réalisé à 9 sites. Les échantillons ont été analysés pour plusieurs paramètres chimiques incluant les constituants majeurs, mineurs et traces ainsi que les isotopes stables. Les résultats démontrent que la qualité de l'eau des sources est très bonne sur le territoire, et que la géochimie est peu variable entre les sources. Le type d'eau Ca-HCO3 caractérise l'ensemble des échantillons. Le faciès chimique de l'eau des sources est en lien avec l'environnement géologique et hydrogéologique de la région d'étude. La chimie des précipitations, la composition minéralogique de l'esker et la géochimie des sources indiquent que des processus d'interaction avec des minéraux contribuent à l'évolution de l'eau à partir de la recharge dans les eskers jusqu'aux sources. Le suivi temporel indique que les eaux de sources pourraient être influencées par les évènements saisonniers. Les analyses isotopiques des sources montrent une origine météorique. Les données de tritium indiquent que les sources sont caractérisées par une eau moderne, avec des âges de l'ordre d'une dizaine à quelques dizaines d'années. Les âges 14C non corrigés sont surestimés et incohérents avec les données de tritium. Cette surestimation résulte de la dilution avec du carbone exempt de 14C qui pourrait être causée par l'interaction eau-minéraux dont la dissolution de carbonates. Ce projet permet d'établir un premier portrait régional de la géochimie des sources de l'Abitibi. Des travaux complémentaires, particulièrement l'intégration de la géochimie de l'eau souterraine des eskers et une caractérisation plus complète de la minéralogie des différents eskers, devraient être réalisés pour mieux comprendre l'évolution de l'eau souterraine des zones de recharge aux sources. The passage of the last glacier during the Pleistocene and its retreat at the Holocene about 9000 years BP, left several granular deposits which consist of long accumulations of sand and gravel such as eskers and the Harricana Moraine. Some eskers are important aquifers due to the presence of glaciolacustrine clay over the esker flanks, thus maintaining water in the granular deposits. The Abitibi region has long been presented as having an important water potential associated with major springs. A study by Champagne (1988) focuses on the aquaculture potential in direct relation with the springs of Abitibi. Groundwater from several eskers in Abitibi is also known for its high quality. When considering the vulnerability of aquifers present in eskers and that several municipalities of the region are supplied by groundwater, it is important to gain a better knowledge of the resources in order to support their management. The objective of this project is the hydrogeochemical characterization of springs associated with eskers of Abitibi. The specifie objectives are to determine the physicochemical characteristics of springs to establish the portrait of the water quality, to study the variability of the geochemistry of springs in the region, to make a detailed sampling of the major springs to assess the variability of the geochemistry during the year and, using environmental tracers (deuterium, oxygen- 18, carbon-14, carbon-13, tritium), to identify the origin and age of the water. The methodology consists of inventory and integration of existing data for the selection of sites from the current knowledge of the Abitibi eskers. The sampling of springs started in 2009 and ended in 2011. Twenty-four (24) springs were selected and sampled to establish the regional portrait. Detailed monitoring of the major springs was conducted at 9 sites. The samples were analyzed for various chemical parameters including major constituents, minor and trace elements and stable isotopes. The results show that the water quality of the springs is very good in the territory, and that geochemistry varies little between springs. Water type Ca-HC03 characterizes all samples. The geochemistry of springs is related to the geological and hydrogeological contexts of the study area. Precipitation chemistry, the mineralogical composition of the esker and the geochemistry of springs indicate that the interaction with minerais contributes to the evolution of water from the recharge in eskers to the springs. Temporal monitoring indicates that the chemistry of springs may be influenced by seasonal events. Isotopie analyzes of springs show a meteoric origin. Tritium data indicate that springs are characterized by modern water, with ages of the order of ten to a few tens of years. Uncorrected 14C ages are overestimated and inconsistent with tritium data. This overestimation results from the dilution with 14C-free carbon that could be caused by mineral-water interaction, as dissolution of carbonates. This project enables to establish a first portrait of regional geochemistry in the Abitibi springs. Further work, especially the integration of the groundwater geochemistry of eskers and a more complete characterization of the mineralogy of various eskers, should be conducted to better understand the evolution of groundwater, from recharge areas to springs.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Cloutier, Vincent
Informations complémentaires: Programme de maîtrise offert en extension avec l'Université de Montréal, École Polytechnique. Comprend un résumé en français et un en anglais.
Mots-clés libres: hydrogeochimie, source, eskers
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en génie minéral
Date de dépôt: 19 févr. 2013 18:48
Dernière modification: 25 févr. 2013 18:18
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/497

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