Caractérisation hydrogéophysique multiméthode appliquée pour l'alimentation en eau souterraine

« RÉSUMÉ: À l’heure actuelle, il existe peu de méthodologies intégrant la géophysique adaptées aux projets de recherche en eau souterraine de moyenne envergure au Québec. L’objectif de ce mémoire est de développer et tester une approche de caractérisation multiméthode. L’approche intègre des méthodes de reconnaissance qui servent à guider des méthodes à plus haute résolution. L’aménagement de forage permet de vérifier les hypothèses d’interprétation et l’ensemble des données sont intégrées pour développer une compréhension optimale du contexte hydrogéologique. La première partie de ce mémoire présente une application de l’approche de caractérisation multiméthode à un aquifère granulaire. Les aires de protection d’un puits d’approvisionnement en eau potable devaient être mises à jour. La possibilité de déplacer le puits dans le même aquifère devait également être étudiée. La méthode géoradar a été utilisée comme outil de reconnaissance pour cartographier à grande échelle la nature des dépôts de surface du site d’étude. La tomographie de résistivité électrique a été utilisée pour estimer l’extension de l’aquifère. Trois forages exploratoires interceptant l’aquifère ont été aménagés à partir de ces résultats, offrant la possibilité de relocaliser le puits. Un modèle conceptuel de site a été élaboré à partir de l’ensemble des résultats et a permis de guider la mise à jour des aires de protection par modélisation numérique. La deuxième partie de ce mémoire étudie l’utilisation de la méthode VLF-EM comme outil de reconnaissance pour la recherche en eau dans un aquifère de roc fracturé. Des mesures électriques en forage ont indiqué que les venues d’eau sur ce site sont associées à des horizons de quartz résistifs par rapport au roc. La réponse VLF-EM a été modélisée à partir des profils de résistivité électrique inversés et a montré que la méthode VLF-EM n’est pas appropriée dans ce contexte. Cette étude montre la pertinence de combiner les mesures électriques en forage et en surface aux mesures VLF-EM pour valider les hypothèses d’interprétation et donner plus de poids aux résultats.»

Abstract

«ABSTRACT:There are few methodologies integrating geophysics that are suitable for medium-scale groundwater research projects in Quebec. The aim of this master’s thesis is to develop and test a multimethod characterization approach. The approach integrates reconnaissance methods to guide higher-resolution methods. Drilling is used to verify interpretation hypotheses, and all data are integrated to develop an optimal understanding of the hydrogeological context. The first part of this master’s thesis presents an application of the multi-method characterization approach to a granular aquifer. The protection zones of a drinking water supply well were to be updated. The possibility of relocating the well within the same aquifer also had to be studied. The ground-penetrating radar method was used as a reconnaissance tool for large-scale mapping of the nature of surface deposits at the study site. Electrical resistivity tomography was used to estimate the extension of the aquifer. Three exploratory boreholes intercepting the aquifer were built on the basis of these results, offering the possibility of relocating the well. A conceptual model was developed from all the results, and was used to guide the updating of the protection zones through numerical modeling. The second part of this work studies the use of the VLF-EM method as a reconnaissance tool for water exploration in a fractured rock aquifer. Borehole electrical measurements indicated that water inflows at this site are associated with quartz horizons that are resistive compared to the bedrock. The VLF-EM response was modeled from the inverted electrical resistivity profiles and showed that the VLF-EM method is not appropriate in this context. This study shows the relevance of combining borehole and surface electrical measurements with VLF-EM measurements to validate interpretation hypotheses and give greater weight to the results.»