Physical characterisation and numerical approach of the role of aquitards in a multilayered aquifer system - Application to the tertiary north-aquitain complex system
Caractérisation physique et approche numérique du rôle des aquitards dans les systèmes aquifères multicouches - Application au complexe tertiaire nord-aquitain
Résumé
The development of hydrodynamic models at regional scale requires to take into account the aquitards layers and their hydrogeological behaviour on the long term. These leaky units have specific geological and hydrodynamical properties and sometimes large scale heterogeneities. The area of Bordeaux which is subject to large withdrawals, is used to support the study for understanding the role of aquitards in the hydrodynamic behavior of a multilayered complex. Various methods were used to assess the geological characteristics of these low permeability formations. The well logging tool allowed a reinterpretation of the geology and resulted in the updating of the geometry of the hydro-geological study area and a new vertical structure of aquifers and aquitards units. The installation of a specific borehole, with the analysis of core samples and permanent pressure monitoring device, at different levels, provided an estimation of the geological and hydrodynamical properties of the aquitard. Finally, the quantitative approach of the role of aquitards in the hydrodynamic behavior of the aquifer system was carried out using a hydrodynamic model. This model takes into account the new geometry obtained from the use of well loggings, and integrates the values of hydrodynamic parameters obtained by laboratory and in situ measurements. The model is used to identify the leakage flows in the multilayer system. The results demonstrate the impact and the role of a leaky unit within a thick aquitard. Ultimately, integration of heterogeneities within an aquitard is essential to the development of quantitative and qualitative management tools for groundwater resources, at different time scales, for complex multilayered aquifer systems.
L'élaboration de modèles hydrodynamiques à des fins de gestion rationnelle des aquifères et des prélèvements à une échelle régionale nécessite la connaissance du fonctionnement hydrodynamique des aquitards.La caractérisation de ces formations semi-perméables implique de déterminer leurs propriétés géologiques, hydrodynamiques et leur degré d'hétérogénéité. La région de Bordeaux, soumise à d'importants prélèvements, sert ici de support d'étude pour appréhender le rôle des aquitards dans le fonctionnement hydrodynamique d'un multicouche complexe. La caractérisation de ces formations semi-perméables a été obtenue au travers d'approches directes, indirectes et numériques. L'outil diagraphique a permis une réinterprétation de la géologie et a abouti à la mise à jour de la géométrie hydro-géologique du domaine d'étude ainsi qu'à une nouvelle organisation verticale des unités aquifères et aquitards. Les propriétés hydrodynamiques des aquitards ont été approchées grâce à la réalisation d'un forage expérimental dédié à l'étude d'une éponte. Des mesures pétrophysiques et l'analyse des séries temporelles enregistrées en différents niveaux de l'aquitard ont été effectuées et ont fourni des estimations des paramètres de conductivité hydraulique et d'emmagasinement spécifique de l'aquitard. Enfin, l'approche quantitative du rôle des aquitards dans le fonctionnement hydrodynamique du système aquifère a été réalisée à l'aide d'un modèle hydrogéologique. Celui-ci prend en compte la géométrie revisitée, issue des données diagraphiques, et intègre les valeurs des paramètres hydrodynamiques obtenues par les mesures de laboratoire et in situ. Le modèle a été utilisé pour préciser les flux de drainance au sein du système multicouche ainsi que leurs proportions relatives. Les résultats démontrent l'impact et le rôle d'un horizon semi-perméable au sein d'un aquitard puissant. In fine, l'intégration des hétérogénéités d'un aquitard s'avère obligatoire dans l'élaboration d'outils de gestion raisonnée (quantitative et qualitative) à court et long terme des ressources en eau souterraines d'un système aquifère multicouche complexe.
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