Techniques de traçage par les gaz : origine et temps de résidence de l’eau (WP8.1.)

Critex

Eliot Chatton, doctorant Critex, a débuté sa thèse en octobre 2014. Après six mois de tests et de mise au point du spectromètre de masse (MIMS), les premières expérimentations de « monitoring » de gaz dissous sur le terrain ont pu débuter dès le printemps 2015. Une première expérience de traçage gazeux à l’hélium a été réalisée sur le site H+ de Ploemeur, afin de caractériser les propriétés hydrauliques de fractures dans un forage. Ce premier test a permis de valider le fonctionnement du MIMS dans le laboratoire mobile CRITEX sur le terrain pendant plusieurs jours. La figure 1 présente le dispositif d’injection et de mesure sur le terrain et la courbe de restitution acquise par le MIMS sur 3 heures de mesures. Une seconde expérience de traçage entre puits a ensuite été réalisée sur le site de l’Université de Rennes pendant 20 heures. Ces données sont en cours d’exploitation par Eliot Chatton. Des informations sur la diffusion des gaz devraient enrichir la connaissance des propriétés hydrauliques déjà acquises sur ces sites. Enfin, une utilisation du MIMS pour caractériser les arrivées d’eau en forage (0-100m) a été tentée et réussie sur un site de production d’eau près de Rennes, où une eau à recharge « post-glaciaire » avait déjà été caractérisée par de la datation 14C. La figure 2 présente le profil de gaz dissous mesurés et son interprétation en termes de température de recharge, d’excès d’air et d’âge 4He. La température calculée par un modèle inverse est de 4°c +/-1°C et l’âge 4He de 15 000 ans. Des expériences identiques ont été réalisées sur le site H+ de Ploemeur, afin de caractériser le pôle d’eaux anciennes du site et des mélanges présents. Des expériences de caractérisation d’échanges nappe-rivière à l’aide des traceurs gazeux en temps réels seront réalisés en 2016 et viendront compléter le panel d’utilisation du MIMS pour le monitoring des gaz dissous. Enfin, des cinétiques de réaction biogeochimiques seront monitorées en laboratoire à l’aide du MIMS, pour étudier le développement de biofilms bactériens (Thèse O. Bochet).

Ces résultats seront présentés à l’EGU 2016, la Goldschmidt 2016 et à la RST 2016. Un article est en cours de rédaction.

(T. labasque, E. Chatton, L. Aquilina, Géosc. Rennes)