Caractérisation et modélisation de l'hétérogénéité dans les systèmes aquifères locaux et régionaux

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Les ressources en eau souterraine ont une grande importance économique et environnementale. Malgré sa nature renouvelable, l'eau souterraine est toutefois vulnérable à la contamination. Il faut donc assurer la protection et la gestion des systèmes aquifères et des puits d'approvisionnement. Pour ce faire, il est essentiel de comprendre la dynamique d'écoulement de l'eau souterraine, tant au niveau régional que local. Cette compréhension repose à la fois sur notre capacité à caractériser les systèmes aquifères et à représenter quantitativement leur dynamique à l'aide de modèles numériques. Au cours des dernières décennies, les capacités accrues des simulateurs numériques ont permis aux modèles de faire une représentation de plus en plus détaillée des systèmes d'écoulement complexes. Cependant, les capacités des simulateurs à intégrer l'hétérogénéité des aquifères ont largement dépassé les possibilités des moyens conventionnels de caractérisation des systèmes aquifères de produire les données requises par les simulateurs. Ce programme de recherche a donc pour objectif général d'améliorer la compréhension des systèmes aquifères par le développement de meilleures approches de caractérisation afin de mieux soutenir leur gestion et leur protection. Les objectifs spécifiques du projet sont les suivants : 1) développer une approche intégrée de caractérisation des systèmes aquifères locaux et régionaux basée sur la combinaison de méthodes géologiques, hydrauliques, géophysiques et hydrogéochimiques ; 2) développer les mesures hydrauliques « directes » sur le terrain permettant de mieux définir la distribution spatiale des propriétés hydrauliques et de les relier aux mesures hydrogéophysiques « indirectes » ; 3) développer l'intégration des données multi-sources pour identifier les hydrofaciès (matériaux géologiques aux propriétés hydrauliques distinctes) et leur conductivité hydraulique K et les intégrer dans un modèle géologique 3D du système aquifère ; et 4) intégrer les estimations des champs de propriétés hydrauliques hétérogènes dans des modèles numériques d'écoulement et de transport de solutés et contraindre les modèles numériques et les réalisations géostatistiques des propriétés grâce aux données hydrauliques et géochimiques. L'emphase des travaux porte sur la caractérisation des dépôts meubles laissés par les glaciations qui, au Canada, recouvrent le socle rocheux d'assemblages hétérogènes. Ces dépôts granulaires sont d'intérêt en eux-mêmes lorsqu'ils forment des aquifères mais ils sont aussi très importants en tant que couche contrôlant la recharge et la vulnérabilité des aquifères rocheux sous-jacents. Les avancées scientifiques prévues auront des applications dans la réhabilitation des aquifères contaminés et dans la gestion et la protection des ressources régionales en eau souterraine et des systèmes d'approvisionnement en eau.