Exploration et gestion des ressources en eau souterraine dans le socle

Alors qu’elles constituent le sous-sol de nombreux territoires à travers le monde, les roches de socle (granites, schistes, gneiss, etc.) ont longtemps été considérées comme des aquifères peu productifs et très complexes à étudier. Le BRGM a développé des méthodes et techniques nouvelles pour mieux prospecter, gérer et protéger les ressources en eau souterraine dans ces milieux.
Photo d’un puits ouvert

Photo d’un puits ouvert dans un socle granitique altéré (Maheshwaram, Inde, 2002).

© BRGM

Vos enjeux et besoins

Le domaine de socle occupe des surfaces affleurantes importantes où les eaux souterraines participent significativement au développement rural et économique du territoire concerné. Ceci est d’autant plus vrai dans les contextes arides ou semi-arides limitant le recours aux eaux de surface.

Les connaissances sur la genèse, la géométrie, les propriétés hydrauliques et le fonctionnement des aquifères de socle permettent de développer le potentiel de ces derniers. Il est en effet démontré que le processus d’altération transforme les propriétés des roches en les rendant très variables par la création de fissures ‘aléatoires’ qui leurs confèrent leur perméabilité. Par ailleurs, les roches altérées sont plus poreuses que la roche mère et présentent donc des capacités significatives de rétention d’eau souterraine.

Les propriétés très hétérogènes de ces aquifères nécessitent la mise en œuvre de méthodes de prospection et d’analyse spécifiques afin d’évaluer la capacité de ces formations à fournir de l’eau. L’objectif est d’améliorer la connaissance de la structure et du fonctionnement hydrogéologique de ces roches, tout en assurant sa gestion de manière durable.

Notre valeur ajoutée

Face aux difficultés d’accès et de mobilisation de cette ressource limitée, parfois surexploitée, le BRGM développe des approches complètes d’études des systèmes hydrogéologiques dans les domaines de socles. Il met en oeuvre des méthodes et outils permettant d’exploiter et gérer durablement la ressource à l’échelle du bassin versant. Ses experts interdisciplinaires s’adaptent aux spécificitées de vos projets, en France ou à l’étranger, pour :

  • Optimiser l’exploration de la ressource et sa caractérisation par :
    • Des techniques et méthodes d’optimisation de l’implantation des forages améliorant le taux de succès en matière de débit exploitable ;
    • La caractérisation et la cartographie des profils d’altération des aquifères de socle et des leurs propriétés hydrodynamiques (porosité, perméabilité…) ;
    • La cartographie du stock d’eau souterraine et de son potentiel d’exploitation à différentes échelles ;
    • La prospection géophysique dédiée à l’hydrogéologie en domaine de socle ;
    • La détection des zones fracturées gâce à la mesure des émissions naturelles de radon.
  • Optimiser la gestion de la ressource et son exploitation par :
    • L’analyse des linéaments (alignement structurale) sur photographie aérienne et image satellite ;
    • L’interprétation des essais hydrauliques en milieu fracturé intégrant des méthodes issues de l’industrie pétrolière ;
    • L’évaluation des relations nappe-rivière ;
    • Le bilan hydrogéologique des flux d’eau souterraine, notamment l’évaluation de la recharge naturelle des aquifères ;
    • Le développement de modèles prédictifs permettant d’évaluer l’évolution des nappes phréatiques sur le moyen (variation saisonnière) et long-terme (changement climatique) pour permettre une gestion optimisée des ressources.

Moyens techniques et numériques

Forage dans les altérites et le socle

Forage dans les altérites et le socle pour la recherche d'eau visant l'alimentation en eau potable (Guyane)

© BRGM - Alexis Gutierrez

Quelques références

  • Exploration des ressources en eau souterraine au sein des aquifères de socle en Bretagne, Limousin, Lozère et dans les Vosges (projet RAPSODI, rapport BRGM/RP-56749-FR) ;
  • Cartographie des potentialités en eau souterraine du Burundi (Rapport) ;
  • Carte hydrogéologique de la France au 1/1000 000 ème permettant de localiser les formations géologiques aquifères ;
  • Alimentation en eau potable des villages des fleuves en Guyane (rapport BRGM/RR-39192-FR) ;
  • Pronostic des venues d’eau lors de la réalisation d’un tunnel au travers d’un massif montagneux.

Pour aller plus loin

Projets de recherche sur l’hydrogéologie en zone de socle en Afrique de l’Ouest ou en Inde donnant lieu à de nombreuses publications, parmi lesquelles :

  • Maréchal, J.C., Dewandel, B. & Subrahmanyam, K. 2004 : Use of hydraulic tests at different scales to characterize fracture network properties in the weathered-fractured layer of a hard rock aquifer, Water Resources Research, 40, 11 ;
  • Dewandel B, Lachassagne P, Wyns R, Maréchal JC, Krishnamurthy NS (2006) A generalized 3-D geological and hydrogeological conceptual model of granite aquifers controlled by single or multiphase weathering. Journal of Hydrology 330 (1-2): 260-284.)
Lacs de couleurs, Nouvelle-Zélande

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