Analyse chimique des ions majeurs

L’étude dela conductivité électrique de l’aquifère a mis en évidence un fort contraste de salinité

lié à la géomorphologie et la lithologie. Ces variations sont également associées au

fonctionnement hydrodynamique de la nappe superficielle. Afin d’avoir une meilleure

compréhension de l’évolution temporelle et spatiale des processus il est nécessaire de déterminer

la nature de la minéralisation des eaux souterraines. Pour cela, trois des quatre puits installés dans

la zone d’étude ont été utilisés pour l’étude hydrogéochimique : Puits 2, Puits 3 et Puits 4. Les

piézomètres n’ont pas pu être prélevés. L’eau du canal de Montlong, l’eau de l’étang de Vaccarès

et l’eau de la mer Méditerranée sont considérées comme pôles possibles de mélange. Les données

de la mer Méditerranée sont issues du travail de De Montety, (2008) (06/06/2006). Les

précipitations n’ont pu être analysées.

Le diagramme de Piper pour tous les échantillons analysés sur les cinq points de mesure est montré sur la Fig. V.5 tandis que le diagramme de Stabler pour la moyenne de chaque point analysé sur la Fig. V.6, et le Tableau V.2 les valeurs en mg/L des ions majeurs. Les données ont

été visualisées grâce au logiciel d’hydrochimie Diagrammes, version 5.9 (

http://www.lha.univ-avignon.fr/).

Deux faciès chimiques sont reconnus spatialement par les diagrammes de Piper et de Stabler : un faciès bicarbonaté-calcique et un autre faciès chloruré-sodique.

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Fig. V.5 Diagramme de Piper montrant les faciès chimiques reconnus et l’évolution temporelle de certains points de l’aquifère superficiel local

Chapitre V. Caractérisation hydrogéochimique de l’aquifère Torres-Rondon 2013

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Tableau V.2 Paramètres hydrochimiques de l’eau souterraine, du canal de Montlong et de l’étang de Vaccarès

Faciès Nom Date ^{EC c25°C HCO3}

-F^- Cl^- Br^- SO4^-- Na⁺ K⁺ Mg⁺⁺ Ca⁺⁺ (µS/cm) (µS/cm) mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Ch lo rurée - s o di qu e ^Vaccarès 12/12/2012 25000 20200 199 0,70 6792,95 23,36 929,96 3631,03 126,40 439,87 172,74 16/01/2013 22000 21500 203 0,72 7196,83 25,51 895,25 3908,40 139,89 473,07 194,69 Puits 2 12/12/2012 9000 9130 623 0,12 2355,16 7,88 482,94 1536,46 29,50 167,37 133,77 16/01/2013 8750 8750 625 0,15 2297,11 7,45 496,71 1533,09 28,72 161,17 133,12 Puits 4 21/03/2012 64000 62700 996 0,00 24025,54 69,83 132,29 10910,00 30,00 1433,00 688,00 12/12/2012 56000 45300 753 0,44 17630,02 54,60 153,52 8842,57 37,11 1150,33 413,29 16/01/2013 57500 57100 907 1,17 22318,00 71,83 171,49 11161,84 66,01 1505,34 588,74 Bic a rbon a té e - c a lc iq ue Canal 12/12/2012 424 443 195 0,07 14,03 0,05 27,06 9,46 1,86 5,21 70,75 16/01/2013 440 447 177 0,06 14,87 0,03 36,49 9,21 1,62 6,35 69,54 Puits 3 29/03/2012 910 880 403 0,12 37,01 0,20 92,15 25,06 1,75 23,48 130,80 12/12/2012 766 709 315 0,18 22,58 0,17 58,72 24,29 1,88 18,87 94,23 16/01/2013 932 911 374 0,18 55,99 0,30 68,80 45,56 1,78 26,58 105,99

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1.2.1. Faciès bicarbonaté-calcique

Ce faciès chimique correspond aux eaux du canal de Montlong et du Puits 3 (à 150 m du canal de Montlong), c'est-à-dire à la zone du bourrelet alluvial, partie la plus élevée de la zone d’étude et

composée du faciès SS (sable moyen à grossier). Les cations les plus abondants sont, par ordre

d’importance : Ca²⁺, Mg²⁺ et Na⁺. Les anions les plus importants sont : HCO3^-, SO4^2- et Cl^-. La conductivité électrique pour ce faciès hydrochimique se situe entre 300 µS/cm et 900 µ S/cm,

valeurs les plus basses de la zone d’étude.

Malgré la proximité de ces deux points d’observation, l’eau souterraine prélevée au Puits 3 est

légèrement plus minéralisée que celle du canal, notamment en Ca²⁺, HCO3ˉ et SO4

2-. Le diagramme de Stabler (Fig. V.6) montre l’enrichissement de l’eau de la nappe sur le Puits 3 en

Na²⁺ et Mg²⁺par rapport à l’eau du canal. Les teneurs en K+

restent constantes.

Durant la période d’analyse, une évolution temporelle de ces eaux douces est observée. Premièrement, l’eau du canal se concentre en sulfates dans un intervalle d’un mois, hors période

d’irrigation (Tableau V.2 et Fig. V.5, tendance rouge). Un comportement similaire a été remarqué

par De Montety, (2008) dans les eaux du Grand Rhône (source du canal de Montlong) entre novembre-2006 et mars-2007. Deuxièmement, l’eau souterraine dans le Puits 3 présente une

évolution vers le pôle sodique (Fig. V.5, tendance verte).

Fig. V.6 Diagramme de Stabler pour les moyennes des Puits et des masses d’eau superficielles (orientés selon l’axe Nord-Sud)

Chapitre V. Caractérisation hydrogéochimique de l’aquifère Torres-Rondon 2013

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Les valeurs les plus élevées pour la plupart des espèces chimiques se trouvent en mars-2012 (Tableau V.2). Les valeurs les plus faibles sont présentes en décembre-2012. Seules les teneurs en Na⁺ et Cl^- sont les plus élevées durant la période de janvier (janvier-2013). Les teneurs en éléments chimiques diminuent entre mars et décembre, puis une remontée des valeurs est observée entre décembre et janvier.

Ceci semble confirmer le mélange entre les eaux d’irrigation et les eaux de la nappe pendant la période estivale. La variation de la composition hydrochimique est associée à un phénomène

de dilution par la présence de l’irrigation, déjà mis en évidence par l’étude de la conductivité

électrique.

1.2.2. Faciès chloruré-sodique

Dans les aquifères, le chlorure présente, en général, un comportement conservatif à condition

qu’aucun apport n’intervienne dans le système. C’est pourquoi une déviation des concentrations

attendues dans les processus de mélange suggère l’existence de processus géochimiques particuliers (Kruse et Mas-Pla, 2009). Les points d’observation qui montrent un faciès chloruré-sodique sont : la Méditerranée, le Vaccarès, le Puits 2 et le Puits 4. Ce groupe de faciès est

localisé dans les parties basses de la zone d’étude, associées à la présence de la couche d’argile et

les faciès Sl-S, ainsi qu’aux valeurs de conductivité électrique de l’eau souterraine les plus

élevées (8 mS/cm au 64 mS/cm).

Le diagramme de Stabler (Fig. V.6) montre que la composition chimique du Vaccarès est très similaire à celle de la Méditerranée. Seule une légère augmentation de l’alcalinité (HCO3

-) est

observée dans l’étang, indiquant un possible mélange avec de l’eau douce, soit par des canaux

d’irrigation soit par apport de la nappe superficielle et la pluie.

Le Puits 2 présente une composition chimique (en pourcentage) très similaire à celle du Vaccarès, cependant il présente aussi une quantité plus significative en Ca²⁺ et en alcalinité par rapport au Vaccarès. Le diagramme de Piper montre comment les eaux de ces puits se trouvent entre deux pôles : le Vaccarès et le canal de Montlong (Fig. V.5). L’eau du Puits 2 est, très probablement, le mélange entre l’eau du Vaccarès et l’eau du canal.

Le Puits 4 présente la plus forte minéralisation du système. Le diagramme de Stabler (Fig. V.6) montre clairement cette minéralisation. Ce puits est enrichi en Mg²⁺ et Cl^- par rapport au reste des points du même faciès (Tableau V.3).

Tableau V.3 Comparaison des pourcentages des principaux éléments dans la composition du faciès chloruré-sodique

Nom Ca²⁺ Mg²⁺ Na⁺ HCO3ˉ Clˉ SO4²ˉ

Puits 2 7,6% 15,4% 76,1% 11,9% 76,2% 11,8%

Puits 4 4,8% 19% 76% 2,3% 97% 0,5%

Vaccarès 4,3% 17,5% 76,6% 1,5% 89,7% 8,6%

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