Chapitre V . CARACTERISATION HYDROGEOCHIMIQUE DE L’AQUIFERE
1. Variation spatiale et temporelle de la minéralisation de l’aquifère
1.1. Evolution de la conductivité électrique de l’eau souterraine
La conductivité électrique de l’eau, relevée à différentes profondeurs, a permis d’obtenir une
première approche de l’évolution spatiale et temporelle de la minéralisation de l’aquifère. La
période d’étude est comprise entre 2010 et 2012 (données dans l’Annexe 4). Le Tableau V.1
montre la conductivité électrique moyenne de l’eau souterraine du Nord au Sud de la zone
d’étude, pour deux saisons: pendant la période d’irrigation (Avril-Septembre) et hors période
d’irrigation (Octobre-Mars).
En général, la conductivité électrique de l’eau souterraine varie selon la géomorphologie. Ainsi, vers le bourrelet alluvial, la conductivité électrique de l’eau est faible tandis que vers les parties latérales du bourrelet alluvial, elle augmente (Fig. V.1).
Le canal de Montlong présente les valeurs de conductivité électrique d’eau les plus faibles de la
zone d’étude, suivi du Puits 3, à 150m du canal. L’eau souterraine du Puits 3 est légèrement plus
conductrice que celle du canal. L’eau du piézomètre Cab 3 et le Puits 1, placés respectivement
dans la prairie, et à proximité d’une rizière, présentent des valeurs de conductivité électrique
inférieures à 2 mS/cm pour les deux saisons. L’eau des zones basses irriguées (Cab 4prof et Cab 6) et de la zone périphérique de l’étang de Vaccarès (Control 2) présentent des valeurs moyennes
de conductivité électrique (entre 4 et 16 mS/cm). Les valeurs les plus élevées sont présentes au niveau des zones basses non irriguées, très proches ou dans le marais (Puits 4).
La distribution de la conductivité électrique moyenne de l’eau souterraine sur la coupe géologique
Nord-Sud (Fig. V.2) met en évidence une augmentation vers la profondeur, ainsi que la grande différence entre la conductivité électrique de l’eau au sein du bourrelet alluvial et celle de l’eau
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Fig. V.1 Distribution de la conductivité électrique moyenne de l’eau dans la zone d’étude
Par ailleurs, la conductivité électrique de l’eau présentée par saison dans le Tableau V.1 met en évidence une conductivité électrique moyenne de l’eau plus élevée pour la saison
d’irrigation, et plus faible pour la période Octobre-Mars. Le Puits 3 ne présente pas des variations saisonnières importantes.
D’après ces résultats préliminaires, l’eau de la nappe superficielle peut être considérée
saumâtre dans la plupart de la zone d’étude, à l’exception de la partie centrale du bourrelet
alluvial influencé par l’eau du canal de Montlong, lié au Grand Rhône. A ce sujet, Boyer et al., (2005) signale que dans la plupart des aquifères superficiels en Camargue, l’eau souterraine est
Chapitre V. Caractérisation hydrogéochimique de l’aquifère Torres-Rondon 2013
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Tableau V.1 Conductivité électrique moyenne saisonnière de l’eau de certains piézomètres situés de Nord au Sud
Fig. V.2 Coupe géologique avec les valeurs moyennes de conductivité électrique de l’eau souterraine et des eaux de surface
Conductivité électrique (mS/cm)
Période Mois Control 2 Puits 1 Cab 3 Puits 3 Canal Puits4 Cab 4prof Cab6
Irrigation Avril-Septembre 16 ± 2 1 ± 0,125 1,52 ± 0,06 0,85 0,5 ± 0,03 49 ± 5 9,5 ± 1,5 4,5 ± 0,5
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La variation de la conductivité électrique de l’eau souterraine en fonction de la profondeur, sur
différents points d’observations pour l’année 2011 est montrée sur la Fig. V.3. Elle permet de
discuter les variations spatio-temporelles de la conductivité.
1.1.1. Variation spatiale
Pour la même période d’étude, les courbes de conductivité électrique de l’eau présentées dans la
Fig. V.3 mettent en évidence trois types comportements:
1) Comportement en « L » : la conductivité électrique est faible dans les premiers mètres et,
au bout d’une certaine profondeur, elle devient plus forte. La conductivité électrique au
piézomètre Control 2 est un exemple de ce comportement.
2) Comportement linéaire : la conductivité est constante tout au long du piézomètre (en profondeur). Cas du Puits 2 ou le piézomètre Cab 4prof.
3) Comportement Progressif : la conductivité électrique remonte régulièrement avec la profondeur (cas du piézomètre Cab 4).
Fig. V.3 Profils de conductivité électrique de l’eau acquis en 2011 sur les piézomètres Control2, Puits1, Puits 2, Cab 4, Cab4prof et Cab6
Pour l’analyse spatiale de la conductivité électrique de l’eau, les piézomètres ont été choisis en
fonction de l’occupation du sol (rizières, prairies et zones sèches) et de la position de la zone du
captage d’eau dans les piézomètres. Ainsi, les profils de trois des piézomètres exposés dans la Fig.
V.3 (Control 2, Cab 4 et Cab 6) reflètent le comportement de la conductivité électrique de l’eau
dans la couche d’argile (dénommée faciès Al-La, voir chapitre III), tandis que les autres trois
piézomètres (Puits 1, Puits 2 et Cab 4prof) captent l’eau de la couche de sable (Sl-S). Tous ces
points d’observation sont placés dans les parties latérales du bourrelet alluvial. La profondeur et la
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Afin de décrire les variations spatiales de la conductivité électrique de l’eau, l’analyse sera faite
selon : la profondeur, la partie latérale Sud, la partie latérale Nord et une comparaison entre deux zones non irriguées.
Variation verticale
Les piézomètres placés dans la couche d’argile (Control 2, Cab 4 et Cab 6) présentent le
comportement en « L », ainsi que le comportement progressif. Le comportement en « L » est un reflet du contact entre deux eaux de densités différentes, où l’eau moins dense repose sur l’eau
plus dense. En général, l’augmentation de la conductivité électrique de l’eau est observée dans les
deux premiers mètres de profondeur. Au contraire, les piézomètres placés dans la couche de sable (Puits 1, Puits 2 et Cab 4prof) présentent un comportement plutôt linéaire. Cette différence de
comportement entre les deux couches suggère que l’eau douce stagne sur l’eau « immobile »
saumâtre au sein de la couche d’argile, à cause de sa très faible perméabilité, tandis que dans la
couche de sable, l’eau circule plus facilement, favorisant l’homogénéisation. Ce résultat confirme
la présence de la nappe perchée et la nappe superficielle (deuxième niveau) identifiées dans la caractérisation hydrodynamique.
Partie latérale Sud
Vers la zone Sud du bourrelet, les points d’observation Control 2, Puits 2 et Puits 1 se trouvent
relativement proches les uns des autres (Fig. V.1 et Fig. V.2), cependant les tendances en conductivité électrique de l’eau sont différentes. Le Puits 1, se trouve à une distance de 28 m du
Vaccarès et à proximité d’une rizière. La comparaison entre ces trois points d’observation (Fig.
V.3) montre comment la conductivité électrique dans cette zone diminue vers le Nord. La Puits 1, bien que très proche des 2 autres, présente des valeurs de conductivité électrique ne dépassant pas 6 mS/cm, tandis que le Control 2 peut présenter des valeurs jusqu’à 30 mS/cm. La conductivité électrique moyenne de l’eau de l’étang de Vaccarès est de 25 mS/cm.
Par conséquent, la salinité dans le piézomètre Control 2 peut être due à l’intrusion de l’eau
du Vaccarès dans la nappe. Cependant la pénétration de l’eau vers la couche de sable est
difficile à cause de la faible perméabilité de l’argile, c’est pourquoi la salinité du sable est plus faible que celle de l’argile.
Partie latérale Nord
A la différence du Control 2 (au Sud), les piézomètres Cab 4 et Cab 6 (au Nord) présentent des valeurs de conductivité électrique de l’eau souterraine plus faibles. Si ces deux derniers piézomètres sont comparés entre eux, la conductivité électrique moyenne de l’eau du Cab 6, placé
au bord du marais (zone d’accumulation des eaux de surface), est légèrement plus forte que celle
du Cab 4, située dans une rizière dans la partie latérale du bourrelet alluvial (Fig. V.1). Il faut
noter que le Cab 6 suit les variations naturelles du niveau d’eau du marais, tandis que le Cab 4 est
affecté par la mise en eau pendant l’irrigation.
La différence de conductivité entre ces deux points peut donc être due à l’apport direct de l’eau
d’irrigation au Cab 4, tandis que la zone « isolée » des périphéries du marais (au niveau du
Cab6) ne reçoit pas l’eau d’irrigation. Les faibles valeurs de conductivité électrique au sommet
des courbes du Cab 6 (Fig. V.3) sont dues probablement à l’apport des précipitations. Par ailleurs, l’intervalle de conductivité électrique dans le piézomètre Cab 4prof est similaire à celui trouvé au
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Puits 2, confirmant ainsi le caractère saumâtre de la nappe superficielle, particulièrement
vers les parties latérales du bourrelet alluvial.
Comparaison des deux zones non irriguées
La conductivité électrique dans la colonne d’eau sur deux séries de piézomètres installés au sein
de la couche d’argile (faciès Al-La) et de la couche de sable (faciès Sl-S) est illustrée sur la Fig.
V.4. La conductivité électrique de l’eau dans les piézomètres Cab 3 et Cab 6 (moins profondes,
installés dans l’argile) a été mesurée au cours de l’année 2011, tandis que celle des piézomètres
Cab 3prof et Cab 6prof (plus profondes, installés dans le sable) a été mesurée pendant l’année
2012.
La série Cab 3 est placée dans une prairie relativement haute, alors que la série du Cab 6 se trouve à la limite du marais (zone peu élevée) (Fig. V.1). Aucune des zones n’est irriguée. A premier vue, il existe une différence de conductivité entre l’unité argileuse et l’unité sableuse pour les
deux séries de piézomètres.
Dans la prairie, la couche argileuse est légèrement plus salée que l’eau souterraine dans la couche
de sable. Au niveau du Cab 3prof le comportement en forme de « L » est observé. Probablement,
l’eau d’irrigation qui s’infiltre autour de la prairie par les canaux d’irrigation crée la lame d’eau douce sur l’eau de l’aquifère. L’apport de l’eau d’irrigation dans la prairie a été mis en évidence
dans la caractérisation hydrodynamique du chapitre IV.
Contrairement au cas précédent, la série Cab 6 présente une conductivité électrique d’eau plus faible dans la couche argileuse que dans la couche de sable. Le piézomètre Cab 6 est placé dans une zone non cultivée qui fait partie de la périphérie du marais. La conductivité électrique de
l’eau souterraine au niveau du sable a très peu variée pendant la période d’étude. Cette tendance pourrait être liée au fait que cette zone ne reçoit pas l’eau d’irrigation infiltré dans les parcelles
voisines, ce qui confirme la non connectivité des couches de l’aquifère, au moins dans les
premiers mètres du sol (jusqu’à -3 m/NGF).
Fig. V.4 Comparaison entre la conductivité électrique de l’eau des piézomètres installés dans le faciès
Al-La (Cab 3 et Cab 6) et ceux installés dans le faciès Sl-S (Cab 3prof et Cab 6prof)
Si l’hypothèse du non connectivité est certaine, la salinité en profondeur, au niveau de la série
Chapitre V. Caractérisation hydrogéochimique de l’aquifère Torres-Rondon 2013
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1.1.2. Evolution temporelle
La conductivité électrique de l’eau varie de façon temporelle dans la plupart des points
d’observation de la zone d’étude (Tableau V.1). En général, l’eau souterraine est très salée au
début de la période d’irrigation (Avril). Postérieurement, elle diminue tout le long de la période d’irrigation. Les mois, où la conductivité électrique présente les valeurs les plus faibles, sont, en
général, ceux qui suivent immédiatement la fin de l’irrigation, soit d’octobre à novembre. Ensuite, entre novembre et avril, la conductivité électrique augmente jusqu’atteindre sa valeur maximale
avant la période d’irrigation. Le cas du Puits 2 et Cab 4prof, sur la Fig. V.3, montrent ce
comportement temporel.
La diminution de la valeur de la conductivité électrique est donc clairement due à un effet de la dilution par infiltration de l’eau d’irrigation dans l’aquifère. L’eau infiltrée se déplace très
lentement, du fait du faible gradient hydraulique, mis en évidence dans le chapitre IV. Ceci explique la lente évolution vers des faibles valeurs de conductivité électrique après la fin de
l’irrigation (Octobre-Novembre). En l’absence d’eau en provenance des rizières, le seul apport
d’eau provient du canal et des précipitations, qui, comparé à l’apport de l’irrigation, paraît
négligeable. La faible circulation d’eau souterraine entre octobre et mars, permet à l’interaction
eau/roche d’élever la conductivité électrique pendant la période non irriguée.
De manière ponctuelle, le Puits 1 présente un comportement légèrement différent. Contrairement aux autres piézomètres le Puits 1 présente deux comportements saisonniers : un linéaire pendant
l’irrigation et un en « L » hors période d’irrigation. Ce changement de comportement met en
évidence l’impact de l’infiltration de l’eau d’irrigation dans la nappe.