Sur le site de Ploemeur, la mise en évidence d’un pôle profond pouvant interagir avec les circulation actuelles d’un site, s’il permet d’expliquer l’isotopie du soufre et de l’oxygène du puits pompé, permet aussi de proposer une nouvelle hypothèse pour l’évolution des anions dans le puits pompé PE (Figure 48a). Les analyses isotopiques du soufre et de l’oxygène des sulfates de PE permettent de supposer l’existence d’un mélange au niveau de ce puits entre des eaux identiques à celles du groupe I où a lieu l’oxydation des sulfures par le fer (F36, MF1, MF2) et le pôle d’origine marine isotopiquement enrichi. L’augmentation des concentrations en chlorures, ainsi qu’une part de la diminution des concentrations en nitrates et de l’augmentation des sulfates, pourraient donc être la conséquence de la mise en place d’un nouvel équilibre (d’un mélange) entre deux réservoirs différents qui peuvent être la fracture et la matrice.
L’augmentation des chlorures est fortement corrélée à l’augmentation des sulfates lors des deux premières années d’exploitation (Figure 48b) avant un décrochement où les concentrations en sulfates augmentent proportionnellement plus vite que celles en chlorures. L’existence du mélange ne remet pas en cause la forte réactivité biogéochimique du site mise en évidence précédemment par les analyses géochimiques et isotopiques. L’augmentation plus forte (que celles en chlorures) de la concentration en sulfates peut ainsi être attribuée au processus d’oxydation des sulfures associée ou non à une dénitrification.
Concernant les nitrates l’interprétation de leur évolution dépend fortement de la proportion de fluide profond. Si l’évolution initiale des concentrations en nitrates est interprétée comme le résultat d’un mélange avec une eau sans nitrate, ceci indique une proportion de ce fluide profond de près de 40% et donc une concentration en chlorures et sulfates du pôle profond de 175mg/L et de 100mg/L respectivement (sur le site de Betton la proportion de mélange au niveau de F1 peut être estimée à 20% entre un pôle type Pz3 et Pz6 profond).
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Dans cette partie est présentée la perspective principale qui va être étudiée à la suite des travaux de thèse. Ne sont donc présentées dans cette partie que les premières réflexions et interprétations de résultats découlant des données recueillie durant ce travail, à titre d’exemple de perspective mais non exhaustif. Pour une liste plus exhaustive des perspectives se référer à la conclusion générale.
Figure 48 : a) Evolution des concentrations en nitrates, chlorures et sulfates dans le puits pompé PE. Les concentrations qui devraient être observées pour un mélange sont indiquées par les cercles. b)
Diagramme Cl vs. SO4 pour le puits pompé PE séparé en 3 périodes distinctes. Les corrélations indiquées sont statistiquement valides (Fisher and Yates, 1938)
Des indices de la présence d’un fluide profond avec des caractéristiques géochimiques et isotopiques particulières à l’échelle de la Bretagne (forte concentration en chlorures, sauf à Naizin, et enrichissement important du soufre et de l’oxygène des sulfates), peuvent être trouvés. A Betton ou à Naizin les données isotopiques indiquent clairement l’existence de ce pôle géochimique isotopiquement enrichi lié à l’histoire géologique de la zone. Les expérimentations en batchs réalisées au cours de ce travail, montrent clairement la mobilité des solutés conservés au sein de la microporosité des roches. A Ploemeur, l’hydrochimie du site, et plus particulièrement de la zone de pompage, peut difficilement être expliquée sans l’intervention d’une eau souterraine avec des concentrations en chlorures assez importantes et isotopiquement enrichie.
Une étude globale sur les fluides profonds a été réalisée dans les régions de socle françaises (17 sites environ en limite du bassin aquitain et parisien) à des profondeurs comprises entre 200 et plus de 800 m dans le cadre du projet GdR FORPRO 98-III sur « le traçage des percolations de fluides et calage thermo-chronologique de l’évolution des socles cristallins : apport de l’étude des remplissages de fractures de l’Ouest de la chaîne varisque ». (Boiron et
al., 2002; Cathelineau et al., 2004). Les résultats de ces études montrent deux origines
possibles de la salinité rencontrée dans ces fluides contenus dans la microporosité des roches :
une origine contemporaine de la mise en place de la roche ou de grands évènements géologiques (ouverture du Golfe de Gascogne par exemple) ou une transgression marine. Sur le site de Betton, les indices isotopiques semblent plutôt indiquer que les solutés présents dans la microporosité sont d’origine marine et sont conservés depuis au moins, la dernière transgression marine (Piazencien, ère tertiaire, 2,6 MA) mais d’autres études pourront être
réalisées de façon à mieux en contraindre l’origine (87Sr/86Sr, analyse de roche,…). La
composition chimique initiale de ces fluides, quelle que soit leur origine, est fortement influencée par les circulations d’eau météorique au travers des boucles profondes. En effet dans ces boucles l’eau circule lentement et le temps long d’interaction eau/roche qui en résulte permet une diffusion des solutés de la matrice vers la roche. Ce n’est donc pas le fluide initial qui est échantillonné mais un mélange entre ce fluide et l’eau actuellement en cours de circulation sur les sites.
La présence de ces solutés dont l’origine peut être attribuée à la dernière transgression marine ou à un autre processus géologique non identifié actuellement, et qui peuvent interagir avec des boucles de circulation locales, semble assez générale à l’échelle de la Bretagne (Partie I -Chapitre V -2.3). Une étude plus complète à cette échelle régionale pourra être réalisée à l’aide de la base ADES (Accès aux Données des Eaux Souterraines) du RNDE (Réseau National des Données sur l’Eau) et hébergée par le BRGM, ainsi que des données sur la chimie des fluides pouvant être recueillies lors du forage et incorporées dans la BSS (Banque du sous-sol) du BRGM. Dans le contexte actuel de recherche de nouvelles ressources en eau potable dans la partie profonde des aquifères (cf Introduction), quelle peut-être l’influence de cette salinité élevée sur les possibilités d’exploitation ?
Une influence de ces fluides sur les eaux plus superficielles et les eaux exploitées, a été mise en évidence dans cette étude par les expérimentations en batch et l’analyse isotopique mais l’impact réel en terme d’hydrochimie, de respect des normes de potabilités en cas d’exploitation et de possibles changements de conditions oxydo-réductrices du milieu reste à définir.