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Impact des installations septiques sur l'aquifère de roc fracturé du secteur résidentiel du Mont-Cervin, Lac-Beauport, Québec.

Ballard, Jean-Marc (2004). Impact des installations septiques sur l'aquifère de roc fracturé du secteur résidentiel du Mont-Cervin, Lac-Beauport, Québec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 231 p.

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Résumé

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Dans la municipalité de Lac-Beauport, l'utilisation des installations septiques privées des résidences génère des quantités importantes d'eaux usées qui transportent des contaminants pouvant être facilement entraînés vers la nappe et affecter la qualité de l'eau souterraine. Un des secteurs préocupants de la municipalité est le développement résidentiel du Mont-Cervin avec environ 460 résidences dans un peu plus de 1 km2 qui utilisent à la fois des puits privés au roc ainsi que des installations septiques. Les objectifs de ce projet de recherche sont d'évaluer l'impact des installations septiques sur la qualité des eaux souterraines et de déterminer les facteurs hydrogéologiques ainsi que les mécanismes d'écoulement et de transport qui affectent la présence des nitrates et des bactéries dans l'eau des puits. La municipalité de Lac-Beauport est située à environ 20 km au nord de la ville de Québec, soit à la limite méridionale des Laurentides. Le socle rocheux de cette région est composé principalement de roches métamorphiques et ignées qui montrent une fracturation et une altération importante lui permettant de transmettre de l'eau en quantité suffisante pour permettre son exploitation par des puits résidentiels. En surface, on retrouve sur les flancs des montagnes des sédiments de till sableux en couvertures discontinues de moins de 2 m d'épaisseur mais dont l'épaisseur augmente au centre de la vallée. Ce contexte hydrogéologique, en plus d'être relativement vulnérable à la contamination de surface, ne constitue pas un milieu idéal pour assurer le traitement des eaux usées avec les systèmes conventionnels. Ces systèmes doivent en effet compter sur la qualité du sol naturel pour traiter, filtrer et transformer les différents constituants chimiques et microbiologiques contenus dans les eaux usées avant qu'ils n'atteignent l'aquifère. En 1995, une première étude sur la qualité de l'eau dans les puits privés réalisée par la municipalité sur l'ensemble de son territoire a déterminé que plus de 20 % des puits étaient affectés par les bactéries pathogènes (entérocoques et coliformes fécaux) et que presque tous les puits montraient des concentrations en nitrates supérieures au seuil naturel du secteur < 0,01 mg/L). En 2002 et en 2003, les résultats d'analyses de l'eau provenant des puits privés ont permis de confirmer les résultats de 1995. L'analyse statistique des résultats a démontré que parmi les facteurs hydrogéologiques liés aux conditions de captage des puits privés, seule la position des puits sur le Mont-Cervin montrait une corrélation assez forte avec la présence des nitrates dans l'eau souterraine. À l'inverse il semble exister aucune ou peu de corrélation avec la présence des entérocoques ou des coliformes fécaux. Ces résultats tendent à confirmer que l'écoulement de l'eau et le transport des contaminants dans l'aquifère sont contrôlés principalement par les réseaux de fractures du roc qui demeurent un processus relativement aléatoire d'un puits à l'autre. D'ailleurs, la comparaison des résultats pour les mêmes puits échantillonnées en 1995 et 2002, montre à peu près les mêmes concentrations en nitrates, confirmant que l'écoulement qui alimente chaque puits emprunte toujours les mêmes réseaux de fracture. Les résultats d'analyses des échantillons d'eau provenant d'un puits multiniveau installé dans le roc ont démontrés la présence importante de nitrates et d'entérocoques à plus de 50 m de profondeur et ce malgré le fait que le niveau de la fracturation, mesuré par des essais à charge constante, montre une diminution de la fracturation avec la profondeur (conductivité hydraulique de 10-6 mis à 10-10 mis). En conclusion; l'aquifère du Mont-Cervin semble donc avoir accumulé des contaminants chimiques provenant des installations septiques sur une épaisseur de plus de 50 m et il existe des voies d'écoulement préférentielles qui permettent le transport rapide des contaminants, particulièrement des microorganismes jusqu'à des profondeurs de plusieurs dizaines de mètres dans l'aquifère. Le bilan en eau du secteur du Mont-Cervin a mis en évidence le taux élevé d'utilisation de la ressource en eau souterraine par les résidents qui représente annuellement presque 50 % de l'eau apportée au système par la recharge et presque 10 % de l'eau totale exploitable contenue dans l'aquifère. Le bilan de masse en nitrates a aussi permis de reproduire les concentrations mesurées sur le terrain et de montrer qu'elles étaient en régime permanent après seulement une quinzaine d'années d'utilisation des installations septiques. Des simulations numériques en 3-D effectuées avec le logiciel FEFLOW ont permis de reproduire les concentrations en nitrates dans l'aquifère et de donner un aperçu de la configuration et des dimensions du panache d'eau contaminé par les nitrates. Des simulations ont aussi été réalisées pour évaluer les effets de la diminution de la recharge provoquée par la construction éventuelle de nouvelles résidences autour du Mont-Cervin. Les résultats de la simulation ont montré que pour une diminution de 50 % de la recharge dans les secteurs adjacents au Mont-Cervin, il pourrait y avoir une augmentation progressive d'environ 15 % des concentrations en nitrates dans l'aquifère sur une période d'une quinzaine d'années. L'ensemble des résultats obtenus met en évidence la fragilité de l'approvisionnement en eau souterraine autant en quantité qu'en qualité et confirme que les installations septiques sont une source majeure de contaminants qui finissent par se retrouver dans l'aquifère principalement à cause de la forte vulnérabilité de l'aquifère de roc fracturé.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lefebvre, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Martel, Richard
Mots-clés libres: installation septique; aquifère; roc fracturé; contaminant; rocheux; écoulement; transport; qualité de l'eau; géologie; hydrogéologie; puits; logiciel FEFLOW; Mont-Cervin; Lac Beauport
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 mai 2013 13:16
Dernière modification: 06 nov. 2015 20:34
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1356

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