Un modèle numérique a été utilisé pour simuler l'écoulement transitoire à saturation variable dans une croûte argileuse fracturée afin d'étudier les fluctuations des pressions d'eau dans une pente susceptible aux glissements superficiels. Le modèle hydrogéologique considère l'écoulement de surface et l'évapotranspiration. La caractérisation du site expérimental a servis à définir les propriétés hydrauliques d'une croûte argileuse. Les méthodes du profil instantané et de Köhne et al. (2002) ont été utilisées pour calibrer les courbes hydrauliques non saturées avec le modèle de double continuum de Gerke et van Genuchten (1993). Les résultats ont démontré que le réseau de fractures d'un sol argileux influence grandement la courbe K([psi]), mais peu [theta]([psi]). Les simulations montrent que les plus grandes variations du niveau d'eau sont généralement observées à la fin de la pluie torrentielle vis-à-vis la zone où se développent les glissements superficiels et correspondent à l'épaisseur de la frange capillaire.

Une étude hydrogéologique conjointe de l'Université Laval et de la Commission Géologique du Canada (CGC) a été réalisée dans le bassin versant de la rivière Chaudière. Le but de cette étude est d’accroître les connaissances sur le système hydrogéologique du bassin versant de la rivière Chaudière qui s’étend de la frontière américaine jusqu’au fleuve Saint-Laurent. La zone étudiée a une superficie de 6675 km2. Il s’agit d’une région densément peuplée (~ 390,000 hab.) à vocation principalement agricole où 65 % de la population utilise l’eau souterraine comme principale source d’eau potable. L’aquifère régional se compose de deux unités principales : le substratum rocheux de la province géologique des Appalaches et certaines unités quaternaires granulaires. Le confinement de l’unité rocheuse est contrôlé par des sédiments glaciaires, marins ou lacustres fins d’épaisseurs et de distribution variables. L’écoulement dans le roc se fait dans sa partie supérieure où la fracturation est la plus importante. La première étape des travaux a d’abord consisté à définir les propriétés hydrauliques des formations géologiques. Les données utilisées proviennent de divers rapports, de données du système d’information hydrogéologique (SIH), du Ministère du Développement Durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs du Québec (MDDEFP), de rapports de consultants ainsi que d’une campagne de travaux de terrain effectuée à l’été 2007. Parmi ces données, la conductivité hydraulique (K) constitue la principale propriété à définir. Plusieurs valeurs de K ont été extraites directement ou indirectement de rapports existants. Une partie importante des valeurs de la conductivité hydraulique a été estimée à partir de la base de données SIH. Parmi celles-ci, 1333 valeurs ont été évaluées à partir de la capacité spécifique (Bradbury et al, 1985); 89 de ces mesures ont étés qualifiées de données de qualités car elles respectent toutes les conditions de la méthode, à l’exception du temps de pompage souvent trop court (94% des cas). En se basant sur les mesures recueillies, la moyenne géométrique des données de conductivité hydraulique (K) s’élève à 5 x 10-6 m/s avec un écart-type du logarithme de K égal à 0.60. La lithologie ne semble pas avoir une grande influence sur les valeurs de la conductivité hydraulique car toutes les valeurs moyennes de chacune des lithologies se trouvent à l’intérieur d’un même ordre de grandeur. Un modèle numérique a été construit pour l’ensemble de la zone d’étude à l’aide du logiciel de modélisation par éléments finis Watflow (Molson et al., 2002) afin d’interpréter le système d’écoulement de l’eau souterraine au niveau régional. Le modèle tridimensionnel est composé de 28 couches dont 18 représentent les dépôts meubles et 10 le roc. Le maillage 3D comprend 1 / A joint hydrogeological assessment study between Université Laval and the Geological Survey of Canada (GSC) has been conducted in the Chaudière River watershed. The main objective of the study was to gain further understanding into the groundwater resources within the region. The watershed extends over ~ 6700 km2 from the United States border northwards to the Saint Lawrence River in the province of Québec (Canada). Groundwater is an important source of drinking water as well as for irrigation and industrial use, however the supply is finite and there are potential risks of conflicts arising from different users. It is thus important to understand the aquifer systems throughout the watershed in order to avoid possible conflicts and to help decision makers to better manage the resource. Within the catchment, up to 65% of the population relies on groundwater as the primary drinking water resource, whereby most of the water is used for agricultural purposes. The regional aquifer system is dominated by the underlying rock substratum of the Appalachian province and Quaternary aquifer units. The degree of confinement of the fractured aquifers is controlled by the overlying glacial, marine and fine lacustrine sediments of variable thicknesses. The groundwater circulation within the fractured aquifers predominantly takes place in the uppermost part of the fractured water-bearing units, where fracture density is highest. As a first step, the hydraulic properties of the fractured basement were defined, for which the hydraulic conductivity (K) of the formations can be considered as the most important hydraulic characteristic. A literature review of the available reports as well as the SIH and the MDDEFP data bases was performed in order to assemble the data. Additional field work was completed by the GSC during the spring of 2007 to supplement the data base. Most of the values of the hydraulic conductivity K were taken from the existing reports while others were estimated from the SIH data base. The data base contains 1333 values which were evaluated using Bradbury’s method, of which 83 satisfied the “quality criteria”, since they respected suggested conditions regarding the minimum pumping (which was not met in 94% of the cases). The geometric mean value of the measured hydraulic conductivities was 5x10-6 m/s with a standard deviation of 0.60. The maximum difference between the hydraulic conductivities of the different lithological units was about a factor of 100x. A 3D numerical finite element model was built with the Watflow model (Molson et al., 2002) for simulating the regional groundwater flow system. The model domain extends over the entire watershed and is subdivided into 28 layers, 18 for the unconsolidated deposits and 10 within the basement rock. The 3D triangular prismatic mesh contains 1,694,672 nodes and 3,344,516 elements. The topographic DEM (digital elevation model) forms the uppermost surface of the model. For the model boundary conditions, the Chaudière River and major tributaries and lakes are set as first-type boundaries with constant hydraulic heads. The model base, as well as the lateral limits, are considered as no-flow boundaries. The net recharge over the model surface was estimated using the infiltration model HELP, combined with estimates of the surface-distributed local water withdrawals. The major pumping wells are represented in the model domain as point sinks. The horizontal hydraulic conductivity together with the vertical anisotropy values for each formation were used as the model calibration parameters, using the observation data from 68 observation wells. The results of the calibration of the model showed that the mass balance error is close to zero which implies that the sum of inflows is equal to the sum of outflows. Different scenarios with recharge variations were simulated with the calibrated model. The simulations allowed identifying the principal sensitive zones which need piezometric and water quality control. It was also possible to determine the areas most sensitive to climate variations. Changes in the rate of pumping and recharge (± 20%) did not have a significant impact on the modeled system mainly in relation to groundwater level (observed variations were ≤5m).

Des données de terrain et des études de modélisation ont montré que la recharge d'eau de fonte sous les calottes glaciaires peut avoir un impact important et durable sur l'écoulement des eaux souterraines. En Estonie, au nord du Bassin Artésien Balte (BAB), ce mécanisme de recharge est invoqué pour expliquer la présence d’importants volumes d'eaux souterraines marquées par un signal isotopique et géochimique glaciaire caractéristique, étant donné que la région a connu plusieurs glaciations durant le Pléistocène et a été entièrement recouverte par la calotte Fennoscandienne au cours du Dernier Maximum Glaciaire (DMG), il y a 20000 ans environ. Cette étude vise à tester cette hypothèse à l’aide de simulations numériques. En premier lieu, une étude conceptuelle a été effectuée pour déterminer quels processus sous-glaciaires doivent être représentés dans un modèle numérique qui reproduise adéquatement les écoulements souterrains et le transport de solutés. Les processus suivants ont été étudiés: la recharge sous-glaciaire d'eau de fonte, la déformation poroélastique du milieu poreux sous le poids de la glace, l’isostasie, l’évolution du drainage en surface, le permafrost et les écoulements densitaires impliquant des eaux douces de fonte et des saumures profondes. Ces processus ont été simulés dans un modèle représentant un bassin sédimentaire conceptuel, au cours d'un épisode glaciaire suivi d'une période postglaciaire. Le transport de trois traceurs d’eau glaciaire a été simulé: δ18O, solides dissouts et âge de l’eau. Les résultats montrent que la simulation de la recharge sous-glaciaire avec une condition-limite de type 1 (Dirichlet) n'est pertinente que pour des flux de faible amplitude, ce qui pourrait être le cas sous des calottes glaciaires dont la base n’est que partiellement en fusion. La compression de la matrice rocheuse diminue les surpressions, qui apparaissent uniquement dans les couches à faible diffusivité hydraulique et épaisses. Si la recharge sous-glaciaire est faible, la compression de la matrice rocheuse peut entraîner des sous-pressions après le retrait de la calotte glaciaire. L’isostasie réduit considérablement l'infiltration d'eau de fonte et les écoulements d'eau souterraine. Sous la couche de pergélisol, l'écoulement des eaux souterraines est réduit en-dessous de la calotte glaciaire mais augmente en région périglaciaire. Tenir compte des variations de densité en lien avec la salinité diminue l'infiltration d'eau de fonte en profondeur. Cette étude montre que chaque processus sous-glaciaire est potentiellement important et devrait être pris en compte dans des modèles d’écoulement des eaux souterraines et de transport de solutés en milieu sous-glaciaire. Cependant, il est raisonnable de ne représenter que la recharge sous-glaciaire si les informations manquent pour décrire correctement les autres processus. Par conséquent, ce seul processus a été simulé pour reproduire les écoulements d'eau souterraine sous la calotte Fennoscandienne dans le BAB. Les simulations ont été réalisées dans deux modèles 2D verticaux, afin de vérifier si la recharge sous-glaciaire d’eau de fonte peut expliquer la distribution particulière de δ18O (un traceur d’eau de fonte) dans les eaux souterraines de la région. L’un recoupe l’Estonie, l’autre la Lettonie et les îles estoniennes dans le Golfe de Riga. L'écoulement des eaux souterraines est simulé durant 28000 ans, depuis le DGM jusqu’à aujourd’hui, de même que le transport de δ18O pour tracer l'eau de fonte et confronter les résultats des simulations avec les données de terrain. L'espace d’incertitude de certains paramètres a été exploré, comme l’intensité et la durée de la recharge sous-glaciaire, ainsi que la composition isotopique initiale de l'eau de fonte. Les simulations fournissent un ajustement satisfaisant entre les valeurs observées et calculées de δ18O, confirmant l’hypothèse que le BAB a subi une phase de recharge sous-glaciaire durant le DMG. Elles montrent que la recharge sous-glaciaire a créé une inversion de l'écoulement des eaux souterraines dans le bassin. L’eau de fonte a infiltré tous les aquifères, en particulier les aquifères non confinés. Après le retrait de la calotte Fennoscandienne, l'eau de fonte a été entièrement remplacée par de l'eau météorique moderne, excepté dans les aquifères confinés où de l’eau de fonte a été préservée à proximité des zones de décharge. Par ailleurs, d’importants volumes d'eau de fonte sont probablement préservés sous la mer Baltique. Les simulations indiquent enfin que des épisodes de recharge sous-glaciaire antérieurs au DGM doivent être considérés afin d'expliquer les valeurs de δ18O dans la partie plus profonde du bassin. / Field evidence and modelling studies have shown that subglacial recharge of meltwater under wet-based ice-sheets can have a significant and long-lasting impact on groundwater flow. In the northern Baltic Artesian Basin (BAB), in Estonia, this mechanism of recharge is thought to be responsible of the presence of large volumes of groundwater with a characteristic glacial isotopic and geochemical signal, because the region experienced several glaciations during the Pleistocene and was entirely covered by the Fennoscandian ice-sheet during the Last Glacial Maximum (LGM), some 20 ky BP. The present study aims at testing this hypothesis by means of numerical simulations. First, a conceptual numerical study was performed to determine which glacial and subglacial processes need to be represented in numerical models for adequately capturing subglacial groundwater flow dynamics and solute transport. The relevance of the following processes was studied: subglacial recharge of meltwater, poroelastic deformation of the porous medium under ice-sheet loading, isostasy, evolution of surface drainage, permafrost, and density-dependent flow involving fresh glacial meltwater and deep brines. Simulations of these processes were conducted in a generic sedimentary basin during a single glacial event followed by a postglacial period. The transport of three common tracers of subglacial recharge was simulated: δ18O, TDS, and groundwater age. Results show that simulating subglacial recharge with a fixed flux boundary condition is relevant only for low fluxes, which could be the case under partially wet-based ice-sheets. Glacial loading decreases overpressures, which appear only in thick and low hydraulic diffusivity layers. If subglacial recharge is low, glacial loading can lead to underpressures after the retreat of the ice-sheet. Isostasy considerably reduces the infiltration of meltwater and the groundwater flow rates. Below permafrost, groundwater flow is reduced under the ice-sheet but is enhanced beyond the ice-sheet front. Accounting for salinity-dependent density reduces the infiltration of meltwater at depth. This study shows that each glacial process is potentially relevant in models of subglacial groundwater flow and solute transport. However, representing only subglacial recharge can be a reasonable assumption if information is missing to describe the other processes properly. Therefore, this single process is simulated to reproduce groundwater flow beneath the Fennoscandian ice-sheet in the northern BAB. Simulations are performed in two cross-sectional models, in order to check whether subglacial recharge of meltwater can explain the unusual distribution of δ18O in groundwater in the region, which serves as a tracer of glacial meltwater. One model crosses Estonia, the other crosses Latvia and Estonian islands in the Gulf of Riga. Groundwater flow is simulated over 28 ky, from the Last Glacial Maximum (LGM) to present-day, along with δ18O transport for tracing meltwater and to compare the results of the simulations with field data. Parameter space exploration of subglacial recharge conditions is used to tackle the uncertainty in the intensity and duration of subglacial recharge in the northern BAB, as well as in the isotopic composition of meltwater. Simulations provide a satisfying fit between the observed and the computed values of δ18O, supporting the idea that subglacial recharge happened in the northern BAB during the LGM. Simulations show that subglacial recharge created a flow reversal in the basin. Meltwater infiltrated into all aquifers, especially the shallow ones. After the retreat of the Fennoscandian ice-sheet, meltwater was entirely replaced by modern meteoric water, excepted in confined aquifers where some meltwater has been preserved close to the discharge areas. Large volumes of meltwater are also probably preserved beneath the Baltic Sea. Simulations also indicate that episodes of subglacial recharge prior to the LGM must be considered in order to explain the values of δ18O in the deeper basin.

Les eaux douces contenues dans les aquifères transfrontières sont une ressource naturelle indispensable pour la vie, l'homme et les écosystèmes. Les enjeux socioéconomiques et environnementaux relatifs à la gestion des aquifères ou systèmes aquifères se sont accrus de façon considérable. Les impacts des activités anthropiques peuvent être néfastes pour les eaux souterraines. D'où la nécessité de cerner le statut juridique de ces eaux souterraines transfrontières. Les règles fondamentales applicables aux aquifères transfrontières peuvent être dégagées d'une manière claire et réduites à deux règles de fond : le principe de l'utilisation équitable et raisonnable et le principe de ne pas causer de dommages significatifs aux pays voisins. À cela faut-il ajouter l'obligation de coopérer qui consiste en un ensemble d'exigences procédurales. Ces trois principes fondamentaux du droit international de l'eau ainsi que les autres règles forment un ensemble intégré d'obligations de fond et de procédure qui s'appliquent à tous les États de l'aquifère soit en vertu de dispositions conventionnelles spécifiques entre États concernés, soit en vertu du droit international coutumier. Dans la région, l'encadrement juridique applicable aux ressources en eau transfrontières demeure sectoriel, fragmenté et parcellaire, et non spécifique aux aquifères ; ce qui compromet la gestion durable, équitable et raisonnable des eaux transfrontières. De plus, l'existence d'une panoplie d'institutions multiniveaux qui interviennent dans leur gestion crée des chevauchements de responsabilité inutiles et peu efficaces. Dès lors, l'adoption par les sept États du système aquifère de l'Iullemeden et de Taoudéni-Tanezrouft du Mémorandum pour l'établissement d'un mécanisme de consultation pour la gestion intégrée des ressources en eau du système aquifère de l'Iullemeden et de Taoudéni-Tanezrouft (SAIT) d'Abuja en 2014 est intéressante pour la construction d'un droit régional des aquifères transfrontières. L'adoption des principes de gestion commune permet aux États de gérer et de protéger le SAIT, comme une ressource d'intérêt commun, dans la transparence et l'équité, tout en étant convaincus et conscients de leur rôle d'États gardiens de cette ressource pour les générations présentes et futures. Pour ce faire, les États du SAIT devraient également mettre en place une Commission mixte internationale et permanente à qui, ils donneront mandat pour gérer et protéger le SAIT. Enfin, la coopération mutualisée du système d'Iullemeden et de Taoudéni-Tanezrouft peut être consolidée par des mesures de protection spécifiques comme la gestion écosystémique des aquifères transfrontières, le système d'information et de suivi, le programme d'éducation à l'eau pour former une conscience environnementale et protectrice des ressources en eau. / Transboundary aquifers are an indispensable natural resource for life, people, and ecosystems. The socio-economic and environmental challenges related to the management of aquifers or aquifer systems have increased considerably. The impacts of anthropogenic activities can be detrimental to groundwater. Hence the need to identify the legal status of such transboundary groundwaters. The basic rules applicable to transboundary aquifers can be clearly identified and reduced to two substantive rules: the principle of equitable and reasonable utilization and the principle of not causing significant harm to neighbouring countries. To this must be added the obligation to cooperate which consists of a set of procedural requirements. These three basic principles of international water law together with the other rules form an integrated set of substantive and procedural obligations that apply to all aquifer States either under specific treaty provisions among the States concerned or under customary international law. In the region, the legal framework applicable to transboundary water resources remains sectoral, fragmented, and piecemeal and not specific to aquifers, thus undermining the sustainable, equitable and reasonable management of transboundary waters. Moreover, the existence of a range of multilevel institutions involved in their management creates unnecessary and inefficient overlapping responsibilities. Therefore, the adoption by the seven States of the Iullemeden-Taoudéni-Tanezrouft aquifer system of the Memorandum for the Establishment of a Consultative Mechanism for Integrated Water Resources Management of the Iullemeden-Taoudéni-Tanezrouft Aquifer System (ITTAS) in Abuja in 2014 is of interest for the construction of a regional law on transboundary aquifers. The adoption of common management principles enables States to manage and protect the SAIT as a resource of common interest in a transparent and equitable manner, while being convinced and aware of their role as custodial States of this resource for present and future generations. To this end, the SAIT States should also establish a permanent International Joint Commission with a mandate to manage and protect the SAIT. Finally, the mutual cooperation of the Iullemeden and Taoudéni-Tanezrouft system can be consolidated by specific protection measures such as ecosystemic management of transboundary aquifers, the information and monitoring system, the water education programme to form an environmental awareness and protection of water resources.

Bien que la collecte de l'information hydrogéologique au Québec en soit encore à ses débuts, des documents contenant une telle information existent déjà et ont été rendus publics par le Ministère de l'Environnement, du Développement Durable et des Parcs. Or, cette information particulière ne semble pas être utilisée par les aménagistes, bien qu'elle leur soit en partie destinée. Le but de la présente étude est donc de comprendre ce qui explique que des aménagistes vont utiliser ou non l'information hydrogéologique dans leurs tâches d'aménagement. Pour ce faire, il a été proposé de réaliser une étude de cas dans un État américain où il semblait déjà exister une quantité appréciable de ce type d'information, et où les aménagistes semblaient de surcroît en user couramment. Cet État est celui du New Hampshire, situé tout près du Québec. Grâce à l'étroite collaboration d'un intervenant du New Hampshire Department of Environmental Services, un questionnaire a été élaboré puis envoyé à tous les aménagistes de l'État. Ce dernier a permis de constituer des variables à partir des réponses obtenues, puis de procéder à une analyse statistique visant notamment à mesurer l'influence de ces dernières sur le fait qu'un aménagiste utilise l'information hydrogéologique ou non, ou encore à mesurer leur influence sur la propension d'une municipalité à agir pour protéger son eau souterraine. Des visites de terrain ont par la suite été effectuées afin de compléter l'information recueillie par l'entremise du questionnaire. Les recommandations formulées à la fin de cette étude viennent enfin proposer des solutions concrètes pour faire en sorte que l'information hydrogéologique québécoise soit plus utilisée par nos aménagistes d'ici, toujours en se basant sur l'expérience vécue au New Hampshire en termes de protection de l'eau souterraine.

La Grande Guerre n’est pas seulement une histoire de fantassins combattant au prix de lourdes pertes dans le no man’s land ou de pilotes se battant au-dessus des champs de bataille. Plus méconnus, les tunneliers sont une part essentielle de la guerre de tranchées. Spécialisés dans le creusement de sapes, ces soldats du génie britannique combattent directement sous les tranchées.Première unité créée en dehors du Royaume-Uni, en septembre 1915, la compagnie de tunneliers de Nouvelle-Zélande débarque à Arras, en mars 1916, devenant par la même occasion la première force néo-zélandaise sur le front occidental. Ce corps particulier s’appuie sur les compétences des recrues sélectionnées pour une guerre nouvelle et secrète. Ainsi, à partir de l’étude des 937 tunneliers néo-zélandais, les données personnelles, familiales, professionnelles et militaires proposent un portrait de ces hommes, avant, pendant et après la guerre.Issus des milieux de l’industrie minière de l’or et de la houille, les engagés de cette compagnie présentent une mixité sociale et culturelle européenne, reflet d’une société néo-zélandaise encore attachée à l’Empire. Recrutés pour faciliter leur formation, les tunneliers mènent leurs missions dans la craie blanche de l’Artois, d’abord pour défendre le front au nord d’Arras, puis pour aménager des dug-outs dans la cité artésienne et ses alentours. Ils vivent un combat différent qui rythme une vie bien distincte de leurs homologues de l’infanterie. À bien des égards, ce conflit secret renvoie, dans leur foyer, des individus désormais voués au silence, alors que le comblement de leurs ouvrages enfouit les dernières traces de leur travail, dès la fin de la guerre. / Accounts of soldiers fighting in trenches and pilots fighting in the air over the battlefields have long become the norm in what we read and watch when considering the history of the Great War. Lesser known is a war within a war that took place deep under the battlefields, the tunneling war. Specialized in working underground, the British tunnellers fought directly beneath the trenches. The first such unit created outside the United Kingdom, in September 1915, the members of the New Zealand Engineers Tunnelling Company which arrived in Arras in March 1916, were at the same time the first New Zealanders on the Western Front. This particular corps relied on the skills of recruits selected to take part in a new and secret war. Thus, by examining the personal, family, professional and military histories of the 937 New Zealand tunnellers, it has been possible to construct a portrait of these men before, during and after the war. From the gold and coal mining fields, recruits of this company had a European social and cultural diversity, reflecting a New Zealand society still attached to the Empire. Recruited to make their training easier, the tunnellers took their mission into the hard white chalk of the Artois, first to defend the front north of Arras, and then to develop dug-outs in and around the artesian city. They fought a different type of war which dictated a way of life distinct from their brothers in arms of the infantry. In many ways, this secret warfare led to demobilized soldiers condemned to silence at home, burying the last traces of their wartime experience as they returned to their former occupations underground.

Le cycle biogéochimique des métaux traces a été fortement accéléré par les activités anthropiques qui ont entraîné une contamination des eaux et des sédiments des rivières. A la suite de leurs émissions, la majorité des métaux traces se trouvent sous forme particulaire qui se transportent par ruissellement et se retrouvent en milieu fluvial où elles sédimentent et dont une partie est susceptible d'être solubilisée vers la colonne d'eau suite aux modifications des conditions physico-chimiques du milieu et sous l'action des microorganismes autochtones et pouvant après interagir avec la chaîne alimentaire et présenter un danger potentiel de toxicité pour l'homme et pour les autres organismes vivants. Dans cette étude, nous avons choisit de travailler sur le site de la rivière Al-Ghadir qui présente un cas exceptionnel et original des pollutions où la hauteur de sédiments, comprenant plusieurs types de polluants, est plus qu'un mètre. L'objectif de cette thèse était de comprendre et d'évaluer le rôle du compartiment microbien dans les sédiments de la rivière Al-Ghadir, qui est la source la plus polluante de la méditerranéen, sur la mobilité des métaux et leurs effets sur les eaux souterraines. Cette étude était réalisée en deux séries d'expériences (Batch et colonne du sol) semblables aux situations se trouvant dans la rivière. Une caractérisation physico-chimique et chimique des sites d'étude a été effectuée comme première étape afin ensuite de débuter l'approche expérimentale qui a permis d'isoler les processus physico-chimiques de ceux qui sont imputables à l'activité microbiologique. Dans les expériences menées en réacteurs fermés (batchs), nous avons montré que les activités microbiennes sont corrélées aux fortes dissolutions des métaux, en particulier du Fe, Mn, Pb, Cu et Zn. Le fer semble apparaître comme l'élément le plus solubilisé et sa solubilisation était corrélée à celle d'autres métaux traces laissant supposer que ces métaux sont associés aux oxydes de fer. Cette hypothèse a été confirmée par les extractions séquentielles indiquant la présence de bactéries ferri-réductrices qui, lors de la fermentation du glucose et la production d'acides organiques, ont réduit les oxydes de fer. Ces derniers ont entraîné la dissolution des métaux traces et une modification des populations bactériennes qui ont été détectés par l'étude microbiologique et génétique après cinq jours d'incubation. L'effet des bactéries sur la mobilisation des métaux a été ensuite étudié selon des expériences portant sur l'étude hydrodynamique du transfert des métaux en colonnes de sédiments et dans des conditions proches à celles du terrain. Nous avons montré que (i): les métaux étudiés ne sont pas lixiviés dans les mêmes ordres et en règle générale montrent l'ordre suivant (en μg/l): Fe>Mn>Cd>Zn>Cu>Pb≥Cr ; (ii) les métaux vont se reprécipiter sur les phases néoformées après que le système regagne l'équilibre. Les études du profil de distribution des métaux dans les colonnes ont mis en évidence que les métaux ont été lixiviés des sédiments durant l'incubation de façon homogène. Cette répartition dépend de la hauteur du sédiment: la ré-distribution est maximale à la surface des sédiments (0-10 cm), alors qu'à une profondeur située entre 10 et 25 cm elle est nulle. Ce phénomène est expliqué par le fait que les métaux après avoir été solubilisés et passés en solution, ils seraient réadsorbés sur les phases électrochimiques négatives, néoformées et colloïdales ce qui explique la diminution de la concentration des métaux dans le lixiviat obtenu en laboratoire et permet de penser que ce mécanisme de piégeage des métaux dans la colonne limite la migration de ces derniers vers les eaux souterraines, tant que la capacité d'adsorption des colloïdes présents n'est pas atteinte et que le système soit en équilibre / The biogeochemical cycle of trace metals was greatly accelerated by human activities that have led to the contamination of water and river sediments. Following their emissions, the majority of trace metals exist in particulate form which can be transported by runoff and end up in rivers where they settle and where a portion can be dissolved into the water column in response to changes in the physico-chemical conditions of the site and under the action of indigenous microorganisms which later can interact with the food chain and pose a potential danger of toxicity to humans and other living organisms. In this study, we have chosen to work on Al-Ghadir River which represents an exceptional and an original case of pollution where the height of sediments, including several types of pollutants, is more than one meter. The aim of this work was to understand and to evaluate the role of the microbial compartment in the sediments of the Al-Ghadir River, which is the most polluting source to the Mediterranean, on the mobility of metals and their effects on underground water. This study was realized in two series of experiments (batch and soil column) with situations similar to those found in the river. A physico-chemical and chemical characterization of the studied sites was conducted as a first step to begin, after that, with the experimental approach which was used to isolate the physico-chemical processes from those which are attributable to microbiological activity. In the experiments conducted in closed reactors (batch), results obtained showed that the microbial activities are correlated with the strong dissolution of metals, especially for Fe, Mn, Pb, Cu and Zn. Iron appeared the most solubilized element and its solubilisation was correlated with the other trace metals suggesting that these metals are associated to iron oxides. This hypothesis was confirmed by sequential extraction procedure indicating the presence of iron-reducing bacteria, which, during the fermentation of glucose and the production of organic acids, reduced iron oxides. These later have led to the dissolution of trace metals and to a change in the bacterial populations which were detected after five days of incubation by the microbiological and the genetic studies. The effect of the bacteria on the mobilization of metals in sediments was then studied in hydrodynamic columns, under conditions similar to those in the field. Results obtained showed that: (i) Studied metals are not leached in the same order and showed the following order (in μg/l): Fe > Mn > Cd > Zn > Cu > Pb ≥ Cr; (ii) Metals will reprecipitate on the neoformed phases after the system returns to equilibrium. Studies of the distribution profile of metals in columns showed that metals were leached homogenously from the sediments during incubation. This distribution was shown to depend on the height of the sediment where the re-distribution was shown at its maximum at the surface of the column sediments (0-10 cm) and became null at a depth between 10 and 25 cm. This phenomenon is explained by the fact that the metals after being dissolved and passed into solution, were then readsorbed to the negative electrochemical, neoformed and colloidal sediment phases which explains the decrease in the concentration of metals in the leachate obtained in the laboratory and suggests that the mechanism of trapping of metals in the column limits the migration of these later to underground water, as the adsorption capacity of present colloïds is not reached and the system is at equilibrium

Pour la climatisation de bâtiments ou d’installations industrielles, les nappes d’eaux superficielles représentent une source de frigories très convoitée. Leurs exploitations intensives depuis plusieurs dizaines d’années conjuguées au redéploiement de la filière géothermique ces dernières années, soulèvent des préoccupations quant à la préservation des ressources en eau. Dans ce contexte, la présente étude vise à évaluer l’impact de variations locales de température sur la qualité physico-chimique et microbiologique des eaux souterraines sur la base (i) de suivis in-situ au niveau de 3 installations réelles exploitant les nappes d’eaux superficielles et, (ii) d’expérimentations sur un pilote (BIOTHERMEX) permettant de reproduire, en conditions parfaitement maitrisées, l’effet de la propagation d’un panache thermique dans un modèle réduit d’aquifère. Dans la gamme de température relevée sur site, les principaux résultats obtenus montrent que les impacts thermiques sont circonscrits au voisinage immédiat de l’installation, pouvant altérer jusqu’à plus d’une dizaine de degrés la sténothermie des nappes. Le suivi des paramètres physico-chimiques n’ont pas fait apparaitre de perturbations significatives sur la période de surveillance, constat étayé par des modélisations hydrogéochimiques. En revanche, une influence significative a été relevée au niveau des principaux descripteurs microbiologiques (activité, diversité de la microflore totale). Enfin, les expériences menées à l’échelle du laboratoire ont permis d’appréhender finement le comportement réactionnel du système et de définir une température de réinjection critique, au-delà de laquelle des désordres potentiels sont attendus. / The use of shallow groundwater as heat source for heat pump is very coveted for air-conditioning of building or industrial facilities. Their intensive use during many years combined with the redeployment of the geothermal industry these last years, raise concerns about the safeguarding of the water resources. In such a context, the present study aims to evaluate the impact of local variations of temperature on the physicochemical and microbiological quality of groundwater systems on the basis of (I) field investigation and, (II) experiments on a pilot (named BIOTHERMEX) making it possible to reproduce, in perfectly supervised conditions, the effect of the propagation of a thermal plume in a reduced aquifer model. Within the temperature recorded on site, principal outcomes showed that thermal impacts are confined in the immediate vicinity of the installation, and were able to deteriorate, up to about ten degrees, the stenothermy of the groundwater systems. The evolution of the physicochemical parameters did not reveal any significant disturbances over the monitoring period, this being also predicted by hydrogeochemical modeling. On the other hand, a significant influence was raised about some microbiological indicators-descriptors (namely activity, diversity of the total microflora). Lastly, the experiments undertaken on the laboratory scale made it possible to finely apprehend the reactional behavior of the system and to define a critical temperature of re-injection beyond which, potential disorders are expected.

Le massif des Béni Snassen situé au Nord-Est du Maroc, se présente en un vaste dôme anticlinal essentiellement composé de terrains calcaires mésozoïques reposant sur un socle granito-schisteux paléozoïque. Par sa nature lithologique et par sa karstification ce massif contient des ressources hydrogéologiques d'une grande importance d'un point de vue économique (alimentation en eau, irrigation...) dans une zone en plein développement touristique, agricole et urbain. Ce travail a permis de mesurer la vulnérabilité des ressources karstiques en eau du massif afin de mettre en place des mesures de protection et de préservation de la ressource et fournir aux acteurs du territoire des outils et un support d'aide à la gestion et l'exploitation durables de cette ressource en eau. Pour répondre à cette problématique il a été nécessaire de croiser grâce aux " Systèmes d'Information Géographique " des données environnementales, anthropiques et territoriales. Cette approche a permis de spatialiser, croiser, superposer et pondérer les différentes couches d'information selon deux entrées : (i) l'entrée environnementale a permis de combiner le contexte géologique, l'évolution géomorphologique, la structuration hydrogéologique et les données bio-pédologique et climatique ; (ii) l'entrée anthropique pose les usages actuels et permet de prendre en compte les modes de réponse (en termes d'aménagement, de protection...) pour préserver la qualité de la ressource en eau. Les activités anthropiques fragilisent le système par la dégradation et la surexploitation des ressources naturelles (défrichement, coupe de bois, incendies, activités agro-pastorales non adaptées, etc.), mais aussi favorisent sa protection par le renforcement du milieu (construction des terrasses agricoles, reboisement, restauration, etc.).

Le problème de la caractérisation du transport conservatif d'un traceur est étudié dans les systèmes ou les conditions hydrodynamiques sont susceptibles de varier. L'approche utilisée est une approche dite système faisant référence à l'espace occupé par le traceur au cours de son transfert. La conception d'un modèle de transformation des réponses impulsionnelles, déterminées à partir de traçages artificiels, en fonction des conditions hydrodynamiques, permet d'obtenir la réponse en concentration d'un système à une entrée quelconque en masse. La méthode de transformation établie s'applique aux systèmes non stationnaires, mais linéaires. Elle nécessite également une indépendance entre l'espace occupé par le traceur au cours de son transfert et les conditions hydrodynamiques auxquelles ce dernier peut être soumis. Pour des systèmes à volume constant, des applications en colonnes ont montré les limites de la méthode de transformation des réponses impulsionnelles; ces dernières étant liées, en particulier, à des phénomènes de densité du traceur dans un tube uniquement rempli d'eau. En milieu crayeux granulaire, les phénomènes d'adsorption ou de diffusion matricielle de traceur sont des facteurs de non-linéarite qui limitent également les applications dans une gamme de débit relativement étroite. L'utilisation de la méthode de transformation, pour des traçages réalisés sur le système karstique de l'ouysse du causse de gramat (lot, france), a permis de montrer la validité d'applications pour des périodes hydrodynamiques différentes. On se gardera néanmoins pour les milieux karstiques, de généraliser les transformations à toute la gamme des débits auquel ce dernier peut être soumis. En effet, les conditions hydrodynamiques peuvent modifier les écoulements et par conséquent le systeme-tracage