Caractérisation de l'origine des eaux dans des sources karstiques du Bassin de Paris par des mesures isotopiques

Water origins characterization sources in karst basin springs of Paris Basin by isotopic measurements

• Auteur / Autrice : Fatima-Zahra Jihane El Gaouzi
• Direction : Luc Abbadie, Pierre Ribstein, Mathieu Sebilo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'eau
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nitrates

Biogéochimie

Aquifères

Parisien, Bassin (France)

Karst

Mots clés libres

Aquifères karstiques

Biogéochimie isotopique

Résumé

L’alimentation de la ville de Paris en eau potable est assurée par la société Eau De Paris, grâce à l’exploitation de nombreuses sources d’eau souterraine, situées dans un rayon de 150 km autour de la capitale. Cinq captages ont fait l’objet de cette thèse, situés dans les bassins du Loing (captage de Bourron et sources de Chaintréauville et de La Joie) et du Lunain (source de Villemer et le captage de Villeron) près de Fontainebleau (Seine-et-Marne). Ces sources sont alimentées par les nappes karstifiées de la craie du Sénonien et des calcaires de Beauce. Elles présentent des caractéristiques géochimiques distinctes. Les teneurs en nitrates varient entre une valeur minimale de 27 mg/L caractérisant à Bourron et une valeur maximale de 60 mg/L retrouvée à Chaintréauville et à La Joie. Ces concentrations présentent des variations saisonnières à Villeron (40-57 mg/L) et à Villemer (30-50 mg/L). La turbidité et les contaminations bactériennes occasionnelles caractérisent également cette dernière. L’enjeu de la thèse est d’étudier l’origine des eaux dans ces captages en se basant sur la caractérisation isotopique des nitrates contenus dans différentes eaux. Il s’agit des aquifères de la craie et des calcaires, des eaux de surface, des eaux agricoles et des eaux domestiques. L’utilisation conjointe des résultats isotopiques du δ15N et du δ18O des nitrates a montré que les sources sont alimentées par un mélange de différentes eaux. Les contributions dans chaque site ont été quantifiées par l’application du modèle bayésien SIAR sur ces résultats isotopiques. Dans la source de Villemer, les nitrates proviendraient à des proportions quasi égales de la craie (28%), des eaux agricoles (34%), des eaux domestiques (12%) et des eaux engouffrées de la rivière (21%). Cela implique une alimentation diffuse de la source assurée par un réseau karstique complexe. Le captage de Villeron est essentiellement alimenté par la nappe de la craie fortement influencée par les pratiques agricoles de surface. Les nitrates proviennent à 31 - 45% de la nappe de la craie et à 41 - 50% des eaux agricoles. En période de hautes eaux, les apports agricoles sont plus importants dans les deux sites. Dans les sites du Loing, les nappes de la craie et des calcaires, en plus des eaux agricoles, sont responsables des apports en nitrates dans les sources de Chaintréauville et de La Joie, à des proportions voisines de près de 30%. La nappe des calcaires en contact avec les zones agricoles est la principale source d’eau dans ces deux sources. De même, dans le captage de Bourron, les nitrates et donc les eaux proviennent de la craie et des calcaires à près de 30% respectivement et de la rivière du Loing à 29-39%. Dans les sites du Loing, les proportions de contribution des nappes sont sensibles aux variations saisonnières, la contribution des calcaires est dominante en période de hautes eaux. L’approche isotopique couplée à l’analyse hydrologique des masses d’eau souterraine ont permis de déterminer les origines des nitrates dans les captages karstiques et de définir un schéma de fonctionnement hydrologique.