Swaissi, Olfa
(2026).
« Quantification des temps de séjour des eaux souterraines au mont Covey Hill, piémont des Adirondacks, sud du Québec » Mémoire.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
La compréhension du temps de résidence des eaux souterraines est essentielle pour évaluer la durabilité, la disponibilité et la vulnérabilité des ressources en eau. Le temps de résidence des eaux souterraines constitue un indicateur indirect de la vulnérabilité d’un aquifère, puisqu’il renseigne sur la durée de circulation de l’eau depuis la recharge jusqu’à son émergence ou son prélèvement. Les eaux souterraines jeunes, caractérisées par des temps de résidence courts, sont généralement plus sensibles aux apports de contaminants issus des activités de surface, tandis que les eaux plus anciennes peuvent refléter une meilleure protection naturelle, mais une capacité de renouvellement plus limitée. Dans la région du mont Covey Hill, située au sud du Québec, au piémont des Adirondacks, cette problématique revêt une importance particulière. Covey Hill abrite l’une des tourbières les plus anciennes du Canada, caractérisée par des écosystèmes fragiles et constituant également une zone d’activité agricole, notamment l’arboriculture fruitière (vergers de pommiers), qui représente une importante ressource économique locale. L’objectif de cette étude est de déterminer les temps de résidence des eaux souterraines afin d’évaluer leur vulnérabilité et d’identifier les facteurs qui la contrôlent. Vingt sites d’échantillonnage ont été sélectionnés dans la zone d’étude, dont des résurgences, des puits privés et des puits du réseau de suivi des eaux souterraines du Québec. Les analyses ont porté sur des traceurs d’âge (³H/³He, ¹⁴C et U-Th/⁴He), complétées par les isotopes stables de l’eau (¹⁸O, ²H) et par le δ¹³C du carbone inorganique dissous (δ¹³C-DIC). Les âges radiocarbone ont été corrigés à l’aide du logiciel NETPATH, tandis que des modèles à paramètres regroupés (Lumped Parameter Models, LPM), appliqués avec le logiciel TracerLPM®, ont permis de caractériser les distributions d’âges et d’identifier d’éventuels processus de mélange entre différentes masses d’eau. Les isotopes stables de l’eau indiquent que l’ensemble des eaux échantillonnées est d’origine météorique et résulte d’une recharge récente. Les âges ¹⁴C corrigés mettent en évidence trois groupes : quatorze échantillons modernes, trois âgés de 1 000 à 2 000 ans et trois âgés de 4 000 à 6 000 ans. Les âges ³H/³He révèlent également deux tendances principales : une majorité d’eaux très jeunes et quatre échantillons rechargés entre les années 1970 et 1980. Les rapports isotopiques de l’hélium (³He/⁴He) indiquent principalement une composante atmosphérique et tritiogénique, ce qui confirme le jeune âge des eaux. Les simulations LPM confirment que plusieurs échantillons correspondent à des mélanges d’eaux d’âges variés, avec des temps de résidence allant de quelques dizaines d’années (≈ 70 ans) à plus de 2 000 ans. Globalement, les résultats montrent que la majorité des aquifères est alimentée par des eaux très récentes (14 échantillons), ce qui traduit un taux de renouvellement élevé. Les âges plus anciens observés dans certains secteurs, notamment dans la plaine nord et la partie nord-ouest de la zone d’étude, à des profondeurs comprises entre 11 m et 91,4 m, ainsi que dans une nappe captive, suggèrent la présence de zones d’écoulement plus lentes où les eaux souterraines circulent sur des échelles de temps beaucoup plus longues. Ce comportement hydrologique implique une grande vulnérabilité à la contamination de surface. Ainsi, la distribution des âges met en évidence un système hydrogéologique hétérogène, contrôlé par la structure géologique, les processus de recharge et les pressions anthropiques.
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