Impact des gradients de température sur les schémas d’écoulement des eaux souterraines aux sites de filtration sur berge en climat saisonnier
Janie Masse-Dufresne – 2021
La filtration sur berge (FSB) est une technologie rentable pour la production d’eau potable et est utilisée depuis longtemps en Europe centrale le long des grands fleuves. Récemment, cette méthode a gagné en popularité dans le monde entier et plusieurs systèmes sont actuellement en opération sous divers climats et sur des sites adjacents à des lacs et des réservoirs. Dans les climats saisonniers, les lacs développent typiquement une stratification thermique pendant l’été, avec des températures >20°C en surface et <5°C en profondeur, et voient leur colonne d’eau s’homogénéiser en automne avant de développer une stratification thermique inverse pendant l’hiver. Bien que plusieurs études aient décrit l’impact de la température sur l’atténuation des contaminants et le devenir des métaux traces au cours de la FSB, l’impact des gradients de température sur les schémas d’écoulement des eaux souterraines reste méconnu.
Cette étude vise à quantifier la dynamique spatio-temporelle des temps de séjour de l’eau en FSB. Pour ce faire, un modèle numérique thermo-hydrogéologique 3D a été développé pour représenter les schémas d’écoulement des eaux souterraines à un site de FSB au Québec, Canada. La calibration du modèle a été effectuée sur une période d’un an. Le modèle suggère que la stratification du lac contrôle les gradients de température dans l’aquifère entre les mois de septembre et mars. Ces gradients sont rapidement atténués par la crue printanière. Comme la conductivité hydraulique dépend de la température, d’importants gradients spatio-temporels de température mènent au développement de schémas d’écoulement complexes et à une évolution annuelle du temps de séjour de l’eau. Dans le contexte des changements climatiques, il est probable que les lacs des climats nordiques connaîtront une stratification thermique prolongée, ce qui affectera le fonctionnement des systèmes de FSB.