Pollution des aquifères : prélever à la bonne profondeur
Le préleveur ciblé développé par InnovaSol rend possible la prise d'échantillon à une profondeur donnée dans un piézomètre classique, sans modification de l'ouvrage. Simple d'utilisation, il permet la réalisation de nombreuses mesures dans une même journée.
La majorité des sites contaminés français sont équipés de piézomètres crépinés sur des hauteurs importantes, voire sur toute la hauteur de l’aquifère. Or, il est connu que les eaux sont très souvent stratifiées, notamment en ce qui concerne les concentrations en polluants (ADEME 2005, Atteia 2005). En parallèle, on observe souvent lors de séries de prélèvements trimestriels par exemple des variations importantes de concentrations qui ne sont pas toujours explicables. Partant de ce contexte et de l’idée qu’une part importante de la variabilité temporelle vient de fait d’une variabilité de composition verticale, il a été envisagé de réaliser un préleveur qui puisse cibler des parties de faible hauteur pour analyser la zone polluée, mais aussi pour diminuer la variabilité observée.
Ce développement a été initié par des travaux au cours desquels des prélèvements entre packers sur des forages crépinés ont été testés (Barnier et al. 2012a). Les résultats ont bien mis en évidence le fait que seul le prélèvement entre packer permet de reproduire des gradients importants de concentration. En complément, le suivi de la composition de l’eau extraite entre deux packers au cours du temps a très clairement montré qu’il faut un temps d’équilibration pour atteindre une composition stable, même lors du prélèvement entre packers. L’eau du forage est donc un mélange d’eaux de provenance d’horizons variés. Ces résultats démontrent donc la nécessité de réaliser un prélèvement ciblé si l’on veut avoir des résultats de qualité.
A partir des données obtenues ci-dessus, l’objectif était donc de reproduire un système de « packers » mais en le simplifiant car il n’est pas possible de faire des prélèvements de façon régulière avec des packers, le temps de prélèvement étant facilement multiplié par 5. De même, il existe des système sophistiqués qui permettent de transformer un puits simple en puits multi-niveaux, mais ceux-ci sont en général coûteux et ne permettent pas d’utiliser le puits à d’autres usages. L’objectif est donc d’avoir un système très simple qui puisse être utilisé par les bureaux d’études lors de prélèvement de routine. Le descriptif détaillé de l'appareil est disponible dans le doument à télécharger.
Le préleveur a été testé sur un forage en conditions réelles pour voir si le mécanisme fonctionne avec la profondeur (> 10m). Ce test a permis de valider la mise en œuvre simple ainsi que le bon fonctionnement mécanique du préleveur.
Cette phase ayant été effectuée sur un puits qui présente un gradient vertical de conductivité hydraulique, nous avons ainsi pu valider le fonctionnement sur site à l’aide de mesure de conductivité électrique. Dans un premier temps, le gradient de conductivité présent dans le puits a été déterminé grâce à une sonde DIVER mesurant in-situ, conductivité, pression et température. Des zones de variation de conductivité ont été identifiées, et ont permis de mettre en évidence des profondeurs de prélèvements significatives.
La comparaison des données obtenues avec les deux systèmes, nous a permis d’établir le graphique suivant :
Celui-ci nous montre une très bonne corrélation entre les deux mesures effectuées. Pour les deux appareils utilisés, nous retrouvons des valeurs de conductivité très similaires en fonction de la profondeur. Les mesures ont été effectuées en descendant les appareils, puis confirmées en les remontant.
L’ensemble de ces résultats confirme la précision de mesure fournie par cet appareillage. Il semble constituer une bonne alternative aux procédés préexistants de par sa facilité d’utilisation. La validation du système se poursuit actuellement par la réalisation de tests complémentaires sur des puits aux diamètres différents.