Applications aux problèmes d’environnement
Modélisation en géochimie des eaux - Concepts et applications en environnement

4.1 Eaux naturelles et processus tampons

Les codes hydro-géochimiques peuvent servir à l’interprétation des analyses chimiques des eaux naturelles. Le cycle de l’eau en milieu naturel fait l’objet d’un article des Techniques de l’Ingénieur [13]. Nous nous intéresserons directement ici à la chimie de ces eaux.

Le tableau 5 reprend à titre d’exemple le résultat d’un calcul effectué d’après les données de l’analyse élémentaire d’une eau potable de la région de Fontainebleau. Les espèces sont classées par ordre décroissant de concentration. Y sont également rapportés les minéraux dont les indices de saturation calculés sont proches de l’équilibre, c’est-à-dire en pratique vu les multiples incertitudes ceux pour qui − 0,5 < IS < 0,5.

Le type chimique d’une eau se détermine en fonction de l’anion et du cation dominants. Dans notre cas, une eau dont l’anion dominant est le bicarbonate et le cation dominant le calcium sera qualifiée de bicarbonatée-calcique. La température et le pH sont des valeurs mesurées imposées dans le calcul, tandis que le potentiel redox et la force ionique dérivent de la simulation. L’eau est oxydante, du fait de la présence d’oxygène dissous, et faiblement minéralisée. La solution est équilibrée avec la calcite et la dolomite, minéraux typiques des aquifères calcaires, et avec la calcédoine qui est une variante du quartz (lui-même sursaturé) fréquente dans les systèmes de subsurface. Le gypse est dans un état de sous-saturation et il n’est probablement pas présent dans l’aquifère.

La chimie de l’eau du tableau 5 est tamponnée par le système des carbonates qui joue souvent un rôle majeur dans la régulation des eaux naturelles. Les réactions tampons sont toujours de première importance chaque fois qu’un fluide naturel rencontre un milieu géochimique avec lequel il n’est pas à l’équilibre, ou qu’un fluide modifié par l’activité...