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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL RAPPORT D’ÉTAPE PHASE II Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour Réalisé par Marie Larocque Sylvain Gagné Lysandre Tremblay DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’ATMOSPHÈRE 31 MARS 2011

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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL

RAPPORT D’ÉTAPE PHASE II

Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin

versant de la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour

Réalisé par

Marie Larocque

Sylvain Gagné

Lysandre Tremblay

DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’ATMOSPHÈRE

31 MARS 2011

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RÉSUMÉ

Le Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour financé dans le cadre du Programme de connaissance des eaux souterraines (PACES) du Ministère du Développement Durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP) a pour but d’établir la cartographie hydrogéologique de la partie basse du bassin de la rivière Bécancour et de huit sous-bassins connexes situés près du Saint-Laurent (superficie totale 2924 km2). Ce Projet est réalisé par une équipe de l’Université du Québec à Montréal (UQAM) formée de professeurs, d'agents de recherche, d'étudiants de maîtrise, de stagiaires et de collaborateurs. Le Projet est mené en collaboration avec les partenaires régionaux suivant : la Conférence Régionale des Élus du Centre-du-Québec, les MRC d’Arthabaska, de Bécancour, de l’Érable et de Nicolet-Yamaska, le Groupe de concertation de la rivière Bécancour (organisme de bassin versant GROBEC), l’Agence de Géomatique du Centre-du-Québec et le cégep de Thetford. Le Projet est réalisé au sein du Groupe de recherche interuniversitaire sur les eaux souterraines (GRIES).

La période d’avril 2010 à mars 2011 a été consacrée à la Phase II du Projet. Au cours de cette période, de nombreux travaux ont été réalisés sur le site d’étude, suivant dans les grandes lignes les activités identifiées pour cette phase dans la proposition initiale. Des nouveaux forages au roc ont été mis en place sur huit sites. Des sondages dans les dépôts meubles ont été réalisés à 15 sites et six sondages ont été transformés en piézomètres. La campagne de cartographie des dépôts quaternaires débutée en 2009 a été finalisée. Des levés géophysiques par résistivité électrique ont été mis en œuvre sur 18 profils, soit sur une distance correspondant à 11,6 km. Des essais de pompages ont été réalisés dans neuf puits de particuliers et dans les huit nouveaux forages, tandis que des essais à charge ont pu être faits dans deux des nouveaux forages. Une campagne de mesure des propriétés hydrauliques des dépôts de surface a permis de prélever des échantillons de sols et d'estimer la conductivité hydraulique des matériaux en place au moyen d'un perméamètre de Guelph à 102 stations. Des levés piézométriques ont été réalisés dans 103 forages au roc et dans les dépôts meubles appartenant à des particuliers et à des municipalités. Les huit nouveaux forages et les six piézomètres dans les dépôts meubles ont été instrumentés pour le suivi continu des niveaux de nappe. Une campagne d’échantillonnage a permis l’analyse de l’eau pour une quarantaine d’anions et de cations, de même que pour la composition isotopique de l’eau à 112 stations dans des puits privés et municipaux, de même que dans tous les nouveaux forages au roc et dans deux piézomètres situés dans les dépôts meubles. Les huit nouveaux forages, la rivière Bécancour, de même que les précipitations à deux stations font l’objet d’un suivi continu pour la composition isotopique de l’eau. Les épaisseurs des dépôts organiques ainsi que la nature des matériaux sous-jacents ont été estimées sur neuf tourbières de la zone d’étude. Les débits d'étiage ont été mesurés dans sept cours d’eau non instrumentés de la zone d’étude. La base de données du Projet PACES-Bécancour est continuellement mise à jour. Deux rencontres ont été tenues avec les partenaires et les résultats ont été diffusés à l'occasion du colloque Les eaux souterraines du Québec.

La Phase III du Projet (avril 2011 à mars 2013) permettra de finaliser la collecte de données, d’analyser et d’interpréter l’ensemble des données maintenant disponibles. Les activités prévues dans cette dernière partie du Projet seront menées tel que décrit dans la proposition initiale.

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TABLE DES MATIÈRES

RÉSUMÉ ..................................................................................................................................... 2

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................. 5

1. INTRODUCTION .................................................................................................................... 8

2. DESCRIPTION DU PROJET .................................................................................................. 9

2.1 Objectifs du Projet ................................................................................................................ 9

2.2 Territoire visé ........................................................................................................................ 9

2.3 Équipe de réalisation et partenaires ................................................................................... 11

3. TRAVAUX DE TERRAIN ...................................................................................................... 12

3.1 Forages .............................................................................................................................. 12

3.1.1 Forages au roc ........................................................................................................ 12

3.1.2 Sondages dans les dépôts meubles ........................................................................ 14

3.2 Levés géologiques et géophysiques ................................................................................... 17

3.2.1 Levés géologiques ................................................................................................... 17

3.2.2 Levés géophysiques ................................................................................................ 19

3.3 Estimation des propriétés hydrauliques .............................................................................. 20

3.3.1 Essais de pompage ................................................................................................. 20

3.3.2 Essais hydrauliques à charge variable (slug test) .................................................... 21

3.3.3 Essais au perméamètre de Guelph et échantillonnage de sols ................................ 22

3.4 Niveaux piézométriques ..................................................................................................... 23

3.4.1 Levé piézométrique ................................................................................................. 23

3.4.2 Instrumentation de forages pour le suivi à long terme .............................................. 23

3.5 Échantillonnage et analyses d’eau ..................................................................................... 24

3.5.1 Forages ................................................................................................................... 24

3.5.2 Échantillonnage de l’eau de surface ........................................................................ 27

3.5.3 Suivi des précipitations ............................................................................................ 28

3.6 Milieux humides .................................................................................................................. 29

3.7 Débits de base ................................................................................................................... 31

3.8 Compilation et traitement des données temporelles ........................................................... 32

4. MISE À JOUR DE LA BASE DE DONNÉES ......................................................................... 33

5. RENCONTRES AVEC LES PARTENAIRES ET DIFFUSION DES RÉSULTATS ................. 34

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6. TRAVAUX PRÉVUS POUR LA PHASE III ............................................................................ 35

6.1 Livrables et échéancier ....................................................................................................... 35

6.2 Travaux de terrain de l’été 2011 ......................................................................................... 37

7. CONCLUSION ...................................................................................................................... 40

8. RÉFÉRENCES ..................................................................................................................... 41

9. ANNEXE 1: LOGS DES FORAGES AU ROC ....................................................................... 42

10. ANNEXE 2: LOGS DES PIÉZOMÈTRES DANS LES DÉPÔTS MEUBLES........................ 51

11. ANNEXE 3: LOGS DES SONDAGES CPT DANS LES DÉPÔTS MEUBLES .................... 58

12. ANNEXE 4: INFORMATIONS SUR LES PUITS ÉCHANTILLONNÉS ................................ 63

13. ANNEXE 5: ANNONCE PARUE DANS LES JOURNAUX LOCAUX................................... 64

14. ANNEXE 6 : PHOTOGRAPHIES ........................................................................................ 65

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LISTE DES FIGURES

Figure 1. Zone couverte par le Projet de connaissances des eaux souterraines du bassin de la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour .......................................................................... 10

Figure 2. Localisation des forages au roc .................................................................................. 13

Figure 3 : Localisation des sondages CPT et des forages RPSS ............................................. 15

Figure 4. Levés géologiques réalisés en 2009 et en 2010 ......................................................... 17

Figure 5. Carte des dépôts de surface (Godbout et al 2011) ..................................................... 18

Figure 6. Localisation des profils géophysique .......................................................................... 19

Figure 7. Localisation des essais de pompage et des essais hydrauliques à charge variable ... 21

Figure 8. Localisation des essais au perméamètre de Guelph................................................... 22

Figure 9. Stations d'échantillonnage d'eau ................................................................................ 25

Figure 10. Stations d'échantillonnage de l’eau de surface ......................................................... 27

Figure 11. Stations d'échantillonnage des précipitations ........................................................... 29

Figure 12 : Localisation des profils réalisés dans les tourbières ................................................ 30

Tableau 5. Résultats des sondages réalisés dans les neuf tourbières étudiées ........................ 31

Figure 13 : Localisation des sites de mesure du débit en période d’étiage. ............................... 32

Tableau 6. Description des livrables de la Phase III .................................................................. 35

Figure 14. Schéma du forage F1 ............................................................................................... 43

Figure 15. Schéma du forage F3 ............................................................................................... 44

Figure 16. Schéma du forage F4 ............................................................................................... 45

Figure 17. Schéma du forage F5 ............................................................................................... 46

Figure 18. Schéma du forage F6 ............................................................................................... 47

Figure 19. Schéma du forage F7 ............................................................................................... 48

Figure 20. Schéma du forage F8 ............................................................................................... 49

Figure 21. Schéma du forage F9 ............................................................................................... 50

Figure 22. Schéma du piézomètre P1 ....................................................................................... 52

Figure 23. Schéma du piézomètre P2 ....................................................................................... 53

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Figure 24. Schéma du piézomètre P3 ....................................................................................... 54

Figure 25. Schéma du piézomètre P4 ....................................................................................... 55

Figure 26. Schéma du piézomètre P5 ....................................................................................... 56

Figure 27. Schéma du piézomètre P6 ....................................................................................... 57

Figure 28. Schéma du sondage S1 ........................................................................................... 58

Figure 29. Schéma du sondage S2 ........................................................................................... 59

Figure 30. Schéma du sondage S5 ........................................................................................... 59

Figure 31. Schéma du sondage S6 ........................................................................................... 60

Figure 32. Schéma du sondage S7 ........................................................................................... 60

Figure 33. Schéma du sondage S9 ........................................................................................... 61

Figure 34. Schéma du sondage S10 ......................................................................................... 61

Figure 35. Schéma du sondage S11 ......................................................................................... 62

Figure 36. Schéma du sondage S13 ......................................................................................... 62

Figure 37. Annonce parue dans les journaux locaux. ................................................................ 64

Figure 38. Mise en place du forage F8 à Manseau .................................................................... 65

Figure 39. Mise en place du piézomètre P6 à Villeroy ............................................................... 66

Figure 40. Coupe géologique sur la rivière Bécancour à Saint-Célestin .................................... 67

Figure 41. Levés géophysiques par résistivité électrique à Saint-Sylvère .................................. 68

Figure 42. Essai de pompage au forage F7 à Leclercville ......................................................... 68

Figure 43. Essai à charge variable au forage F1 à Saint-Pierre-Baptiste ................................... 69

Figure 44. Essai au perméamètre de Guelph ............................................................................ 70

Figure 45. Levé piézométrique au puits PRI06 à Sainte-Eulalie ................................................ 71

Figure 46. Échantillonnage de l'eau souterraine ........................................................................ 71

Figure 47. Mise en place d'un collecteur de précipitations mensuelle à Irlande ......................... 72

Figure 48. Mesure de l'épaisseur des dépôts tourbeux à Villeroy .............................................. 73

Figure 49. Mesure du débit de base sur la rivière Aux orignaux à Saint-Pierre-les-Becquets .... 73

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1. MRC, superficie et population du territoire étudié .................................................... 10

Tableau 2. Détails de construction des forages ......................................................................... 14

Tableau 3. Détails de construction des piézomètres dans les dépôts meubles et des sondages

CPT et RPSS ............................................................................................................................ 16

Tableau 4. Paramètre chimiques analysés ................................................................................ 26

Tableau 5. Résultats des sondages réalisés dans les neuf tourbières étudiées ........................ 31

Tableau 6. Description des livrables de la Phase III .................................................................. 35

Tableau 7. Calendrier de réalisation du Projet PACES-Bécancour ............................................ 36

Tableau 8. Informations sur les puits échantillonnés pour l’analyse de l’eau souterraine ........... 63

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1. INTRODUCTION

Le Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Bécancour et

de la MRC de Bécancour financé dans le cadre du Programme de Connaissance des Eaux

Souterraines (PACES) du Ministère du Développement Durable, de l’Environnement et des

Parcs (MDDEP) a pour but d’établir la cartographie hydrogéologique de la partie basse du

bassin de la rivière Bécancour et de huit sous-bassins connexes situés près du Saint-Laurent.

Ce projet est réalisé par l’Université du Québec à Montréal (UQAM), qui en est le maître

d’œuvre, et par un ensemble de partenaires régionaux. Le Projet Bécancour est réalisé au sein

du Groupe de recherche interuniversitaire sur les eaux souterraines (GRIES).

L’objectif de la Phase II du Projet était de procéder à des travaux de terrain ayant pour but de

compléter la caractérisation hydrogéologique de la zone d'étude ébauchée dans le rapport de

Phase I (cf. Larocque et al 2010). Le présent rapport résume les activités réalisées du 1er avril

2010 au 31 mars 2011 et présente les travaux à venir dans la Phase III du Projet. Les

interprétations hydrogéologiques des résultats seront complétées dans la Phase III et seront

présentées dans le rapport final, le 31 mars 2013. Les objectifs du Projet, le territoire visé et

l'équipe de réalisation sont décrits au Chapitre 2. L'ensemble des travaux de terrain réalisés au

cours de la Phase II est présenté au Chapitre 3. L'état d'avancement de la base de données est

résumé au Chapitre 4 tandis que les rencontres avec les partenaires et les activités de diffusion

des résultats sont décrites au Chapitre 5. Les activités prévues au cours de la Phase III sont

décrites au Chapitre 6.

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2. DESCRIPTION DU PROJET

2.1 Objectifs du Projet

Les objectifs généraux du Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin versant de

la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour sont les suivants :

1) dresser un portrait de la ressource en eaux souterraines sur la partie basse du bassin versant

de la rivière Bécancour et de huit bassins versants connexes situés près du fleuve Saint-

Laurent;

2) favoriser une saine gestion de la ressource en développant des partenariats entre les acteurs

de l’eau et les gestionnaires du territoire dans l’acquisition des connaissances sur la ressource

en eaux souterraines.

Plus spécifiquement, le Projet vise à :

1) comprendre la nature des formations aquifères;

2) connaître l’origine et les directions d’écoulement de l’eau souterraine;

3) décrire la qualité de l’eau souterraine;

4) quantifier le bilan hydrique de l’aquifère et les volumes d’eau exploitables de façon durable;

5) déterminer la vulnérabilité de l’eau souterraine aux activités humaines.

2.2 Territoire visé

Le territoire visé par le Projet couvre la partie basse du bassin versant de la rivière Bécancour

ainsi que huit bassins versants connexes situés près du fleuve Saint-Laurent (rivières

Marguerite, Godefroy, Gentilly, de la Ferme, du Moulin, aux Glaises, des Orignaux et Petite

rivière du Chêne). Ce territoire correspond à la partie basse de la Zone de gestion intégrée de

l’eau du bassin de la rivière Bécancour. Le territoire visé couvre une superficie de 2924 km2 et

se situe au sud du fleuve Saint-Laurent (Figure 1).

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Figure 1. Zone couverte par le Projet de connaissances des eaux souterraines du bassin

de la rivière Bécancour et de la MRC de Bécancour

La zone d'étude touche les territoires des MRC d’Arthabaska, de Bécancour, de l’Érable, de

Nicolet-Yamaska et de Lotbinière (Tableau 1). Les quatre premières MRC font partie de la

région administrative Centre-du-Québec. La population du secteur d’étude est estimée à 52 090

habitants. La MRC de Lotbinière ne contribue pas financièrement au Projet en raison de la petite

superficie qu’elle touche dans le territoire d'étude.

Tableau 1. MRC, superficie et population du territoire étudié

MRC Superficie totale de la

MRC (km2)

Superficie dans territoire visé (km

2)

Population dans territoire visé (habitants)

Arthabaska 1 904 291 4 500

Bécancour 1 132 1 132 19 010

De l’Érable 1 281 1 046 24 180

Nicolet-Yamaska 1 005 315 4 000

Lotbinière 1661 140 400

TOTAL 2924 52 090

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2.3 Équipe de réalisation et partenaires

Le Projet est coordonné par Marie Larocque, hydrogéologue et professeure au département des

Sciences de la Terre et de l’atmosphère de l’UQAM. L’équipe de l’UQAM est formée de deux

chargés de projet, Sylvain Gagné et Lysandre Tremblay, d'un étudiant de doctorat impliqué à

temps partiel (Olivier Caron) et de trois étudiants de maîtrise. Ces derniers travaillent

directement sur le Projet et sont inscrits à la maîtrise en sciences de la Terre de l'UQAM :

Pierre-Marc Godbout: hydrostratigraphie; Guillaume Meyzonnat: vulnérabilité; Karine Avard:

milieux humides (un étudiant de maîtrise a abandonné ses études à l’automne 2010). Cinq

étudiants de premier cycle se sont joints à l'équipe au cours de l'été 2010: Frédérike Lemay-

Borduas, El Moustapha Choaibi et Mireille Pelletier du B.Sc. en sciences de la Terre et de

l’atmosphère de l'UQAM, Patrick Turgeon du D.E.C. en Géologie appliquée du cégep de

Thetford et Syndia Fernandes stagiaire française de l'Université Paris IX. Plusieurs chercheurs

de l’UQAM sont également impliqués dans le Projet en tant que collaborateurs : Michel

Lamothe, Martin Roy, Alain Tremblay, Daniele Pinti et Michelle Garneau. Le Projet bénéficie de

la mise en commun des expertises, des ressources techniques et des protocoles des membres

du Groupe de recherche interuniversitaire sur les eaux souterraines (GRIES).

Les principaux partenaires du Projet sont l’organisme de bassin versant (OBV) GROBEC et

l’Agence de géomatique du Centre-du-Québec (AGTCQ). La Conférence régionale des élus

(CRÉ) du Centre-du-Québec, qui couvre presque tout le territoire étudié, est un partenaire

financier important dans le Projet. Les Municipalités Régionales de Comté (MRC) d’Arthabaska,

de Bécancour, de l’Érable et de Nicolet-Yamaska sont également des partenaires financiers. La

MRC de Lotbinière est incluse dans le territoire visé, mais sa participation n’a pas été sollicitée

en raison de la petite superficie de cette MRC touchée par le territoire à l’étude. Le cégep de

Thetford, un établissement d’enseignement postsecondaire situé sur le bassin de la rivière

Bécancour, s'est impliqué dans la réalisation des travaux de terrain et contribue au Projet sous

la forme de prêt de matériel de terrain.

Le comité de suivi du Projet est formé de représentants des partenaires régionaux (CRÉ, MRC,

OBV GROBEC, AGTCQ) et a pour mandat d’assurer le lien entre les partenaires régionaux et

l’équipe de réalisation du Projet.

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3. TRAVAUX DE TERRAIN

Tel que prévu, la Phase II du Projet a permis de mettre en œuvre des travaux de terrain visant à

compléter les données hydrogéologiques disponibles sur la zone d'étude. Les activités de la

Phase II ont permis 1) de faire des forages au roc et dans les dépôts meubles, 2) de réaliser des

levés géologiques et géophysiques, 3) d'estimer les propriétés hydrauliques des matériaux en

place, 4) de mesurer les niveaux piézométriques, 5) d'échantillonner et d'analyser l'eau

souterraine et de surface, 6) de caractériser les milieux humides et 7) de mesurer les débits

d’étiage dans des cours d’eau non instrumentés. Ce chapitre décrit l'ensemble des travaux

réalisés. Des photographies choisies des différents travaux sont illustrées à l’Annexe 6. Les

interprétations hydrogéologiques des résultats seront présentées dans le rapport final du Projet.

3.1 Forages

Au cours de l’été 2010, une campagne de forages a permis la mise en place de huit nouveaux

forages au roc. Au cours du mois d’octobre 2010, 15 sondages ont été réalisés dans les

formations granulaires à 13 sites différents. Parmi les 15 sondages, sept ont pu être faits au

pénétromètre à cône (CPT) tandis que huit ont été forés en sondage par rotopercussion

(RPSS). Six des forages RPSS ont été transformés en piézomètres.

3.1.1 Forages au roc

Les forages au roc ont été réalisés en partenariat avec la compagnie Puitbec inc. Cette

compagnie a remporté l'appel d’offres ciblé lancé par l’UQAM en juin 2010. Les travaux de

forage se sont déroulés de septembre à novembre 2010. La portion du budget allouée aux

forages au roc dans le Projet prévoyait cinq forages. Une contribution financière additionnelle du

MDDEP, visant à poursuivre le développement du Réseau de suivi des eaux souterraines,

permet de mettre en place cinq forages supplémentaires, pour un total de dix nouveaux forages

sur la zone d'étude. Huit nouveaux forages ont été mis en place en 2010 (Figure 2), les deux

derniers seront forés au cours de l'été 2011.

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Figure 2. Localisation des forages au roc

Les sites de forages ont été localisés de manière à combler les zones où les données

hydrogéologiques avaient été identifiées comme insuffisantes dans le rapport Phase I (Larocque

et al 2010). De plus, les sites choisis ont été identifiés de manière à tracer des profils

perpendiculaires et parallèles à l’écoulement régional de l’eau souterraine. Les terrains publics

ont été visés en priorité, de manière à faciliter l’obtention des autorisations d'accès. Les forages

F3, F4, F5 et F8 sont situés sur des terrains appartenant aux MRC de l’Érable et de Bécancour,

toutes deux partenaires du Projet. Les forages F1 et F6 sont localisés sur des terrains privés

tandis que les forages F7 et F9 sont situés sur les terrains du Ministère des Ressources

Naturelles et de la Faune (MRNF) et du MDDEP respectivement. Le forage F2, qui sera foré en

2011, sera situé sur un terrain appartenant à la MRC de l’Érable. Le forage F10 n’est pas illustré

sur la Figure 2 car sa localisation n’est pas encore confirmée, mais il sera vraisemblablement

situé sur un terrain privé. Pour chaque forage, une entente a été signée entre l’UQAM et le

propriétaire, précisant les engagements et les obligations de chaque parti. Les forages F3, F5,

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F6, F7, F8 et F9 ont été instrumentés pour la mesure des niveaux par le MDDEP et pourront

être intégrés dans le Réseau de suivi des eaux souterraines. Les forages F1, F2, F4 et F10

seront remis aux propriétaires des terrains sur lesquels ils sont situés à la fin du Projet.

Les forages au roc ont tous été réalisés avec une foreuse à double rotation d’une capacité de

300 mm. Ils ont tous été construits selon le même modèle : un tubage d’acier ASTM A589-96

grade B de 150 mm a été mis en place sur toute l’épaisseur des dépôts meubles, jusqu’à une

profondeur minimale de 1 m dans le roc. Dans le cas où l’épaisseur des dépôts était inférieure à

6 m, le tubage était enfoncé dans le roc sur une profondeur de 6 m et scellé avec une collerette

de bentonite d’un diamètre de 200 mm. Plus bas, une cavité de 150 mm de diamètre était alors

forée dans le roc sur une profondeur de 30 m.

Le Tableau 2 résume les détails de construction des huit forages au roc réalisés en 2010. Les

forages ont une profondeur de 30 à 78,3 m. L’épaisseur des dépôts meubles rencontrés varie

entre 1 à 49 m. Les schémas de tous les forages sont illustrés à l’Annexe 1. Au cours de l’été

2011, une campagne de nivellement au GPS différentiel sera mise en œuvre afin de localiser et

niveler précisément les dix nouveaux forages.

Tableau 2. Détails de construction des forages

Forage Municipalité Prof. (m) Prof. tubage (m) Lithologie du roc

F1 Saint-Pierre-Baptiste 30 5,3 Schiste

F3 Sainte-Marie-de-Blandford 78,3 48,9 Shale

F4 Villeroy 36,6 8,6 Shale/grès

F5 Sainte-Françoise 47,9 12,7 Shale

F6 Sainte-Anne-du-Sault 42,7 11,2 Marne

F7 Leclercville 48,8 17,3 Shale

F8 Manseau 43,5 14,5 Shale

F9 Bécancour 37,5 5,2 Shale/calcaire

3.1.2 Sondages dans les dépôts meubles

Des sondages CPT et des forages RPSS ont été réalisés pour déterminer la stratigraphie et

l’épaisseur des dépôts meubles, de même que pour faire l’installation de piézomètres

(Figure 3). Ces travaux ont été réalisés au cours du mois d’octobre 2010 par une équipe de

l’INRS-ETE qui a fourni la foreuse et le personnel technique. La localisation des sites a été

choisie selon les besoins stratigraphiques et hydrogéologiques. Les piézomètres ont été

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installés autant que possible à proximité des tourbières et des forages au roc, dans la partie

basse de la zone d’étude, où les besoins en données stratigraphiques étaient les plus grands.

Les sondages CPT et les forages RPSS été réalisés en grande majorité sur les terrains privés

tandis que les piézomètres ont été mis en place sur des sites où des autorisations avaient déjà

été obtenues pour les forages au roc.

Figure 3 : Localisation des sondages CPT et des forages RPSS

Au total, 15 sondages ont été réalisés (Figure 3). Parmi ceux-ci, six ont été transformés en

piézomètres. Ces derniers sont équipés d’un tube de PVC de 25,4 mm de diamètre et d’une

crépine à la base où l’eau circule par des stries horizontales espacées de 2,5 mm ayant une

ouverture de 0,15 mm. La profondeur maximale des piézomètres est de 14 m et la longueur des

sections crépinées varie de 1,5 m à 11 m. Un tubage protecteur en ABS de 100 mm de diamètre

enfoncé de 0,5 m dans le sol et muni d’un couvercle protecteur cadenassé a aussi été installé

au sommet de chaque piézomètre. Les détails de chaque piézomètre sont donnés au

Tableau 3. La profondeur maximale des sondages CPT est de 20 m. Cependant, la majorité a

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une profondeur inférieure à 15 m. Ces faibles profondeurs sont dues au fait que la plupart des

sites ne permettaient pas un bon ancrage pour la foreuse (présence d’argile en surface) ou une

bonne pénétration de la pointe en raison de la présence de matériaux grossiers (blocs) en

surface ou en profondeur.

Les schémas des piézomètres et les profils stratigraphiques provenant du système d’acquisition

de données de la foreuse de l’INRS-ETE sont illustrés aux Annexes 2 et 3. Les données

recueillies par le système d’acquisition de la foreuse lors des sondages destructifs (RPSS) ne

sont pas encore disponibles. Au cours de l’été 2011, une campagne de nivellement au GPS

différentiel permettra de localiser et niveler précisément les six piézomètres.

Tableau 3. Détails de construction des piézomètres dans les dépôts meubles et des sondages CPT et RPSS

Site Type Municipalité Prof. (m) Long. crépine (m)

S1a CPT Villeroy 6

S1b (P4) RPSS Villeroy 4,9 1,5

S2 CPT Villeroy 5,6

S3 RPSS Villeroy 10

S4 (P6) RPSS Villeroy 11 3

S5 (P3) RPSS Ste-Marie-de-Blandford 9,1 3

S6 (P2) RPSS Saint-Sylvère 14 3

S7 RPSS Saint-Sylvère 3

S8 CPT Bécancour 13

S9 CPT Parisville 15

S10 CPT Deschaillons-sur-St-

Laurent 13

S11 CPT Ste-Cécile-de-Lévrard 20

S12 (P5) RPSS Lemieux 9 7,5

S13a CPT Plessisville 11

S13b (P1) RPSS Plessisville 10 4,5

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3.2 Levés géologiques et géophysiques

3.2.1 Levés géologiques

Des levés géologiques des dépôts de surface ainsi que des coupes stratigraphiques ont été

réalisés au cours de l’été 2010. Ces travaux ont été menés par l’équipe de quaternaristes de

l'UQAM supervisée par le professeur Michel Lamothe. Entre les mois de mai et septembre 2010,

612 points de contrôles des dépôts de surfaces ont été ajoutés aux 2519 points de contrôles

saisis au cours de l’été 2009 (Figure 4). Des levés de coupes stratigraphiques ont également

été réalisés, principalement dans la partie basse de la zone d'étude.

Figure 4. Levés géologiques réalisés en 2009 et en 2010

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Les données recueillies à l’occasion de ces levés géologiques ont permis de mettre à jour la

carte des dépôts quaternaires (Figure 5). La nouvelle carte présente une résolution spatiale

uniformisée et améliorée. Les principales modifications sont localisées dans la partie aval. Dans

cette zone, la couverture des dépôts littoraux lacustres (sable) a augmenté au dépend du till

remanié. Cette carte sera remise prochainement au MRNF (cf. Godbout et al 2011).

Figure 5. Carte des dépôts de surface (Godbout et al 2011)

Légende

Dépôts quaternaires

CODE

Alluvions

Cône alluvial

Alluvions actuels

Alluvions terrasses fluviatiles

Alluvions terrasses anciennes

Sédiments éoliens

Gravière, sablière

Sédiments proglaciaires subaquatiques

Sédiments juxtaglaciaires

Sédiments glaciolacustres profonds

Sédiments glaciolittoraux

Sédiments glaciodeltaĩques

Sédiments lacustre littoraux

Sédiments lacustre deltaĩques

Sédiments glaciomarins

Sédiments marins profonds

Sédiments marins littoraux

Mine ou carrière

Sédiments organiques

Sédiments organiques de tourbière

Quaternaire ancien

Roc

Remblai

Roches sédimentaires

Till continu

Till mince

Till remanié

Till remanié monce

Zone de glissements

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Les levés géologiques de l’été 2010, combinés aux nouvelles données stratigraphiques

obtenues des forages au roc et des sondages dans les dépôts meubles, serviront de base pour

la construction du modèle hydrostratigraphique tridimensionnel qui sera élaboré en 2011. Pour

l’instant, le contexte stratigraphique et hydrostratigraphique préliminaire est très similaire à celui

anticipé avec les coupes topo-géologiques présentées dans le rapport de Phase I (Larocque et

al 2010), avec une couverture très présente d’argile sur toute la partie basse de la zone d’étude.

3.2.2 Levés géophysiques

Les levés géophysiques de résistivité électrique en deux dimensions ont été réalisés de la mi-

juin à la mi-juillet 2010. Les mesures ont été faites à l’aide d’un résistivimètre (modèle

Terrameter LS) de la compagnie ABEM. Les levés ont été réalisés sur des profils de longueurs

allant de 400 m à 1800 m. L’espacement des électrodes était de 5 m pour une profondeur

maximale d’investigation de 60 m. Au total, 18 profils ont été effectués (Figure 6) pour une

longueur totale de 11,6 km de levés réalisés principalement dans la partie aval du bassin ou les

dépôts meubles sont plus épais.

Figure 6. Localisation des profils géophysique

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Le choix des sites de mesures a été orienté en fonction des lacunes d’information

stratigraphique et hydrogéologique identifiées au cours de la Phase I du Projet. L’interprétation

des résultats est en cours et sera complétée en 2011, notamment à l’aide des données de

diagraphie obtenues au moyen des sondages CPT.

Des travaux de géophysique complémentaires sont prévus en 2011, notamment par des

mesures en forage dans les dix nouveaux forages mis en place dans le Projet. De plus, des

relevés GPR seront réalisés sur les neuf tourbières étudiées (voir section 3.6). Sur chacune de

ces tourbières, un profil sera réalisé afin de déterminer la morphologie des dépôts tourbeux et

tenter de déterminer la présence et l’épaisseur de dépôts meubles perméables sous les dépôts

organiques.

3.3 Estimation des propriétés hydrauliques

3.3.1 Essais de pompage

Au total, 17 essais de pompage ont été réalisés au cours de l’été et de l’automne 2010, neuf

dans des puits de particuliers (PRI01 à PRI09 sur la Figure 7) et huit dans les nouveaux

forages. Les essais dans les puits privés ont été menés à l'aide de la pompe déjà en place ou

d'une pompe submersible de 10 GPM (37,8 L/min) alimentée par une génératrice dans le cas de

puits abandonnés. Dans certains puits de particuliers, des forages situés à proximité du puits de

pompage ont été utilisés comme puits d’observation. La majorité des essais réalisés avec nos

équipements ont été de courte durée, i.e. de 12 à 120 minutes. À plusieurs sites, la pompe

utilisée ne permettait pas un débit suffisamment faible pour éviter la vidange complète du forage

(rabattements parfois supérieurs à 30 m en 15 minutes). Les résultats préliminaires indiquent

que de manière générale, les puits testés fournissent des débits inférieurs à 30 L/min et que

l'aquifère est peu transmissif.

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Figure 7. Localisation des essais de pompage et des essais hydrauliques à charge

variable

D'autres essais de pompages seront réalisés en 2011 dans les forages du Projet. Une pompe

de 5 GPM (18,9 L/min) sera utilisée, ce qui permettra de pomper des débits plus faibles et

d’obtenir des durées de pompages plus longues. L'ensemble des résultats sera interprété au

cours de la prochaine année.

3.3.2 Essais hydrauliques à charge variable (slug test)

Des essais hydrauliques à charge variable ont été réalisés dans les forages au roc F1 et F8.

Pour chaque essai, le slug était inséré sous le niveau statique puis remonté une fois le niveau

piézométrique revenu à son état initial (20 à 30 min). Cette opération a été répétée deux fois, ce

qui a permis d’obtenir deux courbes de variation des niveaux (descente et remontée) à chaque

essai. D’autres essais de ce type seront réalisés au cours de l’été 2011, de manière à tester

tous les nouveaux forages au roc, de même que les six piézomètres dans les dépôts meubles.

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3.3.3 Essais au perméamètre de Guelph et échantillonnage de sols

La conductivité hydraulique des dépôts meubles a été mesurée à l'aide d'un perméamètre de

Guelph à 102 sites répartis sur la zone d’étude (Figure 8). Les sites de mesures ont été

sélectionnés de manière à procurer une couverture complète du bassin et un échantillonnage

des différents types de dépôts de surface perméables. Les dépôts testés sont principalement

des sables et des sables silteux, aucun essai n'a été réalisé dans les argiles. La grande majorité

des sites se trouvent sur des parcelles agricoles. Tous les tests ont été menés dans des cavités

de 30 cm de profondeur. Des essais complémentaires seront mis en œuvre à l'été 2011, de

manière à quantifier les propriétés hydrauliques des dépôts à l'extérieur des parcelles agricoles

(e.g. en forêt, dans des sablières ou sur d'autres affleurements). L'interprétation des résultats

sera complétée au cours de l'année 2011.

Figure 8. Localisation des essais au perméamètre de Guelph

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Des échantillons de sols remaniés et non-remaniés ont été prélevés aux 102 sites illustrés à la

Figure 8. Les échantillons ont été recueillis dans un cylindre de plastique de 5 cm de diamètre

et de 5 cm de longueur. La porosité totale, la capacité de rétention, la masse volumique et le

contenu en matière organique des dépôts ont été mesurés sur ces échantillons non-remaniés.

Les résultats sont en cours d'analyse. Des analyses granulométriques par tamisage sec et

densimétrie sont également en cours sur l'ensemble des échantillons remaniés. Ces résultats

permettront une estimation empirique de la conductivité hydraulique au moyen d'équations

empiriques (e.g. Hazen).

3.4 Niveaux piézométriques

3.4.1 Levé piézométrique

Cent-trois niveaux de nappe ont été mesurés dans des puits appartenant à des particuliers et

dans des forages municipaux entre le 5 juillet et le 4 août 2010. Les stations de mesure

correspondent aux sites d'échantillonnage de l'eau souterraine illustrés à la Figure 9. La

localisation spatiale de chaque forage a été relevée à l’aide d’un GPS et l’élévation à cette

coordonnée a été déterminée à partir du modèle d’élévation numérique. Un détecteur de tubage

a été utilisé pour déterminer la longueur du tubage et le début du roc dans la majorité des

forages relevés. Des données complémentaires prélevées au cours des prochains mois et des

vérifications ponctuelles sur le terrain permettront de vérifier les cartes piézométriques de

l’aquifère du roc et de l’aquifère des dépôts meubles qui seront finalisées dans l'année qui vient.

3.4.2 Instrumentation de forages pour le suivi à long terme

Les huit nouveaux forages au roc et les six piézomètres dans les dépôts meubles ont été

instrumentés pour le suivi continu des niveaux de nappe. Les puits F3, F6, F7, F9 et le

piézomètre P3 sont munis de sondes Solinst Levelogger Gold appartenant au MDDEP. Ces

sondes sont programmées pour mesurer le niveau et la température de l’eau avec une

fréquence horaire. Les forages F1, F4, F5, F8 sont munis de sondes Solinst LTC appartenant à

l’UQAM et sont programmées pour mesurer le niveau, la température et la conductivité

électrique de l’eau sur une fréquence horaire. Finalement, les piézomètres P1, P2, P4, P5 et P6

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ont été instrumentés de sondes Solinst Levelogger Gold appartenant à l’UQAM et mesurent le

niveau et la température de l’eau toutes les heures.

Les sondes ont toutes été installées en novembre 2010. Elles resteront en place au moins

jusqu'à la fin du Projet, peut-être plus longtemps selon les forages qui seront retenus par le

MDDEP pour être intégrés au Réseau de suivi des eaux souterraines. Les séries temporelles

ainsi récoltées seront analysées au moyen de techniques d'analyse du signal pour mieux

comprendre la dynamique hydrogéologique de l'aquifère. Elles seront également interprétées

pour quantifier la recharge de l'aquifère.

3.5 Échantillonnage et analyses d’eau

3.5.1 Forages

Des échantillons d’eau souterraine ont été prélevés entre le 5 juillet et le 4 août 2010 dans 103

puits de particuliers et forages municipaux. À l'automne 2010, neuf échantillons supplémentaires

ont été prélevés dans tous les nouveaux forages au roc et dans deux piézomètres (P3 et P4).

Au total, 112 puits (Figure 9 et Tableau 8 de l’Annexe 3) ont été échantillonnés pour la zone à

l’étude, ce qui correspond à une densité d’échantillonnage d'un puits par 25 km2. Les

municipalités en aval de la zone d’étude étant pour la plupart reliées à un réseau d’aqueduc

depuis de nombreuses années, très peu d'échantillons proviennent donc de cette zone.

Tous les échantillons ont été prélevés suivant le protocole développé par le GRIES pour

l'ensemble des Projets PACES (GRIES, 2011). Bien que généralement pompés de façon

journalière, donc peu stagnants, les puits ont été purgés avant l’échantillonnage en utilisant la

sortie d’eau la plus près de la sortie d’eau du puits. La stabilisation des mesures in situ de pH,

température, salinité, conductivité électrique et d’oxygène dissout (mesurés au moyen d'une

sonde multiparamètres WTW) ont permis d'estimer l'atteinte d'une purge satisfaisante. L’eau a

généralement été prélevée à partir du robinet extérieur, après s'être assuré qu’aucun système

de traitement de l’eau n’était présent entre le puits et le robinet. Quatre bouteilles de 250 ml ont

été utilisées pour l’échantillonnage des paramètres chimiques identifiés au Tableau 4. Les

échantillons ont été conservés dans des glacières où la température était maintenue inférieure à

4°C. À la fin de chaque semaine, l’ensemble des échantillons étaient envoyés au laboratoire

MAXXAM de Montréal pour analyse.

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Figure 9. Stations d'échantillonnage d'eau

Les échantillons ont été prélevés dans des puits résidentiels (90), des forages municipaux (13)

et dans des nouveaux forages au roc ou dans les dépôts meubles (9). Parmi les 112 puits

échantillonnés, 25 interceptent les dépôts meubles et 87 sont des forages au roc. La profondeur

moyenne des puits aux stations situées dans les dépôts meubles échantillonnés est de 7 m

tandis que celle aux stations interceptant le roc est de 44 m.

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Tableau 4. Paramètre chimiques analysés

Cations Anions

Aluminium (Al) Lithium (Li) Alcalinité Totale (en CaCO3) Antimoine (Sb) Magnésium (Mg) Anions sulfures (S

=)

Argent (Ag) Manganèse (Mn) Azote ammoniacal (N-NH3) Arsenic (As) Molybdène (Mo) Bromure (Br

-)

Baryum (Ba) Nickel (Ni) Chlorures (Cl) Béryllium (Be) Plomb (Pb) Fluorure (F) Bismuth (Bi) Potassium (K) Nitrate(N) et Nitrite(N)

Bore (B) Silicium (Si) Phosphore inorganique Cadmium (Cd) Sélénium (Se) Sulfates (SO4) Chrome (Cr) Sodium (Na)

Calcium (Ca) Strontium (Sr)

Cobalt (Co) Titane (Ti)

Cuivre (Cu) Uranium (U)

Étain (Sn) Vanadium (V)

Fer (Fe) Zinc (Zn)

Dix dépassements de normes ont été relevés sur les 112 forages échantillonnés. Cinq de ces

dépassements concernait le Fluorure, quatre le Baryum et un l’Antimoine. Cinq dépassements

sont observés dans des puits de particulier, quatre dans des nouveaux forages du Projet

Bécancour et un dans un puits municipal. Les dépassements ont tous été communiqués aux

propriétaires des puits ainsi qu'à la Direction de la Santé Publique de la Mauricie et du Centre-

du-Québec, dans les délais prescrits. L'interprétation et la vérification des résultats est en cour.

Les 112 forages échantillonnés pour la qualité de l'eau ont également fait l'objet d'un

prélèvement pour la composition isotopique de l'eau ( 18O et 2H). Chaque échantillon a été

prélevé dans une bouteille de HDPE de 30 ml et a ensuite été stocké à la température de la

pièce. Les analyses ont été faites au laboratoire du GEOTOP à l’UQAM par la méthode

d’équilibration. Les résultats seront mis en lien avec la courbe des eaux météoriques qui est en

cours d'élaboration (voir section 3.5.3).

Les huit nouveaux forages font présentement l'objet d'un échantillonnage tous les trois mois

pour leur composition isotopique de l'eau ( 18O et 2H) et pour leur activité en 222Rn (quatre

échantillonnages entre l’automne 2010 et la fin de l’été 2011). À chaque échantillonnage, le

forage est purgé d'un volume équivalent à trois fois le volume total, de manière à s’assurer de la

représentativité de l’eau échantillonnée. Les échantillons prélevés pour l'activité en 222Rn sont

prélevés dans une bouteille de verre transparente de 250 ml. Ils sont ensuite acheminés au

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laboratoire de l'UQAM où ils sont rapidement analysés par scintillation liquide au laboratoire

d’Hydrogéologie.

Ce suivi temporel de la composition isotopique de l'eau souterraine vise à mieux comprendre le

cheminement de l’eau souterraine sur la zone d’étude tandis que l’analyse du 222Ra servira de

traceur pour mesurer l’apport de l’eau souterraine dans les cours d’eau. En raison de sa demi-

vie très brève, cet isotope est un traceur à court terme de l'eau souterraine et des échanges

souterrain-surface.

3.5.2 Échantillonnage de l’eau de surface

Un échantillonnage des eaux de surface a été initié au mois de février 2010 sur sept sites

répartis sur la rivière Bécancour (Figure 10).

Figure 10. Stations d'échantillonnage de l’eau de surface

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À chaque site d’échantillonnage, le pH, la conductivité électrique et la température de l'eau sont

mesurées in situ au moyen d'une sonde multiparamètres WTW. Les échantillons prélevés

permettent d’analyser la composition isotopique de l’eau ( 18O et 2H) et le 222Ra en laboratoire.

L'analyse de la composition isotopique de l'eau des échantillons sera réalisée au laboratoire du

GEOTOP (méthode d’équilibration) et au laboratoire d’Hydrogéologie (scintillation liquide) de

l’UQAM, selon les mêmes protocoles que ceux décrits pour les isotopes de l’eau et le 222Ra à la

section 3.5.1. À l'hiver 2010, une tarière à glace et un échantillonneur de style Van Dorn ont été

utilisés pour prélever l'eau de la rivière sous la glace. Lorsque la rivière sera libre de glace,

l’échantillonnage de l’eau de surface se fera tous les mois à partir de la rive ou d'un pont.

3.5.3 Suivi des précipitations

Un suivi mensuel des précipitations a instauré en octobre 2010. Le protocole d'échantillonnage

a été défini par l'équipe de l'UQAC dans le cadre du projet FQRNT-Actions concertées sur les

eaux souterraines coordonné par le professeur Vincent Cloutier. Des contrats ont été signés

avec deux particuliers faisant déjà des prélèvements pour le réseau de station météorologiques

du MDDEP. La station de Lemieux a été choisie pour représenter la zone aval de la zone

d'étude, plus basse topographiquement et située dans les Basses-Terres du Saint-Laurent,

tandis que la station de Saint-Ferdinand représente la zone amont dans les Appalaches

(Figure 11). L'échantillonnage se poursuivra jusqu'en septembre 2011, de manière à obtenir un

suivi isotopique mensuel des précipitations sur une année complète. L'analyse de la

composition isotopique de l'eau des échantillons ( 18O et 2H) sera réalisée au laboratoire du

GEOTOP à l’UQAM par la méthode d’équilibration, selon le même protocole que celui décrit

pour les isotopes de l’eau à la section 3.5.1. Les résultats serviront à tracer la droite

météoritique de la zone d’étude.

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Figure 11. Stations d'échantillonnage des précipitations

3.6 Milieux humides

Une problématique propre à la zone d'étude est l'importante superficie (305 km² selon Canards

Illimités Canada, 2006) couverte par les milieux humides. Le Projet met donc une emphase

particulière sur la compréhension du rôle hydrogéologique de ces milieux à l'échelle du bassin

versant. Au cours de l'été 2010, neuf tourbières (Blandford, Defoy, Francoeur, Lac Rose,

Lemieux, Mer Bleue, Plé de Plessis, St-Sylvère et Villeroy) ont été sélectionnées sur le bassin

versant (Figure 12). Ces tourbières représentent des superficies variables (de 0,6 à 12,9 km2) et

sont toutes peu ou pas perturbées. Une attention particulière a été portée à la localisation des

tourbières par rapport au Fleuve Saint-Laurent, de manière à avoir des sites d’étude disposés

sur un gradient topographique et où l'accumulation de la tourbe est susceptible d’avoir débuté à

des périodes différentes.

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Figure 12 : Localisation des profils réalisés dans les tourbières

Les travaux réalisés sur ces tourbières en 2010 avaient pour objectif de déterminer l'épaisseur

des dépôts tourbeux ainsi que la nature du substrat, et ceci le long de deux profils pour chaque

tourbière. Sur les neuf tourbières choisies, 221 sondages (espacés de 100 m) ont été réalisés à

l’aide d’une tarière à cuillère creuse. Ces sondages montrent que la plupart des tourbières

reposent sur un substrat sableux. Ceci soulève la question de l'épaisseur de ce dépôt sous-

jacent, question qui sera étudiée au moyen de la géophysique par géoradar et de sondages

supplémentaires au cours de l'été 2011. La seule tourbière présentant un portrait différent est

celle de Saint-Sylvère, mise en place sur un substrat argileux. Les dépôts organiques ont une

épaisseur moyenne variant de 0,9 m à 4,3 m (Tableau 5). Au cours de l'été 2011, des travaux

complémentaires seront réalisés afin de valider la délimitation spatiale des neuf tourbières.

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Tableau 5. Résultats des sondages réalisés dans les neuf tourbières étudiées

Tourbière Nombre de sondages

Profondeur moyenne (m)

Nombre d'échantillons

Substrat principal

Blandford 14 2,1 7 Sable grossier

Defoy 36 2,2 16 Sable grossier

Francoeur 22 1,5 11 Sable fin

Lac Rose 25 1,9 8 Sable grossier

Lemieux 21 1,8 9 Sable grossier

Mer Bleue 29 1,4 11 Sable grossier

Plé de Plessis 21 0,9 9 Sable grossier

Saint-Sylvère 13 4,3 13 Argile

Villeroy 40 2,5 7 Sable fin

Des prélèvements de tourbe basale ont été réalisés à l’automne 2010 dans les portions les plus

épaisses des tourbières de Villeroy, Lac Rose, Mer Bleue et Saint-Sylvère par le professeur

Martin Lavoie de l'Université Laval et du Centre d’Études Nordiques. Des analyses de 14C

permettront de déterminer l’âge de ces tourbières et donc la date du début de l'entourbement.

Cette information sera utile notamment pour la compréhension de la stratigraphie des dépôts

meubles sur la zone d'étude.

3.7 Débits de base

Au cours des étés 2009 et 2010, des mesures du débit en période d’étiage ont été réalisées sur

des cours d’eau qui ne sont pas instrumentés par le Centre d’Expertise Hydrique du Québec

(CEHQ). Les sept sites de mesures sont localisés le plus près possible des exutoires des

rivières Blanche, Noire, Bourbon, Gentilly, Aux Glaises et Aux Orignaux (Figure 13). Les débits

d'étiage ont été mesurés à la mi-août 2009 et au début du mois de septembre 2010. À chaque

station, le débit a été mesuré à l'aide d'un vélocimètre de marque Swoffer et de la méthode des

sections transversales. À chaque site, la conductivité électrique, le pH et la température de l'eau

ont été mesurés in situ au moyen d'une sonde multiparamètres WTW. Des échantillons d’eau

pour l’analyse de la composition isotopique de l’eau et pour l'activité en 222Rn ont également été

prélevés suivant les protocoles mentionnés à la section 3.5.1 pour les isotopes de l’eau et le

222Rn et seront analysés au laboratoire du GÉOTOP (méthode d’équilibration) et au laboratoire

d'Hydrogéologie de l'UQAM (scintillation liquide).

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Figure 13 : Localisation des sites de mesure du débit en période d’étiage.

3.8 Compilation et traitement des données temporelles

Les données temporelles météorologiques et hydrologiques obtenues au cours de la Phase I du

Projet n’ont pas encore été mises à jour. Les données météorologiques validées de l’année

2010, provenant de la Direction du Suivi de l’État de l’Environnement (DSEE) seront disponibles

à la fin du mois de mars 2011 et seront intégrées à celles déjà disponibles. Aucune nouvelle

station météorologique ou hydrologique n’a été ajoutée sur la zone d’étude au cours de l’années

2010. Les débits totaux de l’année 2010 seront fournis par le CEHQ au cours de l’été 2011 et

ajoutées aux données déjà acquises. De plus, le CEHQ rendra disponible, à partir du 30 juin

2011, les données de débit de base calculés selon le filtre Eckhart. Au cours du mois de juillet

2011, le CEHQ fournira les apports verticaux pour la zone d'étude. Ces données permettront

une meilleure estimation du volume d’eau total disponible pour le ruissellement et l’infiltration. Le

pas de temps de ces données sera de 24h et la résolution des mailles de 0,1° (environ 10 km).

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4. MISE À JOUR DE LA BASE DE DONNÉES

Les données recueillies dans le cadre du Projet sont stockées dans une base de données

géoréférencées centralisée à l’INRS-ETE. Dans le cadre du Projet Bécancour, toute

l’information recueillie jusqu’ici a été compilée dans un fichier de transfert qui servira de tremplin

vers la base de données centralisée, une fois celle-ci finalisée. Lorsque ce transfert sera réalisé,

un formulaire internet permettra la saisie directe des informations dans la base de données,

facilitant ainsi la saisie des données à distance lors des travaux de terrain.

Jusqu’à présent, 80 rapports de consultants et de différents ministères ont été compilés. Toutes

les municipalités qui possèdent de l’information hydrogéologique sur la zone d’étude ont signé

les ententes d’accès à l’information et fourni les rapports dont elles disposaient. Au total, 12 347

points représentant de l’information géologique, hydrogéologique ou géochimique ont été

intégrés dans le fichier de transfert. La validation de la qualité des données de forages de même

que l’identification des doublons a été entamée, mais n’est pas encore terminée.

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5. RENCONTRES AVEC LES PARTENAIRES ET DIFFUSION DES

RÉSULTATS

Une rencontre du comité de suivi s’est déroulée le 19 février 2010 et une autre s'est tenue le 11

novembre 2010. Les deux rencontres ont eu lieu dans les locaux de la MRC de l’Érable à

Plessisville. En plus de l’équipe de l’UQAM, les personnes présentes aux deux rencontres

représentaient tous les partenaires du Projet : MRC de l’Érable (Rick Lavergne et Carl Plante),

MRC de Arthabaska (Frédérik Michaud et Denis Ouellette), MRC Nicolet-Yamaska (Donald

Martel et Jean-François Albert) MRC de Bécancour (Laval Dubois et Michel Côté), CRÉCQ

(Claude-Henri Léveillé et Carl Lacharité), cégep de Thetford (Éric Dubois), AGTCQ (Olga

Dupont), GROBEC (Simon Lemieux et Lisanne Chauvette).

Même si elle fait techniquement partie de la Phase I du Projet, la rencontre de février 2010 avait

pour objectif de présenter la synthèse des informations existantes et la page web du Projet

(www.grobec.org/hydrogeo/), de même que les travaux prévus pour la Phase II. La rencontre

visait également à échanger avec les partenaires sur la meilleure stratégie pour accéder aux

terrains des particuliers pour l’échantillonnage d’eau et de matériaux géologiques, de même que

pour la réalisation de forages au roc et dans les dépôts meubles. Suivant la suggestion du

comité de suivi, une annonce a circulé le 12 mai 2010 dans les journaux locaux l’Avenir de

l’Érable, La Nouvelle et Courrier Sud afin de présenter le Projet et annoncer la visite possible

d’hydrogéologues de l’UQAM au cours de l'été 2010 (voir l’annonce à l’Annexe 5). La rencontre

de novembre 2010 avait pour objectif de faire le bilan de la campagne de terrain de 2010 et de

discuter avec les partenaires des nouvelles connaissances en voie d'être acquises par ces

travaux.

Les résultats préliminaires des travaux de connaissances acquises jusqu’ici sur la zone d’étude

ont été présentés (affiches et présentations orales) à l’occasion du premier colloque sur Les

eaux souterraines du Québec qui s’est tenu à Chicoutimi dans les locaux de l’UQAC les 14 et 15

octobre 2010. Des résultats plus approfondis et certaines interprétations seront présentés au

colloque annuel de la section canadienne de l’Association internationale des hydrogéologues

qui se tiendra à Québec en août 2011. L'équipe de l'UQAM a également participé à un reportage

portant principalement sur le projet PACES-Bécancour. Ce reportage, intitulé Dresser

l'inventaire des eaux souterraines québécoises, a été diffusé à l'émission Le code Chastenay de

Télé-Québec, le 15 mars 2011 (http://lecodechastenay.telequebec.tv/emissions.aspx).

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6. TRAVAUX PRÉVUS POUR LA PHASE III

6.1 Livrables et échéancier

La Phase III du Projet se déroulera d’avril 2011 à mars 2013. Elle a pour objectif de finaliser la

collecte de données, d’intégrer et d’analyser les données compilées à la Phase I et celles

recueillies à la Phase II. Le Tableau 6 résume les activités et les livrables prévus au Projet. Les

activités prévues seront menées tel que décrit dans la proposition initiale. Dans les prochains

mois, le « Comité des livrables » GRIES-MDDEP s'est donné pour mandat de statuer sur la

nature, le contenu et le format des livrables.

Tableau 6. Description des livrables de la Phase III

Activité Livrable

3.1 Description régionale Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation

3.2 Contexte géologique Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation

3.3 Contexte hydrogéologique Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation; modèle conceptuel, propriétés hydrauliques, conditions d'écoulement

3.4 Modélisation hydrologique Modèle HYDROTEL calé sur les nouvelles données obtenues dans le projet (dépôts de surface).

3.5 Modélisation hydrogéologique Modèle simulant les écoulements souterrains sur la zone d'étude; balises pour les principales étapes de la modélisation

3.6 Bilan hydrologique Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation

3.7 Qualité de l'eau Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation

3.8 Vulnérabilité Cartes thématiques (carte de vulnérabilité DRASTIC), documents technique et document de vulgarisation

3.9 Pérennité de la ressource Cartes thématiques, documents technique et document de vulgarisation

3.10 Recommandations Documents technique et document de vulgarisation

3.11 Rapport final Base de données à jour, documents thématiques et couches numériques,

La date de remise du rapport final ayant été reportée au 31 mars 2013, l’échéancier initialement

proposé pour la Phase III du Projet a été modifié. Une nouvelle version du calendrier de

réalisation du projet est présentée au Tableau 7. Les activités 3.1, 3.3, 3.6 et 3.7 nécessitent

encore des travaux de terrain qui seront complétés à la fin de l’année 2011. L’activité 3.2 sera

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complétée à l’automne 2011 après la finalisation du modèle tridimensionnel de

l’hydrostratigraphie. Ce modèle sera très important pour décrire le contexte hydrogéologique

(activité 3.3) et le pour établir le bilan hydrique de l'aquifère (activité 3.6). Les travaux de

modélisation devraient s’échelonner sur une période d’un an suite à l’acquisition des dernières

données de terrain à l’été 2011 (activité 3.4, activité 3.5). L’activité 3.9, visant à établir la

pérennité de la ressource, est liée intimement au développement du modèle hydrogéologique et

elle se déroulera donc sur la même période. La synthèse de ces activités permettra la rédaction

des recommandations (activité 3.10) et du rapport final (activité 3.11) pour le printemps 2013.

Tableau 7. Calendrier de réalisation du Projet PACES-Bécancour

Année 2011-2012 2012-2013

Mois A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M

Phase III

Activité 3.1-Description de la région

Activité 3.2-Contexte géologique

Activité 3.3-Contexte hydrogéologique

Activité 3.4-Modélisation hydrologique

Activité 3.5-Modélisation hydrogéologique

Activité 3.6-Bilan hydrologique

Activité 3.7-Qualité de l'eau

Activité 3.8-Vulnérabilité et activités anthropiques

Activité 3.9-Pérennité de la ressource

Activité 3.10-Recommandations

Activité 3.11-Rapport final

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6.2 Travaux de terrain de l’été 2011

Les travaux complémentaires réalisés au cours de l’été 2011 seront menés par l’équipe de

réalisation de l’UQAM, i.e. principalement les chargés de projet Sylvain Gagné et Lysandre

Tremblay, qui seront assistés par deux étudiants à la maîtrise (Guillaume Meyzonnat et Karine

Avard) et trois stagiaires de premier cycle (Olivier Ferland et Frédérike Lemay-Borduas du B.Sc.

en sciences de la Terre et de l’atmosphère de l’UQAM et Karine Lefebvre stagiaire française de

l'Université Paris IX). Les activités prévues sont décrites aux paragraphes suivants.

Forages au roc

Pour compléter le réseau de puits d’observation du Projet, deux autres forages au roc seront

réalisés sur la zone d’étude. Le forage F2 sera localisé sur le même profil que les forages F1,

F4, F5 et F7 (cf. Figure 3) entre les forages F1 et F4. Le forage F10 pourrait être réalisé

dans le secteur aval de la zone d’étude là où peu d’information géochimique et

hydrogéologique est disponible. L'emplacement de ce forage n'est pas encore choisi.

Les dix nouveaux forages au roc et les six piézomètres dans les dépôts meubles seront

localisés et nivelés précisément au moyen d’un GPS différentiel.

Propriétés hydrauliques et géophysique

Des essais de pompage et des essais à charge variable supplémentaires seront réalisés

dans les forages au roc et dans les piézomètres situés dans les dépôts meubles. Les essais

de pompage seront faits à l’aide d’une pompe de plus faible débit afin de pouvoir pomper

pendant une plus longue période et ainsi améliorer la précision des résultats.

Afin d’approfondir les propriétés hydrogéologiques du roc à l’endroit des dix nouveaux

forages, des travaux de géophysique de forages seront entrepris au printemps 2011. Ces

mesures seront réalisées par Roger Morin du United States Geological Survey. Les

instruments utilisés seront une sonde sismique (propriétés mécaniques du roc), un

débitmètre électromagnétique (transmissivité des fractures), une sonde acoustique

(orientation et pendage des fractures), une sonde à induction (résistivité du roc et des fluides)

et un compas (localisation et épaisseur des fracture du roc).

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Des mesures supplémentaires de conductivité hydraulique seront réalisées au perméamètre

de Guelph sur d’autres types de matériaux meubles et à une profondeur supérieure à 30 cm.

Les mesures de l’été 2010 ont surtout été faites sur des sols agricoles donc fortement

remaniés. Les nouvelles mesures viseront cette fois des sites non-perturbés. L’ensemble des

données permettra de préciser le modèle hydrostratigraphique tridimensionnel de la zone

d’étude.

Une analyse granulométrique sera réalisée sur tous les échantillons de matériaux meubles

prélevés au cours de la Phase II. Les données récoltées seront utilisées pour estimer la

conductivité hydraulique des différentes formations perméables présentes sur la zone d’étude

au moyen d’approches empiriques (e.g. Hazen).

Géochimie de l’eau

L’échantillonnage géochimique de l’eau souterraine sera terminé au cours de l’été 2011. Les

piézomètres P1, P2, P5 et P6, ainsi que les forages F2 et F10 seront échantillonnés selon le

protocole de Blanchette et Cloutier (2011). Les échantillons seront analysés pour les mêmes

ions qu’en 2010 au laboratoire MAXXAM.

Les résultats des analyses de l’été 2010 ont montré qu’une dizaines de forage ont des

concentrations en nitrate supérieures à 2 mg N-NO3/L. Ces puits seront ré-échantillonnés afin

d'analyser la composition en isotopes stables de l’azote. Les résultats permettront de mieux

comprendre l’origine de l’azote retrouvé dans l’eau.

Le suivi mensuel des isotopes stables des précipitations sera poursuivi au cours de la

Phase III du Projet. En février 2011, sept stations sur la rivière Bécancour et quatre nouveaux

forages ont été échantillonnés pour l’analyse des isotopes stable ²H et 18O. Les stations en

rivière seront échantillonnées tous les mois jusqu’en janvier 2012. Les forages et certains

piézomètres dans les dépôts meubles seront échantillonnés tous les trois mois.

Tourbières

Les travaux dans les milieux humides se poursuivront au cours de l’été 2011. Des forages

stratigraphiques manuels seront réalisés dans les neuf tourbières étudiées afin de déterminer

l’épaisseur des dépôts perméable sous les dépôts organiques.

Des sondages complémentaires seront faits pour valider la délimitation spatiale obtenue des

photos aériennes pour les tourbières étudiées.

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Des levés géophysique de géoradar seront réalisés sur certains profils des neuf tourbières

décrites à la section 3.6 afin d'obtenir une image continue de la stratigraphie des dépôts

meubles sous les tourbières.

Débits de base

La campagne de mesure des débits des cours d’eau en étiage sera répétée à nouveau

pendant l’étiage de l’été 2011, probablement au cours du mois d’août. Comme en 2009 et

2010, ces mesures seront réalisées à l’aide d’un vélocimètre de marque Swoffer et de la

méthode des sections transversales aux sept sites de mesure (exutoires des rivières

Blanche, Noire, Bourbon, Gentilly, Aux Orignaux et Aux Glaises).

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7. CONCLUSION

La Phase II du Projet de connaissance des eaux souterraines du bassin versant de la rivière

Bécancour et de la MRC de Bécancour financé dans le cadre du PACES a permis de réaliser un

ensemble de travaux de terrain visant à compléter les données disponibles sur la zone d’étude

et mener à la caractérisation complète des eaux souterraines qui s’y trouvent. Ces travaux ont

permis de faire de nouveaux forages au roc et dans les dépôts meubles, de mener des levés

géologiques et géophysiques, de réaliser des tests pour déterminer les propriétés hydrauliques

des formations géologiques, de faire un levé des niveaux piézométriques, d’instrumenter des

forages pour le suivi à long terme des niveaux, d’échantillonner l'eau souterraine pour en

analyser la composition géochimique et isotopique, d'initier un suivi de la composition isotopique

des précipitations, de caractériser neuf tourbières peu ou pas perturbées et de mesurer

manuellement les débits d’étiage dans les affluents de la rivière Bécancour. De plus, la base de

données Bécancour a été continuellement mise à jour avec les nouvelles données recueillies

sur le terrain. Des rencontres avec les partenaires ont été tenues et les résultats ont été

présentés à l’occasion du premier colloque sur les Eaux souterraines du Québec à Chicoutimi

en octobre 2010.

Le portrait des eaux souterraines sur la zone d’étude progresse rapidement. Les années 2011 et

2012 vont permettre de finaliser les travaux de terrain, de réaliser l’analyse des résultats et de

procéder à l’intégration dans des modèles régionaux. La Phase III du Projet permettra de

réaliser ces activités et de terminer la caractérisation des eaux souterraines sur le bassin de la

rivière Bécancour.

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8. RÉFÉRENCES

Canards Illimités Canada, 2006. Milieux humides recensés par CIC. Dans le cadre des plans

régionaux de conservation des milieux humides.

Lamothe, M., Godbout, P.M., Caron, O., 2011. Synthèse stratigraphique, cartographie des

dépôts quaternaires et modèle hydrostratigraphique régional, secteur de Bécancour, Québec.

39 p., 1 carte.

GRIES, 2011. Protocole de prélèvement d’échantillons d’eau souterraine pour la PACES. Juin

2010, 9 pages.

Larocque, M., Gagné, S. et Tremblay, L. 2010. Rapport d’étape Phase I. Projet de

connaissances des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Bécancour et de la

MRC de Bécancour. Rapport de présenté au MDDEP.

.

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9. ANNEXE 1: LOGS DES FORAGES AU ROC

Dans cette annexe, les détails stratigraphiques, ainsi que les détails de construction des forages

sont représentés sous forme graphique. Les altitudes fournies proviennent de modèle

numérique d’altitude fournit par la DPEP.

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Figure 14. Schéma du forage F1

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Figure 15. Schéma du forage F3

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Figure 16. Schéma du forage F4

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Figure 17. Schéma du forage F5

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Figure 18. Schéma du forage F6

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Figure 19. Schéma du forage F7

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Figure 20. Schéma du forage F8

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Figure 21. Schéma du forage F9

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10. ANNEXE 2: LOGS DES PIÉZOMÈTRES DANS LES DÉPÔTS

MEUBLES

Dans cette annexe les détails stratigraphiques, ainsi que les détails de construction des

piézomètres sont représentés sous forme graphique. Les altitudes fournies proviennent de

modèle numérique d’altitude fournit par la Direction du Patrimoine Écologique et des Parcs du

MDDEP.

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Figure 22. Schéma du piézomètre P1

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Figure 23. Schéma du piézomètre P2

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Figure 24. Schéma du piézomètre P3

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Figure 25. Schéma du piézomètre P4

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Figure 26. Schéma du piézomètre P5

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Figure 27. Schéma du piézomètre P6

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11. ANNEXE 3: LOGS DES SONDAGES CPT DANS LES DÉPÔTS

MEUBLES

Dans cette annexe les données obtenues lors des sondages par pénétration au cône (CPT)

sont présentées sous forme graphique.

Figure 28. Schéma du sondage S1

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Figure 29. Schéma du sondage S2

Figure 30. Schéma du sondage S5

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Figure 31. Schéma du sondage S6

Figure 32. Schéma du sondage S7

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Figure 33. Schéma du sondage S9

Figure 34. Schéma du sondage S10

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Figure 35. Schéma du sondage S11

Figure 36. Schéma du sondage S13

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12. ANNEXE 4: INFORMATIONS SUR LES PUITS ÉCHANTILLONNÉS

Tableau 8. Informations sur les puits échantillonnés pour l’analyse de l’eau souterraine

Échantillon Aquifère Prof. (m) Type Échantillon Aquifère Prof. (m) Type

BEC001 fracturé 51,8 privé BEC112 fracturé 38,1 municipal BEC002 fracturé 17,1 privé BEC113 granulaire 9,1 municipal BEC003 fracturé 22,9 privé BEC114 granulaire 13,7 municipal BEC005 fracturé 18,3 privé BEC115 fracturé 68,6 municipal BEC007 fracturé 44,0 privé BEC116 fracturé 45,7 municipal BEC008 fracturé 17,0 privé BEC117 granulaire 15,2 municipal BEC009 fracturé 50,3 privé BEC118 granulaire 6,1 privé BEC010 fracturé 37,0 privé BEC119 fracturé 45,7 privé BEC011 fracturé 22,0 privé BEC120 fracturé 68,6 privé BEC012 fracturé 32,6 privé BEC121 fracturé 99,1 privé BEC013 granulaire 5,9 privé BEC122 fracturé 38,1 privé BEC014 fracturé 41,1 privé BEC123 fracturé 54,9 privé BEC015 fracturé 33,5 privé BEC124 granulaire 2,2 privé BEC016 fracturé 26,0 privé BEC125 granulaire 3,0 privé BEC017 granulaire 4,8 privé BEC126 fracturé 49,1 privé BEC019 granulaire 5,3 privé BEC127 fracturé 25,9 privé BEC020 granulaire 4,9 privé BEC128 granulaire 4,3 privé BEC021 fracturé 25,9 privé BEC129 fracturé 61,0 privé BEC022 fracturé 45,7 privé BEC130 fracturé 91,4 privé BEC024 fracturé 27,4 privé BEC131 fracturé 22,9 privé BEC025 granulaire 18,2 privé BEC132 fracturé 38,1 privé BEC026 fracturé 10,7 privé BEC133 granulaire 1,3 privé BEC027 fracturé 21,0 privé BEC134 fracturé 38,1 privé BEC028 fracturé 30,5 privé BEC135 fracturé 44,2 privé BEC029 fracturé 27,4 privé BEC136 granulaire 6,1 privé BEC030 fracturé 27,7 privé BEC137 fracturé 23,7 privé BEC031 fracturé 18,3 privé BEC138 fracturé 32,0 privé BEC032 fracturé 21,0 privé BEC139 fracturé 48,8 privé BEC033 fracturé 49,4 privé BEC140 fracturé 33,5 privé BEC034 fracturé 24,4 privé BEC141 granulaire 1,0 privé BEC035 fracturé 38,1 privé BEC142 fracturé 68,6 privé BEC036 fracturé 58,5 privé BEC143 fracturé 51,2 privé BEC040 fracturé 14,5 privé BEC144 fracturé 8,2 privé BEC041 fracturé 61,0 privé BEC145 fracturé 13,7 privé BEC042 fracturé 80,8 privé BEC146 fracturé 30,5 privé BEC043 fracturé 44,2 privé BEC147 fracturé -------- privé BEC044 fracturé 84,2 privé BEC148 fracturé 64,6 privé BEC045 fracturé 70,1 privé BEC149 fracturé 54,9 privé BEC046 fracturé 68,6 privé BEC150 granulaire 4,1 privé BEC050 fracturé 38,1 privé BEC160 fracturé 144,8 privé BEC052 fracturé 88,4 privé BEC161 fracturé 8,5 privé BEC053 fracturé 39,0 privé BEC162 granulaire 3,3 privé BEC055 fracturé 18,3 privé BEC163 granulaire 6,1 privé BEC056 fracturé 100,6 privé BEC164 fracturé 17,3 privé BEC057 fracturé 20,7 privé BEC165 fracturé 106,7 privé BEC100 fracturé 51,8 privé BEC166 fracturé 73,2 privé BEC101 fracturé 47,2 privé F1 fracturé 30,0 PACES BEC102 fracturé 21,6 municipal F3 fracturé 78,3 PACES BEC103 fracturé 43,6 municipal F4 fracturé 36,6 PACES BEC104 fracturé 28,0 municipal F5 fracturé 47,2 PACES BEC105 granulaire 7,0 municipal F6 fracturé 42,7 PACES BEC106 granulaire 0,0 municipal F8 fracturé 43,5 PACES BEC107 fracturé 36,6 privé F9 fracturé 35,7 PACES BEC108 granulaire 21,5 municipal P4 granulaire 5,8 PACES BEC109 granulaire 10,0 privé P3 granulaire 8,0 PACES BEC110 fracturé 37,8 privé BEC111 granulaire 16,8 municipal

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13. ANNEXE 5: ANNONCE PARUE DANS LES JOURNAUX LOCAUX

Figure 37. Annonce parue dans les journaux locaux.

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14. ANNEXE 6 : PHOTOGRAPHIES

Dans cette annexe, les photographies citées dans le texte en lien avec les travaux de terrain

réalisés au cours de la Phase II du Projet sont illustrées.

Figure 38. Mise en place du forage F8 à Manseau

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Figure 2. Mise en place du piézomètre P6 à Villeroy

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Figure 40. Coupe géologique sur la rivière Bécancour à Saint-Célestin

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Figure 41. Levés géophysiques par résistivité électrique à Saint-Sylvère

Figure 42. Essai de pompage au forage F7 à Leclercville

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Figure 43. Essai à charge variable au forage F1 à Saint-Pierre-Baptiste

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Figure 44. Essai au perméamètre de Guelph

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Figure 45. Levé piézométrique au puits PRI06 à Sainte-Eulalie

Figure 46. Échantillonnage de l'eau souterraine

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Figure 47. Mise en place d'un collecteur de précipitations mensuelle à Irlande

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Figure 48. Mesure de l'épaisseur des dépôts tourbeux à Villeroy

Figure 49. Mesure du débit de base sur la rivière Aux orignaux à Saint-Pierre-les-

Becquets