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7 juin 2006.

Une journée de terrain aux côtés de futurs hydrogéologues

Buix, Canton du Jura. C’est quasiment devenu une habitude : chaque (...)

Buix, Canton du Jura. C’est quasiment devenu une habitude : chaque printemps, depuis une dizaine d’années, cette petite commune ajoulote plantée sur les rives de l’Allaine, à trois kilomètres de la frontière française, accueille durant deux semaines les étudiants du CHYN, le Centre d’Hydrogéologie de l’Université de Neuchâtel. Cette année, ils étaient une bonne vingtaine, venus de plusieurs pays et répartis dans quatre groupes de travail, à arpenter les lieux et à se lancer dans toutes sortes de mesures. Histoire de vérifier sur le terrain quelques-unes des notions et méthodes étudiées durant l’année. Reportage.

Pourquoi Buix ? Parce que c’est sans doute l’un des aquifères les mieux connus de Suisse et qu’il permet d’étudier deux types différents de ressources en eau (karstique et poreuse), raconte Nicolas Coppo, l’un des assistants du CHYN qui encadrent les futurs hydrogéologues. Et pour cause : la nappe phréatique de la plaine de l’Allaine est à fleur de pré, à peine plus d’un mètre sous terre, dans les alluvions de la rivière.

Toute une série de piézomètres – petits tubes enfoncés dans le sol jusqu’à la nappe phréatique pour en mesurer le niveau – y sont installés en permanence. Les collines environnantes, faites de calcaires karstifiés, permettent également d’appréhender sans grandes difficultés le fonctionnement du système hydrologique local.

De plus, les autorités comme les agriculteurs du lieu se montrent on ne peut plus compréhensifs à l’égard des étudiants, leur laissent littéralement le champ libre et vont même jusqu’à mettre l’une des pompes communales à leur disposition. Pour tout dire : un environnement idéal dans lequel les étudiants peuvent, tour à tour, faire le bilan de leurs connaissances en matière de pompage, de jaugeage, d’analyses bactériologiques et de mesures géophysiques.

Pompage

Notre journée commence du côté de la station communale où durant quelques heures une pompe va sans discontinuer puiser de l’eau dans la nappe phréatique et la rejeter une centaine de mètres plus loin dans la rivière. Le but de l’opération est de voir comment l’aquifère réagit au pompage et d’en déduire ensuite ses propriétés physiques afin d’optimiser son exploitation en vue d’une exploitation durable de la ressource. On pompe la journée, on laisse la nappe se recharger la nuit, ses différents niveaux sont enregistrés à l’aide de sondes automatiques. La difficulté ici n’est donc pas de faire les mesures, mais de les interpréter.

Jaugeage

Il existe plusieurs méthodes pour mesurer le débit d’un cours d’eau. À Buix, le groupe chargé ce jour-là de mesurer le débit de l’Allaine va en utiliser deux. La première – appelée jaugeage au moulinet – fait appel à un appareil (« saumon ») muni d’une hélice que l’on place successivement et régulièrement sur toute la largeur du cours d’eau et à différentes hauteurs pour pouvoir relever, grâce à un compte-tour, les différentes vitesses de l’eau (qui varient beaucoup entre les bords et le centre de la rivière).

Une autre méthode – dite jaugeage par dilution - consiste à verser dans le cours d’eau (d’un seul coup ou de façon continue) un traceur liquide concentré (sel, colorant, ou autre) et de faire ensuite divers prélèvements en aval pour mesurer le taux de concentration restant, étant entendu que plus le débit de la rivière sera élevé, plus le traceur sera dilué. L’appareil utilisé ici pour le prélèvement est un fluorimètre (rebaptisé par les étudiants « schneggomètre », du nom de Pierre-André Schnegg, maître-assistant à l’Université de Neuchâtel, inventeur d’appareils destinés aux traçages dans différents milieux).

Analyses hydrochimiques

Ici, le travail est certes moins spectaculaire, mais absolument vital puisqu’il s’agit ni plus ni point de recueillir de multiples informations sur la qualité de l’eau : sa température, sa turbidité (claire ou trouble), son ph (acide ou alcaline), sa conductivité, ses teneurs en oxygène, carbonate, fer, etc. Vincent Badoux, autre assistant du CHYN présent sur le terrain, explique que dans ce domaine la démarche des hydrogéologues est fort différente de celle des chercheurs du secteur privé. Ceux-ci, face à un problème, se demandent d’où viennent les contaminations constatées.

Les hydrogéologues, eux, dans le cadre de l’étude d’une ressource potentiellement exploitable et pour mieux comprendre le fonctionnement d’un système hydrogéologique, vont entreprendre toutes les analyses possibles sans savoir à l’avance ce qu’ils vont trouver. À Buix, l’équipe chargée des analyses hydrochimiques va passer un minimum de temps sur le terrain. Une fois les échantillons d’eau récoltés dans les sources ou les piézomètres, l’essentiel du travail se fera en salle de laboratoire… dans une auberge du village de Beurnevésin provisoirement transformée en quartier général.

Mesures géophysiques

Le dernier groupe de travail s’est attelé quant à lui à des mesures qui surprennent le profane. Avez-vous jamais entendu parler des frères Schlumberger ? Ces deux ingénieurs alsaciens ont mis au point, dans la première moitié du 20e siècle, une méthode de sondage électrique qui permet de mesurer la résistivité électrique des roches. Ce qui, dans certains cas, permet d’obtenir une information sur la distribution des roches potentiellement perméables et donc sur la localisation d’éventuelles ressources en eau d’un sous-sol.

Il faut savoir en effet que plus une roche contient d’eau - et encore plus spécialement de l’eau riche en sels minéraux (eau de mer à l’extrême), ainsi que des minéraux argileux -, plus cette roche est conductrice d’électricité. Autrement dit, les roches les plus conductrices sont les marnes et argiles imbibés d’eau salée, ainsi que les roches calcaires les plus résistantes ou des granites par exemple. Envoyer un courant électrique dans un terrain et mesurer comment ce courant se propage conduit donc à se faire une idée assez précise du type de terrain présent et d’en déduire sa perméabilité.

Une autre technique appliquée ce jour-là à Buix consiste dans un sondage radiomagnétotellurique (RMT). Cet appareillage (antenne, récepteur, électrodes, etc.) utilise les ondes basses fréquences provenant d’émetteurs radios situés à très grandes distance du terrain de recherche. Il permet non seulement de mesurer les résistivités mais aussi, en très peu de temps, de dresser une véritable cartographie des différentes couches géologiques du sous-sol.

Buix, mercredi 7 juin 2006


Liens utiles

Le Centre d’Hydrogéologie de l’Université de Neuchâtel

Pour en apprendre plus : consulter, en ligne, les cours d’Hydrologie générale :

Pour en savoir plus sur les traçages et les fluorimètres




Mot d’eau

  • Entre la ressource et la source, comment dire l’eau avec justesse ?

    " Entre l’expérimentation du chimiste qui dit clairement la composition de l’eau mais en oublie l’usage, et l’expérience des usagers qui en vivent les troubles, les dangers et les surprises, y a-t-il une place pour une épreuve de soi et du monde qui dise l’eau au lieu de ne faire qu’en parler ? " (Jean-Philippe Pierron, "La Poétique de l’eau")

Glossaire

  • Pompage-turbinage

    C’est un type de centrale hydroélectrique qui permet de stocker de l’énergie électrique potentielle par le biais de deux bassins d’accumulation situés à des altitudes différentes. L’eau du réservoir supérieur, qui sert à produire de l’électricité par turbinage, se déverse dans le réservoir inférieur. Et lorsque la demande d’énergie électrique est faible, cette eau est pompée vers le bassin du haut pour y être stockée et plus tard turbinée à nouveau. Il est ainsi possible d’établir un équilibre entre l’offre et la demande sur le marché de l’électricité.


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