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ANNEXE : Les sulfates ! Dans cette partie, nous vous présentons le détail de la discussion sur le problème des sulfates.Dans la réponse de la part du géologue de Lhoist, les numéros ajoutés renvoient aux commentaires en in de document, pour éclaircir ou critiquer un point particulier. La question de départ étant : «est présenté dans le projet une phase de tests de pompage sur de Il nouveaux puits, réversible à 100%. Le milieu étant de nature karstique, et l'étude de faisabilité ayant montré que ces forages sont en théorie possibles, mais que plusieurs paramètres restent diiciles à déterminer (notamment le tamponnage des eaux iniltrées et la distribution des minéraux sulfurés), quels arguments permettent de justiier une réversibilité totale ? » La réponse est la suivante : « Le phénomène de production des sulfates (simpliié) est le suivant : 1. Lessulfures présents sous la nappe sont insolubles 2. Lanappe descend et l’oxygène permet l’oxydation des sulfures en sulfates (solubles dans l’eau) 3. Lanappe remonte et met les sulfates produits en solution dans l’eau de la nappe. Une fois que la nappe est remontée, l’oxydation des sulfures exposés s’arrête et le lessivage des sulfates produits s’atténue progressivement. Cette situation prévaut déjà aujourd’hui avec les luctuations naturelles de la nappe (près de 20 m). La concentration en soufre totale dans la roche n'est pas plus élevée sous la nappe qu'au-dessus.

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Ajouté le 18 août 2016
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Langue Français
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ANNEXE: Les sulfates !
Dans cette partie, nous vous présentons le détail de la discussion sur le problème des sulfates. Dans la réponse de la part du géologue de Lhoist, les numéros ajoutés renvoient aux commentaires en In de document, pour éclaircir ou critiquer un point particulier.
La question de départ étant : «est présenté dans le projet une phase de tests de pompage sur de Il nouveaux puits, réversible à 100%. Le milieu étant de nature karstique, et l'étude de faisabilité ayant montré que ces forages sont en théorie possibles, mais que plusieurs paramètres restent diîciles à déterminer (notamment le tamponnage des eaux inïltrées et la distribution des minéraux sulfurés), quels arguments permettent de justiïer une réversibilité totale ? »
La réponse est la suivante :
« Le phénomène de production des sulfates (simpliIé) est le suivant :
1. Les sulfures présents sous la nappe sont insolubles
2. La nappe descend et l’oxygène permet l’oxydation des sulfures en sulfates (solubles dans l’eau)
3. La nappe remonte et met les sulfates produits en solution dans l’eau de la nappe.
Une fois que la nappe est remontée, l’oxydation des sulfures exposés s’arrête et le lessivage des sulfates produits s’atténue progressivement. Cette situation prévaut déjà aujourd’hui avec les uctuations naturelles de la nappe (près de 20 m). La concentration en soufre totale dans la roche n'est pas plus élevée sous la nappe qu'au-dessus. Notamment, la teneur moyenne dans les calcschistes (niveau de roche noire contenant les sulfures) est de 0,7 % au-dessus de la nappe aquifère (données sur échantillons de production) et de 0,6 % sur les échantillons prélevés dans un carottage réalisé sous la nappe aquifère. Les calcaires pures destinés à la production de chaux contiennent eux aussi, mais en concentration très faibles (~0.020%) des sulfures. La teneur en soufre dans la chaux doit être très faible et fait l’objet de la spéciIcation la plus sévère de la part de nos clients sidérurgiques. Lorsque les investigations géologiques visant à identiIer des réserves complémentaires de calcaire ont été réalisées, nous craignions aussi une
augmentation de la teneur en soufre dans les calcaires sous nappe. Ce n'est pas le cas non plus. C’est donc une toute petite partie du soufre total (non mesurable puisque les concentrations sont identiques) qui contamine l'eau de Tridaine. (1) Pourtant, les eaux de Tridaine contiennent bien des sulfates et leur concentration augmente sensiblement quand le niveau de la nappe remonte(2). Le graphique ci-dessous reprend les valeurs de débit enregistrées à Tridaine et les teneurs en sulfates sur échantillons entre le 10 décembre 2013 et la In avril 2014 (lire "Sulfates (mg/l)" à la place de "conductivité")
(3)
L’absence de variation de la teneur en soufre dans la roche au-dessus et en-dessous de la nappe et la présence pourtant bien réelle de sulfates dans l’eau de Tridaine peut s’expliquer de la manière suivante : la roche calcaire (soluble dans l’eau) s'altère continuellement de manière "pelliculaire" lorsque la nappe aquifère la baigne et donc la porosité augmente un peu tous les jours de manière inInitésimale mais en rendant accessible de nouveaux sulfures pour l'oxydation, que la roche soit nouvellement mise en contact avec l’air ou qu’elle le soit depuis des dizaines d’années dans la zone actuelle de uctuation de la nappe.
Comme il s’agit d’une pellicule de roche altérée qui libère les sulfates, la teneur en soufre de la masse de roche ne change pas.(4) Par ailleurs, le graphique ci-dessus montre que les teneurs en sulfate dans l’eau baisse à nouveau dès que le niveau de la nappe arrête de remonter. (5) Dans le cadre de l’essai de pompage, nous n’allons abaisser le niveau de la nappe que de 4 à 5 m (contre 20 m de uctuation saisonnière naturelle mesurée dans le cadre de l’étude).(6) De plus, le dispositif de pompage est conçu pour capter séparément les eaux souterraines au contact des calcschistes contenant les sulfures. Ces eaux ne seront mélangées avec les eaux de distribution que si les teneurs en sulfates sont jugées insuîsantes dans l’eau de brassage de l’abbaye.(7) »
D’accord, c’est un peu velu. Mais dépouillons un peu tout ça :
(1)Cette partie présente clairement le processus de formation des sulfates dans l’eau. ïl est également précisé que les proportions de sulfures (dérivés du soufre) sont équivalentes au-dessus et en dessous de la nappe. Tout baigne…
(2)Ah non, Inalement ça ne baigne pas. D’après le processus décrit, l’eau se charge de sulfates quand le niveau remonte. Donc, normalement, la roche devrait être appauvrie en soufre, ce qui n’est pas le cas. Problème : d’où peuvent venir les sulfates de l’eau si la roche ne les perd pas ?
(3): tout d’abord le débit,Le graphique présente deux mesures directement lié au niveau de la nappe. Ensuite, la conductivité, c’est-à-dire la capacité de l’eau à conduire le courant électrique, qui dépend de sa teneur en certaines espèces chimiques, dont les sulfates. Mesurer la conductivité de l’eau revient donc à mesurer, indirectement, sa teneur en sulfates.
(4)Voilà l’explication ! Ou plutôt, l’hypothèse : l’eau ne récupère pas tous les sulfates dans la roche, mais seulement une Ine couche à sa surface. Ainsi, elle se charge en sulfates, sans que la roche le sente.
(5)d’après le graphique, à partir du 2 janvier 2014, leEFectivement : débit baisse, et avec lui, la teneur en sulfates de l’eau, ce qui conIrmerait notre hypothèse. Seul problème, ce raisonnement ne tient absolument pas compte des mesures avant le 2 janvier. Or, si on regarde d’un peu plus près, la quantité de sulfates varie de façon non négligeable alors que le débit ne varie pas avant le 23 décembre. De même, le débit est doublé entre le 23 décembre et le 2 janvier, et les sulfates ne sont pas beaucoup
plus abondants pour autant. Donc, si on exclut un miracle de Noël, soit l’explication proposée est incomplète, soit elle est incorrecte...
(6)Si la profondeur du captage est augmentée de 4 ou 5 m alors que le niveau de la nappe varie de 20 m, en quoi cela donnera-t-il des informations sur l’eau qu’il est prévu, dans le projet, de capter 60 m plus bas ?
(7)Cette partie ne parat pas très claire, ou incomplète. En tout cas, si quelqu’un comprend avec précision, merci de nous expliquer ! ïl y aurait donc deux captages ? Dont un dont on sait déjà qu’il fournira une eau très sulfatée ? En quoi sera-t-elle diFérente de l’eau de distribution ?