Rappel des années 1970

Dès 1970, sans attendre les années 2000, on savait que l’origine du sel contenu dans les eaux des résurgences de Cassis était, sans équivoque, d’origine marine.

Aujourd’hui les techniques (isotopiques et autres …) apportent de nouvelles informations précieuses pour une meilleure connaissance des aquifères (temps de rétention, altitudes, importance de l’impluvium…)….Pour les résurgences de Cassis les analyses du Laboratoire de l’université d’Avignon (Prof Blavoux ) apportent sur ces points des éclairages intéressants

Rappelons d’abord ce qu’ont été les études dans ce domaine du SRPM avec les laboratoires du BRGM et de la SEM.

Observations sur la chimie des eaux des sources sous marines karstiques…

Extraits du rapport réalisé par le SRPM dans le cadre d’un contrat CNEXO‑ n° 73/809 du 3 décembre 1973 “L’eau douce sur le littoral – ÉTAT DES CONNAISSANCES SUR LES SOURCES LITTORALES ET SOUS‑MARINES B.R.G.M. ‑ S.E.M.? Étude documentaire par H. PALOC” (BRGM) et L. POTIÉ (SEM)**

“…..Avant d’entrer dans les détails sur ce sujet rappelons deux données de base :

Composition chimique de l’eau de mer

« ….: Rappelons que l’eau de mer contient environ 35 °/oo de sels dissous. SVERDRUP (cité par A. LOMBARD in “Géologie sédimentaire. Les séries marines.’ Masson et Cie Ed. Paris 1956) indique la composition suivante :

Chlore : 18,9799 (55°/oo)

Sulfate 2,6486

Bicarbonate: 0,1397

Brome 0,0646

Sodium : 10,5561

Magnésium : 1,2720

Calcium 0,4001

Potassium . 0,3800

Strontium . 00,0133

soit au total 34,4543 (éléments principaux)

Potabilité

«…On sait que l’on peut tolérer pour une eau de consommation jusqu’à 450 mg/1 de C1‑, ce qui correspondrait environ à 2 % d’eau de mer dans l’eau consommée. Aux U.S.A. on admet (72) l’échelle suivante de salinité de l’eau (= minéralisation totale)

eau douce salinité < 1 g/1

eau faiblement salée salinité < 3 g/1

moyennement salée salinité de 3g/1 à 10 g/1

très salée salinité de 10 g/1 à 35 g/1

saumure salinité > 35 g/1

(XX) Ce chapitre a été réalisé avec le concours de M. G. BOSSY (Service de contrôle et qualité des eaux de la S.E.M.) que nous tenons à remercier ici…. »

Origine du sel

Voici ce que dit le rapport :

« …Il existe différents processus de contamination d’un réservoir par le sel et il importe de pouvoir s’assurer de l’origine d’une telle contamination si l’on veut tenter de s’affranchir de ses effets.

Dans le Floridan Aquifer la preuve de l’origine marine de l’invasion salée est notamment fournie par les anomalies, observées en forages, du gradient géothermique : on observe en effet un refroidissement de la température dans la zone salée du réservoir correspondant à des entrées d’eau de mer provenant de la partie profonde, la plus froide, de la fosse de Floride.

Mais le plus souvent ce sont sur des critères chimiques que repose le diagnostic; outre la mesure des chlorures qui est surtout utilisée pour suivre l’évolution d’une contamination, la plupart des auteurs, en se basant sur le fait que les rapports entre matières dissoutes dans l’eau de mer sont constants, considèrent significatifs d’une contamination par celle‑ci, des valeurs analogues obtenues pour ces même…, les rapports Cl‑ /S04+ et Cl‑ Na+ + K+ sont de très bons indicateurs de l’existence d’une contamination marine. Selon BURDON … Les rapports S32/S33 n’étant pas les mêmes pour les eaux de pluie et pour l’eau de mer, il devient possible d’évaluer l’origine de la contamination d’une source lorsque l’analyse seule du chlore ne permet pas de trancher. Toutefois LOVE …observe que le mélange de l’eau salée et de l’eau douce ne correspond pas toujours exactement à une dilution de la première par la seconde et qu’il est de ce fait difficile de calculer le pourcent de l’une par rapport à l’autre dans un mélange, contrairement à ce qui a été fait par certains auteurs cités au paragraphe 1.2.4. : des phénomènes d’échange d’ions liés à la présence de matières en suspension seraient à l’origine des modifications constatées, particulièrement sensibles pour les cations..

Avant de se lancer dans le projet de barrage dans la galerie immergée de Port Miou, pour tenter de contrôler ou stopper l’apport de sel supposé venir de la mer, la première préoccupation a été de déterminer cette origine : marine ou continentale ?  Le suivi de la composition chimique de l’eau dans ces rivières de Port Miou et du Bestouan a  été fait par les laboratoires de la SEM et du BRGM. Les analyses ont montré, sans contestation possible, l’origine marine du sel dilué dans l’eau douce. Dès lors il était possible  de se lancer dans une expérimentation pour tenter de lutter contre la pénétration du flux d’eau de mer en créant une surcharge artificielle d’eau douce.

Le diagramme suivant (Schoeller-Berkaloff)  illustre les résultats de ces analyses de SEM et BRGM.

(cliquer pour agrandir)

Relation et équilibre eau douce eau salée

En préambule aux lignes qui suivent, on pourra consulter les diaporama sur les mécafluides (Cliquer)

Aspects particuliers propres aux réservoirs aquifères calcaires

« …dans un réservoir aquifère calcaire se trouvent souvent associés trois types de porosité (d’interstices, de fissures, de chenaux) dont les exutoires peuvent être plus ou moins nombreux et placés dans des situations très diverses par rapport au plan d’eau marin. I1 en résulte que de singulières complications vont apparaître, par rapport aux milieux de porosité homogène, quant aux relations eau douce‑eau salée dans ces types particuliers de réservoir, complications aggravées par une notable irrégularité, le plus souvent, des écoulements d’eau douce dont ils sont le siège….

….Les observations les plus instructives sont relatives d’une part à l’extension d’une contamination marine sur le continent à des distances souvent très éloignées du littoral, et d’autre part à des phénomènes d’absorption d’eau de mer, permanents ou périodiques par des orifices de conduits karstiques… »

« … Aspects‑généraux‑communs‑à‑tous‑les‑types‑de‑réservoirs‑aquifères : ­Toute action envisagée de prélèvement d’eau en aquifère littoral, qu’il soit calcaire ou non calcaire, nécessite une connaissance préalable précise des phénomènes d’échanges qui se produisent, ou risqueront de se produire dans cet aquifère, entre l’eau salée provenant de la mer et l’eau douce provenant du continent… »

Des variations de salinité peuvent résulter des oscillations du niveau marin ; c’est un cas très fréquent illustré par l’exemple des enregistrements réalisés par le SRPM à Port Miou

Elle varie avec la charge…elle même liée directement à la pluviométrie (et de façon marginale aux phénomènes de marées) –

A Port Miou les salinités mesurées dans la galerie à 500 mètres de sa sortie en mer varient entre un peu moins de 1 g/l en période de crue et plusieurs g/l en étiage.

– Avant la  construction du premier barrage (1972) et en période d’étiage la minéralisation variait (gradient) en fonction de la profondeur: de 6 g/l à la cote ‑9 jusqu’à 20 g/l à la cote ‑20.

– Après réalisation du premier barrage on observait: En aval du barrage le même gradient (9 à 20 g/l),  par contre en amont du barrage la salinité était d’une part nettement inférieure et le gradient en fonction de la profondeur très atténué.

On notera enfin que, même en période de crue, subsiste souvent une minéralisation notable des sources sous‑marines traduisant ainsi une certaine pérennité dans le mécanisme de l’intrusion de l’eau salée dans les réservoirs.

” ….on notera que si d’importantes élévations de charge peuvent être observées au niveau des conduits karstiques pendant les périodes pluvieuses, cette charge diminue +/-  vite par la suite et peut même s’annuler complètement  ….”