Isabelle Bonniver, Gaëtan Rochez & Vincent Hallet

Département de Géologie – Université de Namur (FUNDP) – Belgique

En Wallonie, la majorité des ressources en eau sont stockées au sein des aquifères calcaires carbonifères et dévoniens  affleurant respectivement dans le Condroz et en Calestienne. Etant donné leur fréquente karstification et leur couverture par un sol très peu épais, voire inexistant, il est évident que la vulnérabilité de ces aquifères est importante. L’estimation des temps de transfert de contaminants via les calcaires superficiels non saturés et karstifiés (épikarst) demeure un défi pour le scientifique en raison des fortes hétérogénéités caractérisant un tel milieu. La réalisation d’essais de traçage, en conditions hydrologiques naturelles, permet une meilleure compréhension des processus d’écoulement et de transport au sein de la zone karstique non saturée.

Depuis 2005, le système épikarstique du massif calcaire de Boine à Han-sur-Lesse (Calestienne) est étudié par le Département de Géologie de l’Université de Namur (FUNDP). Un laboratoire souterrain, développé au sein de la Grotte du Père Noël, permet un enregistrement continu du débit, de la température et de la conductivité électrique d’une percolation d’eau provenant d’une stalactite, active en permanence, localisée 70 mètres sous la surface topographique. L’enregistrement de ces données permet le calcul de bilans hydrologiques entre l’infiltration efficace en surface et le volume d’eau percolant sous la zone épikarstique ; mais aussi une corrélation entre les épisodes pluvieux et la réactivité de la stalactite active en termes de débit, température et conductivité électrique.

Un essai de traçage à partir de la surface a été réalisé entre les mois de mars et décembre 2009. En mars 2009, durant un long et intense épisode pluvieux, 500 grammes d’uranine ont été épandus en surface. La restitution du traceur a été enregistrée par un fluorimètre de terrain installé au laboratoire souterrain de la Grotte du Père Noël. Les résultats fournis par la courbe de restitution du traceur sont très intéressants. L’arrivée première de traceur a été détectée 7 heures après injection, soit une vitesse maximale d’écoulement de l’ordre de 10 m/h. Le temps modal de transfert est de 76 heures avec une concentration modale élevée de 70 ppb. En décembre 2009, la concentration est redescendue sous 1 ppb, ce qui correspond à la gamme de bruit de fond avant injection. La restitution du traceur s’est étalée sur une période de plus de 250 jours, cependant le taux de restitution n’excède pas 1%. Ces premiers résultats démontrent  la rapidité de l’écoulement à travers l’épikarst, l’importance des processus d’emmagasinement et la complexité des processus de transfert dans un milieu karstique non saturé.