Flora Lucassou

Bureau de Recherches Géologiques et Minières

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Nicole Baran

Bureau de Recherches Géologiques et Minières

Emmanuelle Pételet-Giraud

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Bruno Mougin

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Jean-Michel Schroëtter

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Virginie Vergnaud

Université de Rennes

Catherine Joulian

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Angélie Portal

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Elodie Naud

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Jean-Michel Baltassat

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Aurore Cuillerier

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Centre National de la Recherche Scientifique

Université de Rennes

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Institut de Recherche pour le Développement

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Département Environnement et Agronomie

Université de Montpellier

Géosciences Rennes

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Research Field

Investigating Nitrate heterogeneity in a basement aquifer: A NO₃ isotopes, CFCs-SF6, microbiological activity, geophysics and hydrogeology approaches in the critical zone

Goldschmidt Abstracts (2021)

Emmanuelle Pételet-Giraud Nicole Baran Virginie Vergnaud Angélie Portal Caroline Michel

Basement

10.7185/gold2021.7495

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SIGES Bretagne : le premier portail de référence pour la gestion des eaux souterraines en zone de socle

Damien Gabion Bruno Mougin Flora Lucassou

Socle

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Elucidating heterogeneous nitrate contamination in a small basement aquifer. A multidisciplinary approach: NO3 isotopes, CFCs-SF6, microbiological activity, geophysics and hydrogeology

Journal of Contaminant Hydrology (2021)

Emmanuelle Pételet-Giraud Nicole Baran Virginie Vergnaud-Ayraud Angélie Portal Caroline Michel

Lithology

Piezometer

Electrical Resistivity Tomography

Bedrock

Basement

10.1016/j.jconhyd.2021.103813

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Nitrate transfer in the Critical zone view through N & O isotopes of NO3 and CFC-SF6 groundwater residence time assessment

Emmanuelle Pételet-Giraud Nicole Baran Virginie Vergnaud Flora Lucassou Jean-Michel Schroëtter

Drinking water quality in agricultural rural areas remains locally a challenge even all the effort made by local authorities to restore the groundwater resources quality, especially regarding nitrates. In Plourhan, a ~2000 inhabitants, about 10 km from the sea, NW France, the drinking water is pumped in a natural spring emerging from the Brioverian basement. The nitrate concentrations exceed the 50 mg/L standard for drinking water supply, and thus needs to be diluted to be delivered to the population. Over the last 15 years, a large programme of measures was undertaken in order to reduce the NO3 concentration, including the purchase of agricultural parcels around the spring, moving progressively from mixed farming and livestock to fallows and meadows, and thus drastically change the local land use. Despite all these efforts, nitrate concentrations only decrease very slowly and remain above the 50 mg/L standard.In this context, the objective of this study is to better understand the transfer of nitrates at the basin scale, by studying flow paths, geochemical reactions, transit times that are key parameters to estimate the vulnerability and the recovery-time of the critical zone. In that way, a geochemical and isotopic approach is applied at the basin scale. Major elements analysis of the groundwater reflect the drained contrasted lithologies as metasediments (pelites & sandstones) and amphibolite, with a large spatial heterogeneity of the NO3 concentrations, ranging from a few mg/L to more than 50 mg/L. Nitrogen and oxygen isotopes of nitrates (&#948;15N-NO3 and &#948;18O-NO3) suggest that denitrification can occur locally in some wells presenting low or intermediate &#160;NO3 contents, whereas other wells present high or low NO3 concentrations without any evidence of denitrification processes. The mean residence time of groundwater is assessed through CFCs and SF6 dissolved gas measurements. Some wells preferentially in amphibolite, present water with low recharge temperature (around 6&#176;C while the mean recharge temperature in Britany is 11-12&#176;C) correlated with low CFCs/SF6 values indicating that some very old groundwater (last glaciation :&#160; -19/17 k yrs) exists in the reservoir. Other ones in metasediments have modern water or a mixing between an old and a present day recharge. These results, together with structural and lithological detailed geological field mapping, help to draw up the conceptual model of the aquifer functioning regarding nitrates transfer in the critical zone.&#160;&#160;This work is part of the POLDIFF study that benefits from the funding of BRGM and the French Loire-Bretagne water Agency.

10.5194/egusphere-egu2020-17524

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Calcul des volumes d’eau souterraine sur 12 bassins versants bretons en zone de socle et apports sur les temps moyens de résidence des eaux souterraines

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe) (2015)

Bruno Mougin Eric Thomas Francis Mathieu Jean-Michel Baltassat Jean-Michel Schroëtter

Une des etapes du projet « SILURES Bretagne » (Systeme d’Information pour la Localisation et l’Utilisation des Ressources en Eau Souterraine), mene de 2002 a 2008, a consiste a modeliser les hydrogrammes des rivieres bretonnes afin de connaitre la participation des eaux souterraines au debit de ces rivieres. En s’appuyant sur le schema conceptuel des aquiferes de socle [1], 70 modelisations globales pluie-debit ont ete realisees au pas de temps journalier avec le logiciel BRGM Gardenia [2]. Sur 12 des 70 bassins versants etudies en zone de socle (l’Elorn, l’Aulne, le Yar, l’Horn, le Coet-Dan, le Dourduff, la Maudouve, la Noe seche, l’Oust, l’Yvel, le Nancon et l’Aron), les volumes d’eau souterraine ont ete calcules sur les 50 premiers metres du sous-sol (dans le cadre de 5 etudes menees entre 2003 et 2014). A partir d’une modelisation des epaisseurs des aquiferes (alterites et milieu fissure) dans les roches constituant le sous-sol du bassin versant, et des teneurs en eau libre mesurees grâce a des sondages de Resonance Magnetique Protonique, le volume d’eau souterraine est approche [1]. Connaissant le debit souterrain moyen annuel sortant d’un bassin versant et le volume d’eau souterraine, ainsi que la vitesse moyenne que met une goutte d’eau a passer du sol a la nappe [3], des temps moyens de residence des eaux souterraines ont ete calcules (temps moyen que met une goutte d’eau a s’infiltrer du sol a la nappe, puis de la nappe a la riviere). Ces temps sont tres variables (de 2 a 8 ans) selon la geologie du bassin et des pluies efficaces l’alimentant. Ces temps de residence ne correspondent pas a des temps de reconquete de la qualite de l’eau en raison des phenomenes de melange qui se deroulent entre le sol et la nappe, dans les alterites et dans le milieu fissure. Par contre, ce sont des temps minimums en deca desquels il est utopique d’attendre des resultats tangibles sur la qualite des nappes et ensuite sur les cours d’eau, en reponse a une action de surface.

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Quel est l'impact des volumes prélevés dans les eaux souterraines sur les ressources en eau disponibles en Bretagne ?

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe) (2015)

Flora Lucassou Bruno Mougin Aurore Cuillerier Gilles Valdez Tagne Kamgue Elodie Naud

Avant d’entreprendre, sur la region Bretagne, une gestion quantitative de la ressource en eau dans le cadre de l’adaptation au changement climatique, il etait necessaire de connaitre prealablement les impacts anthropiques et notamment les prelevements d’eau sur le territoire et d’evaluer leur impact sur la ressource actuelle. De 1973 a 2011, environ 27 000 points de prelevement d'eau ont ete declares au titre du Code Minier sur la region Bretagne. Ces ouvrages utilisent les eaux souterraines, dans le socle principalement, mais aussi dans quelques petits bassins tertiaires et dans quelques rares nappes alluviales, pour des usages varies : eau potable, industriel, elevage, irrigation, domestique… Compte-tenu de cette pression importante et du nombre de declarations annuelles d’ouvrages en Bretagne (actuellement entre 1 200 a 1 400/an), la question qui se pose est celle de l’impact de ces prelevements anthropiques sur la ressource en eau souterraine et sur le debit des rivieres qui assurent majoritairement le drainage des aquiferes. Pour y repondre, le BRGM a realise un inventaire des prelevements d’eau souterraine declares sur l’annee 2009 aupres de divers organismes (AELB, DREAL, Services de la Police de l’Eau des DDTM, ARS, BRGM), sur toutes les entites hydrogeologiques bretonnes de socle (soit 57 entites BD LISA de niveau 3). Afin d’estimer l’impact des prelevements sur la ressource en eau, les volumes d’eau souterraine preleves sur chaque entite hydrogeologique ont ensuite ete compares (i) a la recharge annuelle des eaux souterraines, (ii) a l’ecoulement annuel des rivieres, et (iii) a l’ecoulement des rivieres a l’etiage. Cet inventaire constitue une premiere analyse estimative des prelevements d’eau souterraine a l’echelle de la Bretagne, qui permet d’identifier des secteurs de plus forts prelevements pour lesquels il faudrait realiser un bilan plus precis, en prenant egalement en compte les prelevements d’eau superficielle, qui representent la plus grande partie des prelevements d’eau en Bretagne, et en estimant la part de l’eau prelevee qui est restituee au milieu. L’effet du changement climatique, avec la diminution probable a venir des pluies efficaces et des ressources en eau, notamment a l’etiage, devrait accentuer les tensions mises en evidence par ce bilan sur l’annee 2009.

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Isotopes of nitrates and cfc-sf6 groundwater residence time assessment to understand nitrates transfer in a basement aquifer

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe) (2019)

Emmanuelle Pételet-Giraud Virginie Vergnaud Flora Lucassou Jean-Michel Schroëtter Nicole Baran

Basement

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