L’observatoire (Plateforme O-ZNS), qui fait partie de la famille du programme PIVOTS (Plateformes d’innovation, de développement et d’optimisation des technologies environnementales) vise à comprendre les interactions fluides-roche-biosphère et la masse (eau et contaminants) et les transferts de chaleur dans la zone vadose (VZ). Cela permettra de caractériser la dynamique et les transferts à l’intérieur et à travers la zone insaturée afin de comprendre le comportement de la zone critique (CZ) capturée à travers une parcelle agricole de 2400 m2. Le site est situé en Beauce (France), dans une formation carbonatée hétérogène, avec une séquence géologique typique (de haut en bas): sol / calcaire cryoturbé / marne calcaire / marne calcaire / calcaire micritique fracturé. Le concept d’O-ZNS repose sur la réalisation de 13 à 15 forages de 20 à 25 m de profondeur et un puits central aux dimensions exceptionnelles (profondeur – 20 m & diamètre – 4m) avec 2 lysimètres, offrant une opportunité unique pour analyser finement les processus couplés en géoscience environnementale.
Les travaux sur le terrain pour la mise en place de l’observatoire ont commencé le 25 février 2020. Un premier forage de 25 m de profondeur et 6,5 cm de diamètre a été réalisé. Le niveau piézométrique (nappe de Beauce) est actuellement à 18,80 m et oscille annuellement entre 16 et 20 m.
Planning des travaux :
- Les travaux d’installation des forages se poursuivront jusqu’à fin avril
- Le creusement du grand puits central commencera vers la mi-mai
- L’installation de l’ensemble du système d’observation O-ZNS durera jusqu’à fin 2020
N’hésitez pas à exprimer vos besoins et vos souhaits pour obtenir des échantillons de roche ou faire des mesures avant, pendant et après le creusement du grand puits!
La plateforme O-ZNS, pour quoi faire ?
La plateforme permet le développement et l’adaptation de capteurs géophysiques et physico-chimiques innovants pour quantifier les transferts d’eau dans la VZ par rapport aux produits chimiques réactifs, barrières redox, frange capillaire, etc. dans une structure carbonée poreuse et/ou fissurée. Le domaine de recherche aspire à identifier le niveau de couplage entre les propriétés interfaciales des phases et les propriétés électriques, électrocinétiques, électrochimiques associées aux fluides en mouvement et aux réactions biogéochimiques. Le déploiement de capteurs physico-chimiques pour surveiller la température, la pression, la teneur en eau, le gaz, le pH, Eh, les micro-déplacements, etc. dans différentes parties de la plateforme O-ZNS devrait permettre de détecter l’impact des variations de température atmosphérique, pluviométrie, pratiques agricoles, etc. En effet, ces paramètres impactent les transferts de chaleur et de masse de la surface vers l’aquifère et de l’aquifère vers l’atmosphère circulant à travers le continuum « sol – rhizosphère – zone insaturée – frange capillaire – aquifère ».
Avec un fort soutien des données de l’observatoire O-ZNS, nous serons en mesure de revoir et d’intégrer les modèles de transport réactifs dans d’autres modèles de communauté (en particulier géophysique, hydrogéologie,…) facilitant la compréhension des processus entre les disciplines et à différentes échelles spatio-temporelles avec des couplages pertinents. L’imagerie géophysique, réalisée aussi bien en surface qu’en forages, permet d’obtenir des informations sur la lithologie ainsi que sur la présence de niveaux d’argile, la densité, la porosité et la résistivité du VZ.
L’observatoire O-ZNS devrait durer plusieurs décennies au cours desquelles des données massives originales et uniques sur la masse (eau, solutés, contaminants organiques et inorganiques, gaz, etc.) et la chaleur (induites par les gradients de température, les réactions microbiologiques, etc.) des transferts seront acquis à travers ce continuum de CZ pour les questions environnementales pour différents besoins de géoressources (agriculture, eau, énergie, etc.).
Pour plus d’informations, contactez :
Mohamed AZAROUAL – Responsable de la plateforme O-ZNS
mohamed.azaroual@cnrs-orleans.fr / +33 2 38 64 32 54
