RésuméMême si des travaux récents ont permis de caractériser certains aquifères du sud du Québec, plusieurs demeurent encore très peu connus. Cette recherche a pour objectifs de comprendre la dynamique de l’écoulement souterrain et la vulnérabilité de l’aquifère du bassin de la rivière Noire (Montérégie, Québec), un bassin représentatif des aquifères de milieux fracturés situés en bordure des Basses-Terres du Saint-Laurent. Dans ce travail, un modèle de bilan hydrique en zone non saturée a permis de quantifier la distribution spatio-temporelle de l’infiltration sur le bassin. L’infiltration simulée moyenne est importante (215 mm•an‑1) et a lieu surtout au moment de la fonte printanière (74 %). L’infiltration la plus élevée se produit dans la partie amont du bassin, mais les résultats du modèle ne permettent pas d’évaluer quelle proportion de la recharge atteint effectivement l’aquifère régional profond. Sur l’ensemble du bassin, les concentrations en nitrate dans l’eau souterraine sont majoritairement en deçà de la norme pour l’eau potable (10 mg N-NO3•L‑1). Néanmoins, 18 % des puits analysés ont des concentrations supérieures à 1,5 mg N-NO3•L‑1, seuil considéré comme la teneur de fond en nitrate. Les indicateurs géochimiques (pH, conductivité électrique, ions majeurs et rapports des isotopes stables de l’eau) montrent que la topographie et la géologie jouent un rôle important dans la dynamique de l’écoulement souterrain. Soixante-quinze pourcents du territoire étudié ont une vulnérabilité intrinsèque élevée, mais la sensibilité des forages à la contamination varie selon leur position le long de l’écoulement souterrain. La recharge réelle de l’aquifère régional se fait principalement dans la partie inférieure du bassin versant et est probablement plus faible que l’infiltration simulée. La vulnérabilité de l’aquifère à la contamination dans cette zone est limitée en raison de la dilution des contaminants dans un volume important d’eau souterraine non contaminée, alimenté par des écoulements souterrains intermédiaires et profonds. La contamination de l’aquifère à l’aval du bassin pourrait cependant augmenter au cours des prochaines décennies à mesure que l’aquifère tendra vers un régime permanent d’apports en contaminants d’origine agricole.

Abstract. Groundwater contribution to river flows, generally called base flows, often accounts for a significant proportion of total flow rate, especially during the dry season. The objective of this work is to test simple approaches requiring limited data to understand groundwater contribution to river flows. The Noire river basin in southern Quebec is used as a case study. A lumped conceptual hydrological model (the MOHYSE model), a groundwater flow model (MODFLOW) and hydrograph separation are used to provide estimates of base flow for the study area. Results show that the methods are complementary. Hydrograph separation and the MOHYSE surface flow model provide similar annual estimates for the groundwater contribution to river flow, but monthly base flows can vary significantly between the two methods. Both methods have the advantage of being easily implemented. However, the distinction between aquifer contribution and shallow subsurface contribution to base flow can only be made with a groundwater flow model. The aquifer renewal rate estimated with the MODFLOW model for the Noire River is 30% of the recharge estimated from base flow values. This is a significantly difference which can be crucial for regional-scale water management.