Travaux de caractérisation hydrogéologique dans la plateforme sédimentaire du Saint-Laurent, région de Saint-Édouard-de-Lotbinière, Québec

Abstract

Ce dossier public vise à décrire les travaux de caractérisation hydrogéologique qui ont été réalisés dans la région de Saint-Édouard-de-Lotbinière, dans le sud du Québec, dans le cadre d'un projet sur les impacts potentiels de l'exploration et de l'exploitation des gaz de shale sur les aquifères. La région d'étude couvre environ 500 km2 dans la portion nord-est de la plateforme sédimentaire du Saint-Laurent, entre le fleuve Saint-Laurent et le piémont appalachien. Quinze puits d'observation ont été forés au roc lors du projet. La majorité des puits ont environ 50 mètres de profondeur (150 mètres pour le plus profond). L'épaisseur et les propriétés hydrauliques des dépôts quaternaires ont été investiguées au droit de chacun des forages. Suite à ces investigations, quatre hydrofaciès ont été définis pour représenter l'hétérogénéité des dépôts à l'échelle de la région d'étude. De plus, les variations piézométriques et barométriques ont été suivies sur l'ensemble des puits sur une période allant d'un à deux ans. Ceci a permis de caractériser le comportement de l'aquifère régional et de déterminer les conditions de confinement des nappes recoupées par les puits. Il a ainsi été démontré que le substrat rocheux de la région renferme des nappes généralement captives. Enfin, les conductivités hydrauliques du socle rocheux ont également été estimées grâce à des essais in situ de perméabilité à charge variable. Celles-ci s'étalent sur quatre ordres de grandeur et sont généralement plus faibles à proximité du piémont appalachien. Ces travaux contribuent à améliorer la connaissance des aquifères dans une région où les enjeux de quantité et de qualité de la ressource en eaux souterraines sont importants.

Geochemistry of groundwater in the Saint-Édouard area, Quebec, Canada, and its influence on the distribution of methane in shallow aquifers

“…Although the bedrock permeability is low, most residential wells are exploiting this fractured rock aquifer, as the permeable Quaternary deposits that have a sufficient saturated thickness are very limited in extent. The Quaternary deposits are very heterogenous, and have been categorized by Ladevèze et al (2016) into four distinct hydrofacies (HF1 to HF4), with hydraulic conductivities ranging from 10 -8 to 10 -4 m/s. At the location of the observation wells drilled for this project (see green dots on Figure 1), the thickness of the deposits varies between 0.9 and 40.8 m, with a median of 7.6 m and a prevalence of the lower conductivity hydrofacies (HF1 and HF2, 10 -8 to 10 -7 m/s) in most cases.…”

“…As mentioned above, the isotopic composition and origin of methane of these samples will be discussed in a future paper. Figure 9 presents the conceptual hydrogeological model that was developed for the study area using the geological and geochemical information presented in the previous sections, together with the hydrogeological conditions presented in Ladevèze et al (2016) and Ladevèze (2017).…”

A multi-isotope approach to determine the origin of methane and higher alkanes in groundwater of the St. Lawrence Platform, Saint-Édouard area, eastern Canada

“…Regionally, groundwater within the fractured rock aquifer flows from southeast (Appalachian Piedmont) to northwest (St. Lawrence River) (Ladevèze et al, 2016). The shallow fractured rock aquifer permeability is usually low to moderate (10 -9 to 10 -7 m/s for the Sainte-Rosalie Group and 10 -7 to 10 -5 m/s for the Lorraine Group), and most of the water-bearing fractures are located in the top 60 m, and especially in the top 30 m of bedrock (Ladevèze et al, 2018).…”

“…The shallow fractured rock aquifer permeability is usually low to moderate (10 -9 to 10 -7 m/s for the Sainte-Rosalie Group and 10 -7 to 10 -5 m/s for the Lorraine Group), and most of the water-bearing fractures are located in the top 60 m, and especially in the top 30 m of bedrock (Ladevèze et al, 2018). Bedrock aquifer conditions are typically semi-confined to confined (Ladevèze et al, 2016). Most residential wells are tapping the fractured rock aquifer, as quaternary deposits rarely yield enough water.…”

“…The intermediate zone, located between the shale gas reservoir and the shallow rock aquifer, mainly consists of fine grained clastics with minor organic-rich shales from the Lorraine and Saint-Rosalie groups, which also contain varying proportion of free hydrocarbons (Lavoie et al, 2016). These units are capped by a thin quaternary sediment cover (usually < 10 m; Ladevèze et al, 2016).…”