De l’eau de 10 000 ans au forage de Bouzic

lundi 28 octobre 2013
par  Jean-Paul Liégeois
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Cet article a été publié sur le site de Bouzic-Perigord le 4 juillet 2011.
Mise à jour le 28 octobre 2013 par l’ajout de photos du forage de 1991 par René Arguel.

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L’eau ! Quelque chose d’essentiel, de primordial, pour la vie sur Terre. Sans eau, il n’est pas sûr que la Vie puisse exister ou alors sous une forme que l’on n’imagine pas.
La formule chimique de l’eau est H20 et vu sa faible masse, elle devrait être un gaz à la température ambiante. Si c’est un liquide à 20°C, c’est dû à une liason hydrogène : les deux atomes d’hydrogènes sont localisés du même côté de l’atome d’oxygène et créent une charge positive qui attire un autre atome d’oxygène, lui étant chargé négativement. Cette liaison supplémentaire crée une plus grande cohésion en formant une structure tétraédrique et l’eau est liquide sur la plus grande partie de notre planète, heureusement pour nous !

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Historique du forage

A Bouzic, depuis des siècles, les habitants prenaient bien sûr leur eaux dans les différents puits de la commune dont plusieurs n’étaient jamais à sec. Mais le point d’eau pure le plus abondant et le plus sûr en période de sécheresse a toujours été l’oeil de la Fontaine, résurgence liée au grand réseau karstique du Trou du Vent. La Fontaine elle-même, qui se jette dans le Céou à Bouzic, n’a jamais été connue à sec, mais lors des années aux plus terribles sécheresses.

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Même lors des étés les plus secs, la Fontaine coule.
Elle se jette alors tranquillement dans le Céou qui, lui, est à sec chaque année en amont de Bouzic


Raison pour laquelle la Fontaine a été choisie comme lieu de prélèvement pour l’adduction de l’eau potable quand le réseau a été installé sur la commune. Si la Fontaine n’est jamais à sec en été, son débit par contre diminue. En 1976, année à l’été chaud et sec, il s’en est fallu de peu pour que l’eau manque dans le réseau de disribution, la SOGEDO a dû installer une pompe additionnelle directement dans l’oeil de la Fontaine. Ce fut considéré comme une alerte importante.
Chaque année, la SOGEDO, responsable de la qualité de l’eau distribuée fait faire des analyses de l’eau afin de vérifier que sa qualité correspond aux normes prescrites. Plusieurs fois, des problèmes ont été relevés en particulier pour les nitrates, dont les concentrations excessives étaient dues à des pollutions, ponctuelles certes, mais non négligeables.
Cette pollution arrivait en particulier après de gros orages en été, orages dont l’eau lessivait les sols et envahissait le réseau karstique.

Les Nitrates (NO3-).

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Très solubles dans l’eau, les nitrates constituent aujourd’hui la cause majeure de pollution des grands réservoirs d’eau souterraine du globe et proviennent pour 2/3 de l’agriculture. Sans contamination, la teneur en nitrates des eaux souterraines varie de 0,1 à 1 milligrammes/litre (mg/l) ; la limite légale est de 50 mg/litre et elle est régulièrement dépassée en Europe et ailleurs dans le monde, ce qui impose un traitement avant de la distribuer. Au-delà de 100 mg/l, l’eau n’est plus potable.
Les nitrates sont des nutriments pour les plantes, composant typique des engrais. Lorsqu’ils sont en excès dans le sol, ils sont emportés par les eaux de ruissellement et rejoignent ainsi les nappes phréatiques. Par ailleurs, les nitrates peuvent être stockés dans le sol via bactéries et champignons, jusqu’à la mort de ces derniers. Les nitrates présents dans l’eau peuvent donc résulter de l’épandage de nitrates réalisés il y a des années voire des décennies.
Quels sont les problèmes finalement ? Il y a d’une part le fait que les nitrates sont toxiques pour l’homme s’ils sont ingérés en trop grande quantité (les nitrates sont cancérigènes et, transformés en nitrites (NO2-) par les bactéries, ils empêchent le sang de transporter correctement l’oxygène) et d’autre part qu’ils déséquilibrent les milieux biologiques aquatiques en favorisant par exemple la prolifération des algues (eutrophisation).

Le forage

Ces deux raisons conjuguées ont poussé, à la fin des années 80, nos élus et la Sogedo a envisager un forage pour aller chercher l’eau en profondeur, là où elle est abondante et où elle ne devrait pas poser des problèmes de pollution.
Finalement, en 1991, une étude géologique a été réalisée et trois endroits favorables ont été recensés dont l’un en aval du lavoir de la Fontaine. Ce lieu a ainsi été choisi étant donné que toutes les canalisations du réseau d’adduction d’eau trouvaient leur origine à proximité. Un forage a donc été commandé.

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Le site du forage de Bouzic en mars 1991, dans la vallée de la Fontaine (photo René Arguel)


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Le derrick de forage (Bouzic, mars 1991 ; photo René Arguel)


Les maires de Bouzic et de Florimont, les habitants, ont eu des sueurs froides car il était prévu d’avoir de l’eau vers 250 mètres de profondeur et à 300 mètres il y en avait mais bien trop peu. Après un conciliabule et vu les dépenses déjà engagées, il a été décidé de continuer à forer. Bien leur en pris car arrivé à 400 mètres, l’eau est arrivée en abondance.
Le forage débitait plus de 100 m3 à l’heure, ce qui était parfait pour la distribution d’eau locale. Un petit bâtiment blanc a été construit autour du système de pompage.

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Le matériel annexe nécessaire au forage (Bouzic, mars 1991 ; photo René Arguel)


Le forage est gaîné par un tube en acier jusqu’à la profondeur de 100 mètres, où se trouve la chambre de pompage (l’eau remonte plus haut que ce niveau dans le forage). En 1991, Bouzic était relié à une nappe phréatique profonde et ne craignait plus les périodes de sécheresse !

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Le forage de Bouzic, bâtiment et système de pompage/prélèvement.

Qualité de l’eau

Qu’en est-il de l’eau de distribution de Bouzic ? Ci-dessous les analyses réalisées par la Sogedo en 2010, les normes fournies par la même Sogedo et les normes du décret français 1220 du 20 décembre 2001.

Analyse 2010 eau du forage de Bouzic


ParamètreValeurNorme SogedoNorme décret
Température 15,5°C 25°C 25°C
Ph 7,41 6,5 à 9,0 6,5 à 8,5
Conductivité 25° 584 180 à 1000 180 à 1000
Dureté 31,6°F non fourni >15
Calcium 100 mg/l non fourni 100
Magnésium 16 mg/l non fourni 50
Chlorure 6,73 mg/l 250 200
Sulfates 22,3 mg/l 250 250
Fluor 0,11 mg/l 1,5 1,5
Fer total 0 µg/l/l 200 200
Aluminium total 0 µg/l 200 200
Turbidité 0,2 nful 2 2
Chlore résiduel 370 ug/l non fourni 200
Nitrate 6,08 mg/l 50 50
Phytosanitaires non détectables variés variés


Nous pouvons remarquer que le calcium est proche de la valeur maximale recommandée et que le chlore libre la dépasse. La Sogedo ne fournit pas de valeurs guide pour ces deux éléments. La raison est que les valeurs maximales pour ces deux composés sont recommandées non pas pour une cause de toxicité mais pour des raisons de confort.
Le calcium parce qu’il entartre le matériel et le chlore parce qu’il est désagréable à l’odorat et au goût. Le premier est dans l’eau prélevée et il ne peut être enlevé d’une manière économiquement viable. Le deuxième est ajouté pour des raisons de désinfection. On peut se demander s’il est nécessaire d’en ajouter autant, la qualité de l’eau de ce sondage profond étant élevée.
Pour le magnésium également, la Sogedo ne fournit pas de valeur-guide, à nouveau parce que le magnésium est bénéfique à la santé du plus grand nombre. De toutes manières la concentration en magnésium est bien inférieur au maximum recommandé.

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L’eau magnésienne. On parlera d’eau magnésienne à partir d’une concentration de 50 mg/l Mg. Ce qui ne constitue pas un problème car le magnésium est bon et nécessaire à la santé. Cependant, il donne un goût amer à l’eau et à trop forte concentration il peut favoriser l’apparition de calculs aux reins (une eau magnésienne est déconseillée aux personnes ayant des problèmes aux reins) et peut provoquer de la diarrhée. Etant donné que les personnes fragiles ne peuvent ingérer trop de magnésium, il est conseillé que l’eau de distribution ne soit pas magnésienne alors que les eaux minérales en bouteille peuvent l’être : on a le choix de l’acheter ou non, contrairement à l’eau de distribution. Une eau magnésienne est par exemple Hépar (110 mg/l) mais des eaux comme Badoit ou Contrex le sont également (85 mg/l). Bénéfiques à la grande majorité des personnes, elles sont nocives à une minorité. Quand on achète une eau minérale, il faut donc le faire en connaissance de cause.

Structure géologique

(cliquez sur l'image pour l'agrandir) (cliquez pour agrandir)

Ce forage a permis de mieux connaître la nature des roches en profondeur. Le forage a rencontré des roches de plus en plus vieilles mais appartenant toutes au Jurassique supérieur, également appelé Malm.

La figure ci-dessous montre que les roches rencontrées sont toutes globalement des calcaires mais plus ou moins purs, certains calcaire étant marneux ou dolomitiques.

Un calcaire marneux est un calcaire qui contient de l’argile. Si la quantité d’argile est suffisante, les calcaire marneux peuvent constituer des niveaux imperméables pour l’eau.

Un calcaire dolomitique est un calcaire dont le calcium a été en partie remplacé par du magnésium, le plus souvent après sa formation initiales (processus de dolomitisation). La dolomite est un carbonate de calcium et magnésium CaMg(CO3)2. Le calcaire dolomitique est également soluble dans l’eau dans une proportion variable en fonction des conditions physico-chimiques qui peuvent être complexes à déterminer. Le point important est que les calcaires dolomitiques seront dissous différemment des calcaires purs. Il est difficile de prévoir s’ils constitueront des aquifères de meilleure ou de moins bonne qualité mais on peut s’attendre à des différences. Le magnésium présent dans l’eau de Bouzic reste limité (voir tableau ci-dessus), indiquant que les dolomies de l’Oxfordien ne sont pas l’aquifère mais constituent seulement des lieux de passage. On remarquera néanmoins que les arrivées d’eau se font principalement dans les niveaux dolomitiques (les 3 plus profondes). Il n’est pas sûr si toute l’eau de Bouzic provient de l’Oxfordien ou si de l’eau de l’aquifère situé plus bas, dans les calcaires bajociens (entre 168 et 172 millions d’années ou Ma) contribue également en passant par le drain naturel que constitue l’accident ouest-quercynois.


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En dessous d’une dizaine de mètres de terre végétale et d’argile (nous sommes dans la vallée !), les calcaires tithoniens (auparavant appelés portlandiens, ils sont âgés d’un peu moins de 150 Ma) font une vingtaine de mètres. C’est le bas de l’aquifère libre (libre car il produit de l’eau naturellement, c’est la Fontaine par exemple) superficiel dont le volume d’eau fluctue en fonction des saisons et qui se recharge chaque hiver. C’est celui qui est toujours utilisé pour le système d’irrigation agricole mis en place au début des années 80 et dont la station de pompage se situe dans la vallée du Céou non loin du moulin Albert.

Le but du forage était de s’affranchir de cet aquifère en allant en chercher un plus profond et non dépendant des aléas climatiques. Les études hydrogéologiques avait indiqué qu’il se trouvait dans les calcaires bajociens (168-172 Ma) à plus de 500 mètres de profondeur mais que les fractures abondantes dans les régions karstiques devaient permettre d’en pomper l’eau à un niveau supérieur. Effectivement l’eau a donc été trouvée à la base des calcaires du Kimméridgien (âgés d’un peu plus de 150 Ma) et surtout dans les calcaires dolomitiques oxfordiens, d’un âge compris entre 155 et 160 Ma. Ces trois étages, Tithonien, Kimméridgien et Oxfordien, constituent le Malm, ou Jurassique supérieur. Le Bajocien est quant à lui dans le Jurassique moyen, ou Dogger.

Les noms des étages géologiques dérive presque toujours du nom d’une localité ou d’une région (l’Aquitanien par exemple est un étage du Miocène cénozoïque, entre 23 et 20 Ma) où les roches de l’âge en question sont bien décrites. "Tithonien" fait exception à la règle. Ce nom provient de Tithon, qui, dans la mythologie grecque, est l’époux d’Eos, l’Aurore. Ce nom a été choisi parce que le Tithonien annonce le Crétacé, situé juste au-dessus. "Kimmeridgien" provient du village de Kimmeridge dans le Dorset anglais, à l’ouest de l’île de Wight où de belles falaises développent des calcaires de cet âge. Du Kimmeridgien constitue également le terroir du Chablis, l’excellent vin blanc. "Oxfordien" provient d’Oxford, la ville bien connue d’Angleterre où des roches de cet âge sont bien exposées. "Bajocien" provient de la ville de Bayeux (Bajocae en latin) dans le Calvados.

L’eau du forage de Bouzic a 10000 ans (en moyenne)

L’eau peut être datée. Sachant que ce que l’on date, c’est la mise en profondeur. Exactement comme on peut dater la mise en bouteille d’une eau minérale.

Cette datation se fait en datant le carbone contenu dans l’eau que ce soit sous la forme de micro-particules de bois, d’organismes morts ou de carbone dissous. La datation se fait par la méthode du carbone 14, qui est un isotope radioactif.

PNG - 12.7 ko Qu’est-ce qu’un isotope ? Les particules principales constituant la matière sont les protons et les neutrons, dans le noyau et qui ont à peu près la même masse, et les électrons qui tournent autour et qui ont une masse négligeable en comparaison (l’électron est 1835 fois moins lourd que le proton). Les électrons tournent très loin du noyau : si on imagine un atome qui aurait 100 mètres de diamètre, le noyau aurait la taille d’un petit pois. Les atomes sont surtout faits de vide.
Un élément chimique (il y en a une bonne centaine) est caractérisé par son nombre de protons (et d’électrons pour l’atome neutre). Dire l’atome aux 6 protons ou dire carbone, c’est la même chose, le carbone a par définition 6 protons. De même, le fer a 26 protons et l’or en a 79. C’est le numéro atomique, spécifique à chaque élément chimique. Par contre, le nombre de neutrons peut varier, ce qui va changer le poids de l’atome mais pas ses propriétés chimiques : ce sont les isotopes d’un élément chimique (de iso= même et tope= endroit, donc isotope= même endroit, en fait dans le tableau de Mendeleev qui reprend tous les éléments chimiques). La plupart des éléments chimiques ont plusieurs isotopes. Le carbone a deux isotopes stables : le carbone 12 (6 protons et 6 neutrons, 98,89% du carbone) et le carbone 13 (6 protons et 7 neutrons, 1,11% du carbone). Il a également un isotope instable, radioactif, le carbone 14 (6 protons et 8 neutrons), très peu abondant.

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Atome de carbone 14

Le carbone 14 est radioactif, autrement dit il se désintègre et disparaît progressivement.
Sa demi-vie est de 5730 ans, c’est-à-dire qu’après 5730 ans il en reste la moitié, après 11460 ans, il en reste le quart, etc. Après 4 ou 5 périodes de demi-vie, il n’en reste plus que quelques %.

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S’il reste encore du carbone 14 à l’heure actuelle alors que la Terre a été formée il y a 4,55 milliards d’années, c’est parce que le carbone 14 est produit en permanence dans l’atmosphère : les rayons cosmiques comprennent des neutrons libres qui entrent en collision avec l’air qui comprend à 78% de l’azote et ces neutrons arrivent de temps en temps à prendre la place d’un proton. Un atome d’azote (7 protons) qui perd un proton devient du carbone (6 protons). Comme l’azote possède 7 neutrons auxquels s’ajoute le neutron cosmique, ce carbone néoformé possède 8 neutrons, ce qui fait une masse de 14, c’est le carbone 14.

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Tant que l’endroit où se trouve le carbone est en contact avec l’atmosphère, comme dans un être vivant ou de l’eau en contact avec l’atmosphère (rivières, lacs, océans, piscines, etc), le rapport entre le C12 et le C14 est celui de l’atmosphère et il reste constant. Par contre, dès que l’organisme meurt, ou si l’eau est enfouie dans le sol, le carbone est isolé et le carbone 14, se désintégrant, disparaît progressivement. La proportion de carbone 14 va diminuer avec le temps et en la mesurant, on peut dire depuis combien de temps le matériau, organisme mort ou l’eau, a été enfoui.

C’est ce que le BRGM a fait (Chigot et Masurier, 1992). Après avoir récupéré suffisamment de carbone de l’eau du forage de Bouzic, ils l’ont condensé en phase liquide sous forme de benzène (C6H6) et en ont mesuré l’activité beta (= le rayonnement radioactif produit par les électrons expulsés, voir figure ci-dessus) grâce à un compteur à scintillation liquide. Cette méthode demande une quantité assez importante de matière mais dans ce cas-ci, on n’est pas limité. Différentes corrections doivent être faites comme tenir compte de la dissolution des calcaires qui injectent du vieux carbone dans l’eau.

L’âge obtenu est 10.000 ±80 ans


Il s’agit donc d’eau fossile, qui est allée en profondeur il y a longtemps. Son volume ne dépend donc pas du tout du climat actuel. Comme pour le pétrole, il y a une quantité donnée et nous pompons dans une réserve dont le volume diminue. Ne nous inquiétons cependant pas, les volumes sont énormes et nous ne sommes pas prêts de vider l’aquifère bajocien de la région de Bouzic.

Nous pouvons donc dire que, lorsque nous buvons de l’eau du robinet à Bouzic, nous buvons de l’eau qui a 10 000 ans ou, pour être plus précis, de l’eau qui se trouve en profondeur depuis 10 000 ans.

Pour être encore plus correct, il faudrait dire que l’eau du forage de Bouzic a, en moyenne 10 000 ans. En fait, vu sa profondeur, l’âge de l’eau du forage de Bouzic devrait encore être ancien, de l’ordre de 15000 à 20000 ans. Ceci signifie que l’aquifère bajocien contient un mélange d’eaux d’âges différents, certaines de 20000 ans et d’autres beaucoup plus jeune. Ceci montre que de grands mouvements d’eau sont possible en milieu karstique et en Périgord Noir en particulier. Ceci indique également que les niveaux marneux du Jurassique ne sont pas suffisamment continus que pour constituer des barrières imperméables.

Notre vieil aquifère bajocien est gros et volumineux mais fragile, prenons-en soin.

L’eau est un bien primordial, indispensable, fondamental. En un mot, vital. Ne l’oublions pas, pensons à nos aquifères bajocien et oxfordien.

Cu bol habé dé bouno aygo, cal qué s’adressé an d’uno bouno sourço.

Ou, avec une écriture de bon aloi :
Qual vòl aver de bona aiga, se deu adreiçar a bona sorga
(merci à Jean-Pierre Vidal pour cette version plus policée)

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Chigot, D et Mazurier, C., 1992. Datation des eaux souterraines en Dordogne. Rapport BRGM R36314.
Pedron, N., Baudry, D., Mauroux, B., 2003. Gestion des nappes d’eaux souterraines en Dordogne, année 2002. Rapport BRGM RP52245.


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