Quantification des échanges d’eau nappes-rivières à partir de radio-isotopes à courtes périodes. Etude pilote appliquée à la Cèze

Le radon (222Rn) est un radio-isotope naturel gazeux de courte période (3,8 jours). Dans les eaux de surface il est produit par la désintégration de son père radioactif (226Ra) et il montre des valeurs généralement faibles (quelque centaines de Bq/m3) car il s’échappe relativement vite dans l’atmosphère. Dans les eaux souterraines par contre, les activités sont nettement plus élevées car le radon est produit à partir de l’ensemble des minéraux qui constituent la roche encaissante : dans ce cas, les activités atteignent généralement plusieurs milliers de Bq/m3. Lorsque des eaux souterraines sont injectés en surface, quel que soit le type d’injection (ponctuel ou diffus), l’analyse du 222Rn permet de mettre en évidence ces apports qui se traduisent par une augmentation des activités dans, et en aval de, la zone d’injection. Grace à sa forme chimique gazeuse et sa courte période, la diminution en aval peut être assez rapide. Le signal ne s’accumule donc pas longitudinalement et chaque apport doit pouvoir être quantifié sans effet mémoire.L’établissement d’un bilan à l’état stationnaire du 222Rn dans le fleuve sur une portion délimitée permet de définir les flux entrants (apports d’autres rivières, par diffusion du sédiment, par décroissance du 226Ra dans l’eau et par les eaux souterraines) et sortants (décroissance et départ vers l’atmosphère). La détermination de tous ces flux permet d’évaluer un inconnu, ici le flux issu des eaux souterraines. Si les activités de 222Rn dans les eaux souterraines sont mesurées en parallèle, ce flux de 222Rn peut alors être converti en flux d’eau. Une telle approche a été largement utilisée pour travailler sur les échanges d’eaux en zone côtière, mais elle commence tout juste à être adaptée pour les études en rivières. Si la quantification des apports peut se révéler encore difficile, leur mise en évidence à partir d’augmentation des activités dans la rivière est actée et a déjà été faite à grande échelle. Nous proposons de mettre en place cette étude pour la première fois sur la Cèze , sur des secteurs déjà connus pour l’existence d’apport souterraines via un aquifère karstique.