Projets

Traçage de la circulation des saumures à Bécancour (Basses Terres du St-Laurent) 2007-2009 Projet portant sur le traçage des sources et la migration des saumures de la région de Bécancour. Ce travail de recherche a été effectué par C. Béland Otis (boursière CRSNG-Industrie) dans le cadre de sa maîtrise en sciences de la Terre à l’UQAM. Une collaboration avec la Société JUNEX Inc. a permis d'accéder à des puits pompant les saumures des horizons carbonatés, dolomitiques et gréseux des Basses-Terres du Saint-Laurent. Une partie du travail analytique a été fait en collaboration avec l'Université du Michigan à Ann Arbor (C. Castro & C. Hall). Le travail de Catherine Béland Otis était co-dirigé par Alain Tremblay du département des sciences de la Terre et de l'Atmosphère de l'UQAM.

Ces saumures ont une salinité exceptionnellement élevée (350 g/L) résultant probablement de l'évaporation d’eau de mer et des interactions eau-roche avec les réservoirs carbonatés ou le socle sous-jacent. Les gaz rares sont utilisés pour retracer leur origine, mesurer leur temps de résidence dans le réservoir et évaluer la possibilité d’interactions avec des hydrocarbures. Les résultats montrent la présence des gaz d'origine magmatique (He, Ne et Ar; Figure 1) associés aux saumures. Les résultats d'une modélisation sur les âges des saumures indiquent des temps de résidence de pluseiurs millions d'années.

Figure 1. Donnés isotopiques de l'hélium (3He/4He) et du Néon (20Ne/22Ne) corrigés de la contamination atmosphérique. Les données des Bécancour (points noirs) montrent que les gaz associés aux saumures sont un mélange entre gaz d'origine magmatique dilués par une composante radiogénique produite in situ. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus pour des saumures du Bassin du Michigan (points blancs; Castro et al., 2009, EPSL).

Les gaz rares atmosphériques dans les eaux porales du St-Laurent (2007-2009)

Projet portant sur l'utilisation des gaz rares comme traceurs paléoocéanographiques. La maîtrise en sciences de la Terre à l’UQAM de Fabien Pitre (boursier du GEOTOP et FARE-UQAM) porte sur le développement des techniques d'échantillonnage des eaux porales pour l'extraction des gaz rares et leur applications dans les sédiments d'estuaire. Ces techniques sont différentes de celle habituellement utilisées en isotopes stables, car il faut s'assurer de l'étanchéité du sédiment en fonction des gaz rares atmosphériques actuels pouvant contaminer l'analyse (Figure 2).

Figure 2. Schéma du système pour la prise d'échantillons d'eau porale en utilisant un carottier multiprise (Pitre et Pinti, 2009, GCA).

Le nouveau système a été testé par Fabien Pitre lors d'une campagne de carottage dans l'Estuaire du St-Laurent. La campagne, conduite en collaboration avec McGill, Concordia et l'Université de Montréal, avait comme but l'étude des perturbations anthropiques des cycles du carbone et de l'azote dans le St-Laurent. L'analyse des gaz rares dans les eaux porales a permis d'observer des enrichissements anormales des gaz rares lourdes Ar, Kr et Xe reliés à des processus d'adsorption (Figure 3).

Figure 3. Enrichissement des gaz rares lourdes enregistrés dans les eaux porales des sédiments de l'Estuaire de St-Laurent. Les enrichissement de Kr et Xe sont exprimés en fonction de l'Ar et rapportés à l'atmosphère (p. ex. F(130Xe = (130Xe/36Ar)échantillon/(130Xe/36Ar)air).

Traçage de la circulation des fluides hydrothermaux à Los Azufres, Mexique (2008-en cours)

Ce projet, financé par le Ministère des Relations Internationales du Québec (programme de coopération Québec-Mexique), porte sur une étude approfondie du réservoir géothermique de Los Azufres (Figure 4). Le champ géothermal de Los Azufres est situé dans l’état du Michoacán, dans la partie centrale du Mexique. Au sein de séquences volcaniques de la Ceinture Volcanique Trans-Mexicaine circulent des eaux ayant des températures d’environ 300˚C. Elles sont extraites du sous-sol par pompage et utilisées dans des turbines pour la production d’énergie électrique, une exploitation assurée par la « Comision Federal de l’Electricidad ».

Le multi-traçage isotopique de la circulation des fluides dans le réservoir est en cours (isotopes du Sr, O et de l'eau, O et C de la CO2; gaz rares et 226-Ra). Le but des travaux est la compréhension des paramètres contrôlant la circulation des fluides dans le champ géothermique pendant son exploitation, afin de mieux évaluer la durée de vie du gisement et les actions à entreprendre, le cas échéant, pour en améliorer la production énergétique.

Partie de ce travail est sujet de la mémoire de maîtrise de C. Pickler à l'UQAM. Ce travail est conduit en collaboration avec Alain Tremblay du département des sciences de la Terre et de l'Atmosphère de l'UQAM, Bassam Ghaleb du GEOTOP, Victor-Hugo Garduno-Monroy de l'Universidad Michoacana de San Nicolas de Hidalgo et Orfan Shouakar-Stash de l'Université de Waterloo.

Figure 4. Image de groupe parmi les fumarolles de la localité de Maritaro, à Los Azufres, pendant la campagne d'échantillonnage de Janvier 2009.

Traçage et datation des eaux souterraines au Québec (début 2010)

Ce nouveau projet a débuté en 2010 et il a comme objectifs l'étude de la dynamique des aquifères au Québec à travers le traçage de la circulation et la datation des eaux souterraines dans des eskers en Abitibi et les aquifères des Basses Terres à Bécancour. Ce projet emploiera deux doctorants en plein temps travaillant sur les isotopes des gaz rares et les isotopes radiogéniques comme outils de datation des eaux. Ce projet est financé par le Ministère du Développement Durable, de l'Environnement et des Parcs du Québec via le FQRNT, pour 3 ans.