Salinisation d'un aquifère captif côtier en contexte deltaïque - Cas de la Camargue (delta du Rhône, France) -

This study deals with the salinization of confined coastal aquifers in relation with sea level variations (past, future) and human pressures. The deep confined aquifer of Camargue has been studied in the framework of the ORE RESYST. This aquifer shows high salinities reaching that of the Mediterranean Sea near the shoreline. Two approaches have been jointly carried out: (i) an hydrodynamic study in steady and transient flow to understand the hydrogeological behaviour of the aquifer (flows, boundary conditions, hydrodynamic properties) and (ii) a monitoring of hydrochemical and isotopic natural tracers (18O, 2H, 13C TDIC, 3H and 14C TDIC) to determine the origin of the salinity of the aquifer. This work highlights the influence of the unconfined part of the aquifer (Crau aquifer) on the recharge of the confined aquifer. Thus, the high increase of salinity in the aquifer since 1969 is mainly due to natural or anthropogenic head depletion within the Crau aquifer. The confined aquifer shows rapid pressure transfers both from the Sea and the Rhone River whereas mass transfers are very low. Ionic and isotopic ratios highlight that strong salinities of the aquifer are due to a freshwater/seawater mixing, which is highly modified by geochemical interactions: cationic exchange, sedimentary organic matter degradation (sulphate reduction, methanogenesis), precipitation phenomena. The mean residence time of water is higher than fifty years and reflects the influence of a former marine intrusion related to the last marine transgression (upper Holocene).L'objectif de ce travail est de préciser les processus responsables de la salinisation des aquifères côtiers captifs en réponse aux variations du niveau marin (passées, futures) et aux pressions anthropiques. Cette étude a été réalisée sur l'aquifère profond captif de Camargue dans le cadre de l'ORE RESYST. Cet aquifère présente des salinités élevées atteignant celle de la Méditerranée à proximité de la côte. Deux approches ont été menées conjointement : (i) une étude hydrodynamique en régime permanent et transitoire pour préciser le fonctionnement hydrogéologique de l'aquifère (flux, conditions aux limites, propriétés hydrodynamiques) et (ii) un suivi des traceurs naturels hydrochimiques et isotopiques (18O, 2H, 13C CMTD, 3H et 14C CMTD) permettant de déterminer l'origine de la salinité de l'aquifère. Ce travail a mis en évidence le rôle de la partie libre de l'aquifère (aquifère de Crau) dans l'alimentation de l'aquifère captif. La forte augmentation de la salinité de l'aquifère captif depuis 1969 est ainsi principalement reliée à des baisses de charge naturelles ou anthropiques de l'aquifère de Crau. L'aquifère captif est soumis à des transferts de pression rapide depuis la mer mais également le Rhône qui s'accompagnent de transferts de masse très lents. En s'appuyant sur les rapports ioniques et isotopiques, ce travail a permis de démontrer que les fortes salinités de l'aquifère captif s'expliquent par un mélange eau douce/eau de mer fortement modifié par des interactions géochimiques : échanges de bases, processus de dégradation de la matière organique sédimentaire (sulfato-réduction, méthanogénèse), phénomènes de précipitations. Le temps moyen de séjour des eaux, supérieur à une cinquantaine d'année, témoigne de l'influence d'une intrusion marine ancienne en relation avec la dernière transgression marine (Holocène supérieur)