Bassins versants
Le fer est alors à son tour oxydé par le nitrate :
NO3- + 5 Fe 2+ + 6H + —--> 1 /2 N 2 + 5 Fe 3+ + 3 H2O
(2)
Cinétique de dénitrification
Un test de traçage artificiel a été réalisé dans le schiste pour estimer la
vitesse de dénitrification (Pauwels et al., 1998). Il consistait à introduire dans l’aquifère par un puits d’injection une solution contenant
du nitrate ainsi que du bromure utilisé alors comme traceur conservatif et à suivre la composition chimique de l’eau dans un puits soumis
à pompage, situé à 15 m du puits d’injection. Ce test de traçage a été
réalisé dans des conditions telles que la pyrite était le seul donneur
d’électrons susceptible de provoquer la dénitrification. La comparaison
entre les teneurs en nitrate et celles en bromure dans l’eau du puits
soumis à pompage a permis de mettre en évidence le processus de dénitrification et d'en déterminer certains paramètres. Au cours de ce test
qui a duré plus de huit jours, 73 % du bromure injecté a été récupéré
par le pompage contre seulement 47 % du nitrate.
L’interprétation des courbes de restitution des traceurs a montré que le
milieu schisteux peut être assimilé à un milieu à double porosité dans
lequel l’eau circule. Il est constitué d’une part d’un milieu à forte perméabilité (qui comprend les fractures et les fissures les plus larges) et,
d’autre part, d’un milieu à faible perméabilité (celui des petites fissures).
L’interaction dans le premier milieu induit un taux de dénitrification
plus faible que dans le second. La cinétique de dénitrification est ici élevée en comparaison des résultats obtenus dans d’autres environnements
(voir compilation de Korom, 1992). Elle peut être décrite par une réaction du premier ordre, avec un temps de demi-vie de 7,9 jours lors de
la circulation dans le milieu à forte perméabilité et de seulement 2,1 jours
pour l’eau circulant dans le milieu à faible perméabilité (fig. 4).
Ainsi, la vitesse de décroissance de la teneur en nitrate au cours du
temps est très rapide. Par exemple, si on considère l’estimation de la
teneur en nitrate extraite de DNS3 (tab. 1), la figure 5 nous montre
qu’il a suffi d’une durée comprise entre 1 3 et 50 jours pour que la
concentration chute en dessous de 1 mg.l - 1 .
Dénitrification hétérotrophe
Les résultats du test de traçage artificiel prouvent l’existence d’un processus de dénitrification lié uniquement à l’oxydation de la pyrite présente dans le schiste. Néanmoins, un examen de la composition chimique
des eaux doit indiquer si un autre processus de dénitrification peut être
mis en évidence, la dénitrification hétérotrophe (i.e. par oxydation de
la matière organique), dont la réaction s’écrit :
5CH2O + 4NO3 +4H —> 2 N 2 + 5 CO2+ + 7 H2O
(3)
203
Le fer est alors à son tour oxydé par le nitrate :
NO3- + 5 Fe 2+ + 6H + —--> 1 /2 N 2 + 5 Fe 3+ + 3 H2O
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Cinétique de dénitrification
Un test de traçage artificiel a été réalisé dans le schiste pour estimer la
vitesse de dénitrification (Pauwels et al., 1998). Il consistait à introduire dans l’aquifère par un puits d’injection une solution contenant
du nitrate ainsi que du bromure utilisé alors comme traceur conservatif et à suivre la composition chimique de l’eau dans un puits soumis
à pompage, situé à 15 m du puits d’injection. Ce test de traçage a été
réalisé dans des conditions telles que la pyrite était le seul donneur
d’électrons susceptible de provoquer la dénitrification. La comparaison
entre les teneurs en nitrate et celles en bromure dans l’eau du puits
soumis à pompage a permis de mettre en évidence le processus de dénitrification et d'en déterminer certains paramètres. Au cours de ce test
qui a duré plus de huit jours, 73 % du bromure injecté a été récupéré
par le pompage contre seulement 47 % du nitrate.
L’interprétation des courbes de restitution des traceurs a montré que le
milieu schisteux peut être assimilé à un milieu à double porosité dans
lequel l’eau circule. Il est constitué d’une part d’un milieu à forte perméabilité (qui comprend les fractures et les fissures les plus larges) et,
d’autre part, d’un milieu à faible perméabilité (celui des petites fissures).
L’interaction dans le premier milieu induit un taux de dénitrification
plus faible que dans le second. La cinétique de dénitrification est ici élevée en comparaison des résultats obtenus dans d’autres environnements
(voir compilation de Korom, 1992). Elle peut être décrite par une réaction du premier ordre, avec un temps de demi-vie de 7,9 jours lors de
la circulation dans le milieu à forte perméabilité et de seulement 2,1 jours
pour l’eau circulant dans le milieu à faible perméabilité (fig. 4).
Ainsi, la vitesse de décroissance de la teneur en nitrate au cours du
temps est très rapide. Par exemple, si on considère l’estimation de la
teneur en nitrate extraite de DNS3 (tab. 1), la figure 5 nous montre
qu’il a suffi d’une durée comprise entre 1 3 et 50 jours pour que la
concentration chute en dessous de 1 mg.l - 1 .
Dénitrification hétérotrophe
Les résultats du test de traçage artificiel prouvent l’existence d’un processus de dénitrification lié uniquement à l’oxydation de la pyrite présente dans le schiste. Néanmoins, un examen de la composition chimique
des eaux doit indiquer si un autre processus de dénitrification peut être
mis en évidence, la dénitrification hétérotrophe (i.e. par oxydation de
la matière organique), dont la réaction s’écrit :
5CH2O + 4NO3 +4H —> 2 N 2 + 5 CO2+ + 7 H2O
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