L’identification des masses d’eau souterraine impactées par des apports d’origine anthropique est essentielle dans le cadre de la gestion (connaissance, protection, remédiation) des ressources en eau à l’échelle d’un territoire
Cette identification s’avère complexe dans les zones minières, où les rejets en éléments traces métalliques (ETM) se superposent aux concentrations naturelles, potentiellement élevées en raison de la minéralisation naturelle. La détection d’un enrichissement par rapport au bruit de fond géochimique nécessite donc une méthodologie adaptée à ce type de contexte.
L’objectif de cette étude est de proposer une approche intégrant des facteurs géologiques et géomorphologiques à l’échelle régionale, afin d’améliorer la détection et la quantification des enrichissements en éléments traces métalliques dans les masses d’eau souterraine, relativement au bruit de fond géochimique, dans un contexte minier.
À partir de l’hypothèse d’une distribution normale des valeurs du bruit de fond géochimique naturel, une composante naturelle est estimée. Il est supposé qu’à un seuil de confiance arbitrairement fixé, les perturbations d’origine anthropique peuvent être révélées par superposition.
Cette superposition est identifiée à l’aide de trois types de paramètres indépendants, liés à la zone d’étude comprenant des sites d’activités minières passées ou actuelles :- Paramètres géochimiques* (médiane et variance de différents sous-ensembles d’échantillons),
- Paramètres géologiques* (prédisposition naturelle des échantillons à être enrichis via des processus hydro-géochimiques),
- Paramètres géomorphologiques* (gradient hydraulique, distance des points de prélèvement aux lieux identifiés comme sources d’activités anthropiques).
Le paramètre géochimique permet d’ajuster la distribution globale en superposant deux fonctions de distribution : la composante naturelle apparente et la composante anthropique apparente, ce qui permet d’identifier des valeurs considérées comme des *« données atypiques ». Ces composantes sont dites **apparentes* car elles peuvent inclure des *« données floues »* : des données dont la valeur, prise isolément, ne permet pas de déterminer statistiquement leur origine (anthropique ou naturelle), bien qu’elles puissent avoir subi une influence anthropique sans atteindre un seuil de caractérisation atypique.
L’intégration des paramètres géologiques et géomorphologiques permet de filtrer ces données floues, et ainsi d’améliorer la caractérisation de la composante naturelle.
Une application de cette méthode est présentée pour la détection d’enrichissements en arsenic et en antimoine dans les eaux souterraines du bassin versant des Gardons, dans le sud de la France, région ayant connu une intense activité minière aux XIXe et XXe siècles. Cette méthode permet d’améliorer la détection des enrichissements en éléments traces métalliques d’origine anthropique, à des échelles spatiales variables, inférieures à 10 kilomètres, grâce à l’intégration des conditions géologiques, hydrogéologiques et topographiques locales.
