Technischer Bericht NTB 14-02/V

Le dossier V est consacré à l'analyse des «Conditions hydrogéologiques» aux échelles régionale et locale. L'accent y est mis en particulier sur les conditions qui règnent dans les aquifères profonds. Au regard des dépôts géologiques, les aquifères profonds sont susceptibles de jouer un rôle dans le transfert des radionucléides depuis la limite de la zone de confinement géologique vers la biosphère. Par ailleurs, leur caractérisation aide à mieux comprendre les conditions qui règnent dans les roches d'accueil (p. ex. la salinité de l'eau interstitielle). Il est en outre important de connaître les conditions hydrogéologiques dans les aquifères profonds du point de vue de la construction des accès au dépôt, par exemple pour estimer les éventuelles répercussions sur des exploitations d'eaux minérales ou thermales ou pour planifier la gestion des eaux souterraines. Le dossier «Conditions hydrogéologiques» a par conséquent aussi des liens avec les dossiers «Propriétés de confinement des roches d'accueil et des roches encaissantes» et «Conflits d'exploitation». S'agissant des critères et des indicateurs requis pour la comparaison des domaines d'implantation du point de vue de la sûreté, ce dossier fournit les bases nécessaires sur lesquelles reposera l'évaluation de l'indicateur «Systèmes d'aquifères» ainsi que des informations complémentaires notamment pour les critères «Conditions géochimiques», «Conflits d'exploitation», «Prévisibilité de l'évolution à long terme» et «Accès souterrain et régime hydraulique».

Le dossier part des connaissances acquises lors de travaux antérieurs et intègre des informations émanant de publications et de rapports de tiers. Les connaissances sur les conditions hydrogéologiques ont été approfondies dans le cadre de l'étape 2 du plan sectoriel, grâce aux observations qui ont pu être faites à l'occasion de divers forages et campagnes de terrain, par l'étude des publications et par la compilation de données. Les bases de données relatives à l'hydrochimie et l'hydrogéologie isotopique des eaux souterraines du nord de la Suisse ont été complétées et la situation régionale a fait l'objet d'une nouvelle évaluation détaillée. Des modèles hydrodynamiques ont été établis aux échelles régionale et locale pour analyser la situation hydrogéologique dans le nord de la Suisse. Ces modèles stationnaires ont servi à tester différents scénarios, par exemple pour mieux connaître les propriétés hydrauliques de certaines unités ou zones de failles et pour analyser des impacts potentiels, notamment sur les gradients hydrauliques, au niveau des roches d'accueil ou des zones de drainage. On dispose ainsi d'une palette de situations hydrogéologiques possibles, ce qui permet de restreindre les données d'entrée pour les analyses de sûreté. Pour le domaine du Wellenberg, on disposait déjà d'analyses détaillées de la situation hydrogéologique provenant de travaux antérieurs.

Dans le nord de la Suisse, les aquifères régionaux profonds situés au-dessus et en dessous des roches d'accueil sont ceux du Malm et du Muschelkalk. Ils délimitent par conséquent l'extension maximale de la zone de confinement géologique. Dans la partie occidentale, il faut aussi tenir compte de l'aquifère du Hauptrogenstein; celui-ci constitue la limite supérieure des formations géologiques encaissantes de l'Argile à Opalinus dans les domaines d'implantation Jura Ost et Jura-Südfuss. Dans ce dernier domaine, il forme, avec le Membre de Birmenstorf, l'aquifère le plus proche de la partie inférieure des couches d'Effingen. Localement, d'autres unités peuvent être importantes en tant que voies de drainage: dans le Keuper moyen supérieur surtout, certains éléments stratigraphiques peuvent, selon la formation lithologique, avoir caractère d'aquifère (aquifère du Keuper). En outre, les zones de failles régionales peuvent avoir un impact sur les conditions hydrogéologiques. Leur importance pour les systèmes d'écoulement, les voies de drainage et les gradients hydrauliques dans les roches d'accueil a été analysée à l'aide de différents scénarios.

Le chapitre «Hydrochimie régionale du nord de la Suisse» commence par présenter les caractéristiques générales de chaque unité hydrogéologique du point de vue de la chimie et de l'hydrogéologie isotopique ainsi que le développement des eaux souterraines. Ces données sont ensuite utilisées pour aborder la question des systèmes d'écoulement du point de vue hydrochimique. Il ressort que, dans les domaines pas ou peu sollicités sur le plan tectonique, on observe une séparation hydraulique se traduisant par des compositions chimiques caractéristiques des eaux souterraines dans des aquifères adjacents, par exemple dans le Dogger (Argile à Opalinus, «Dogger brun»), le Lias et le «Keuper gypseux». Dans certains domaines davantage sollicités sur le plan tectonique, on relève des liaisons entre les formations, comme c'est le cas pour les eaux thermales de Baden/Ennetbaden et Schinznach Bad, qui surgissent dans la zone du chevauchement principal du Jura.

Le chapitre «Hydrogéologie du nord de la Suisse: Présentation des domaines d'implantations géologiques» fait le point sur la situation hydrogéologique générale de chaque domaine d'implantation et résume les observations correspondantes qui ont pu par exemple être faites lors de forages, sur des affleurements ou dans des constructions souterraines. Les observations relatives aux caractéristiques lithologiques locales et à d'éventuels écoulements d'eau dans des unités comparativement peu épaisses des roches encaissantes, telles que le Membre de Sissach de la formation du Passwang ou les inclusions de calcaire sableux dans le Lias, présentent ici un intérêt particulier. La liste des principales zones de drainage est dressée pour chaque région, sur la base des modélisations. Les gradients hydrauliques dans les roches d'accueil sont déterminés sur la base des analyses des scénarios issus des modèles locaux, en tenant compte des mesures de potentiels locales éventuellement disponibles.

Pour le domaine du Wellenberg, il existe une importante base de données hydrogéologiques issue des nombreux forages en profondeur et des campagnes géologiques réalisés par le passé. Ces données ont déjà été évaluées en détail et intégrées dans des modèles hydrodynamiques réalisés à diverses échelles; ces derniers partent de conceptions différentes des propriétés hydrauliques de la roche d'accueil. Il convient de relever une particularité, à savoir la zone de dépression identifiée dans les formations marneuses de l'Helvétique. Il s'agit d'un phénomène passager, fruit d'une décompression mécanique résultant de l'érosion et / ou du retrait de glaciers. On a évalué les voies de drainage en tenant compte de la dégradation à long terme de cette zone de dépression. Enfin, deux points sont soulignés, à savoir l'importance des profils géologiques mis à jour et l'emplacement du dépôt, à une profondeur supérieure à celle précédemment envisagée.

Les forages au Wellenberg ont révélé un zonage marqué des types d'eau dans les eaux souterraines, avec des différences dans les signatures isotopiques caractéristiques et les temps de résidence. En vertu de la nouvelle planification, les niveaux du dépôt se situeraient à des profondeurs où l'on s'attend à trouver des eaux de formation néoalpines. On a rencontré en partie un taux élevé de méthane dans les eaux souterraines; au vu des données disponibles, il s'agit généralement de gaz dissout; dans certaines zones, il faudra également s'attendre à trouver du gaz libre.