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MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET SCIENTIFIQUE BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45 Orléans (02) - Tél.: (38) 66.06.60 ÉTUDE HYDROCHIMIQUE DE QUELQUES EAUX MINÉRALES FRANÇAISES Applications des méthodes de traitement automatique par Melle M. LOUVRIER Département B.P. 6009 HYDROGÉOLOGIE - 45 Orléans (02) 71 SGN 313 HYD - Tél.: (38) 66.06.60 Septembre 1971 RESUME Lorsque la quantité de données hydrogéochimiques devient trop importante (supérieure à 50), les moyens classiques de traitement, calculs de rapports caractéristiques, ou de PIPER. . . , nécessitent de longues opérations calculs automatiques térêt grandissant. tels que diagrammes de SCHOELLER-BERKALOFF ; aussi les méthodes de faisant appel aux ordinateurs présentent-elles Elles permettent l'exécution plus rapide et plus un in¬ complète d'études hydrogéochimiques. Ces programmes de traitement de résultats d'analyses faites terrain ou au laboratoire ont été avec le concours chimiques, de du département Informatique statistique La présente le cadre des études ces programmes au françaises. souligne méthodologiques, traitement d'une par ailleurs l'intérêt de différentes : programmes d'analyse réalisée par le L'utilisation conjointe comparaison des de élémentaire, étude, sur le mis au point au département Hydrogéologie département Hydrogéologie est une application de quelques-uns de cette l'originalité des eaux minérales. dans soixantaine d'analyses d'eaux minérales du diagramme familles de calculs hydro¬ factorielle... méthode d'eaux, de SCHOELLER-BERKALOFF dans la classification et la et permet de poser le problème SOMMAIRE RESUME INTRODUCTION I . METHODES D'ETUDES PAR CALCUL AUTOMATIQUE 1.1. Les données 1.2. Les programmes 1.2.1. HYCH : Programme de calculs hydrochimiques élémentaires 1.2.2. GRAD : Programme de graphiques 1.2.3. AFACl : Analyse 1.2.3.1. factorielle des correspondances Observations à partir d'un traitement ne faisant intervenir que 1.2.3.2. bidimensionnés Observations des paramètres chimiques sur un traitement avec paramètres chimiques et physiques 2. 1.2.4. PIPER 1.2.5. Conclusions UTILISATION DU DIAGRAMME DE SCHOELLER-BERKALOFF 2.1. Le diagramme 2.2. Originalité 2.2.1. SCHOELLER-BERKALOFF comme des moyen de comparaison eaux minérales Minéralisation des eaux 2.2.2. Ces eaux ont-elles un faciès particulier ? 2.2.3. 3. Où faut-il chercher l'originalité des eaux minérales ? 2.3. Relation entre le chimisme et le rôle thérapeutique des eaux minérales 2.4. Conclusions CONCLUSIONS GENERALES REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES PLANCHES LISTE DES FIGURES 1 . HYCH : Annexe 1 sort les données telles qu'elles 2. HYCH : Annexe 2 imprime les résultats des calculs erreur, pourcentages... 3. GRAD : Comparaison de deux 4. GRAD : Comparaison somme globale (C+) - 5. GRAD : Comparaison somme globale (A-) 6. AFACl 7. : Traitements avec sommes (C+, A-) somme partielle - élément balance ionique, (AT = CA + MG) (CO = HCOo) 6.1. Paramètres chimiques 6.2. Paramètres chimiques et physiques (axes 1.2) 6.3. Paramètres chimiques et physiques sulfaté : seuls passage Diagramme 9. Comparaison eaux minérales du faciès bicarbonaté calcique de PIPER - eaux souterraines 9.1. Faciès bicarbonaté calcique 9.2. Faciès 9.3. Faciès chloruré 9.4. Faciès = (axes 1.3) calcique 8. * meq globales de meq, en machine : Diagramme SCHOELLER-BERKALOFF au faciès sont entrées sulfaté mixte milliéquivalent calcique sodique banales 3 bis Quelques Laux Eaux Minérales e.\-\j¿\t.tí danf te. Françaises rci*^or{- Hout-Rkin INTRODUCTION Beaucoup d'auteurs minérale" ne ont cherché à sont pas toutes chaudes) d'entre elles ; de gisement ou l'origine dites minérales par exemple Evian) ; des, qui 1957, pris en application de stipule (mais certaines d'autres encore le définition physico-chimique des eaux rigoureusement acceptable ; une définition administrative qui résulte mai "l'eau de l'eau. . . Il est difficile de trouver une 24 définition de (mais les eaux minérales d'autres le taux de minéralisation sont très peu minéralisées, mode le donner une : certains faisaient intervenir la température la seule admise actuellement est du décret du 12 la législation janvier 1922, modifié sur la répression des frau¬ : Article 1^"^ ... "Les toute autre dénominations contenant ces thérapeutiques en vigueur. dans La deferrisation d'eaux minérales par le mots provenant d'une décision ministérielle, décret n° autorisées 57-404 du "eau minérale", "eau minérale naturelle", sont réservées aux eaux douées source dont l'exploitation a les conditions prévues par les été lois peuvent avoir lieu que 28.3.57 sur la police et la dans les de propriétés autorisée par et règlements et le mélange entre eux d'eaux et de ne ou gaz de sources conditions surveillance fixées des eaux minérales" . Donc, contrairement à celles définition met essentiellement l'accent proposées par les géologues, cette sur les propriétés thérapeutiques de ces eaux. Ne faire un choix : embouteillées : pouvant traiter toutes 89 Vichy Saint-Yorre les eaux minérales sur les eaux les françaises, plus connues millions de cols en 1969 205 Badoit Vais les d'où cette étude basée 55 Bains 26 Vittel 519 Contrexeville 407 Perrier 332 Evian 548 auxquelles ont été d'Enghien comparées les eaux minérales : (Seine-et-Oise) des Pyrénées du Massif Armoricain du Haut-Rhin (Sassay : 16 millions de cols en 1969) il a fallu et les plus 1 . METHODES D'ETUDES PAR CALCUL AUTOMATIQUE 1.1. Les données Cette étude repose chimique d'eaux minérales, prenant le dosage sur des résultats analyses des éléments majeurs : Ca2+ , - Anions : Cl' , SO^~ , HCO ~ - - l'eau ou de la composition Mg2+ , Na"^ , K"*" des majeurs quelques renseignements qualitatifs dans de c'est-à-dire com¬ principaux : - Cations Aux concentrations d'analyses de type classique, s'ajoutent : sur l'existence d'éléments en traces gaz dissous des renseignements relatifs au lieu de prélèvement de l'échantillon et quelques paramètres physiques de Ces analyses de 1961. de sources, sont issues des Parmi celles-ci, les l'eau. données beaucoup "statistiques sont anciennes de l'industrie : minérale" pour un certain nombre sont le résultat de longues recherches dans d'an¬ ciens périodiques et de recalculs pour transformer en mg/l d'anions et cations, des (Dr. compositions B. chimiques parfois exprimées en composition hypothétique NINARD). Du fait de l'origine très variée de ces analyses, il faut dès mainte¬ nant faire des réserves quant aux conclusions qu'on pourra tirer des traitements ultérieurs. 1 .2 .Les programmes de traitement Des programmes lement pour l'hydrochimie de traitement automatique, (ex. HYCH), adaptables aux problèmes hydrochimiques mettent la réalisation rapide saires 1.2.1. à une étude certains conçus spécia¬ d'autres d'intérêt plus général mais (ex. traitements statistiques) per¬ des calculs et représentations graphiques néces¬ : HYC^H transforme en meq/l les résultats des analyses chimiques exprimés en mg/l et permet ainsi la comparaison des eaux entre elles. Il calcule également la balance ionique et les pourcentages des différents ions. peut calculer, (fig. 1.2.2. 1 GRAD : à la demande, un certain nombre de rapports Il d'éléments et 2). programme de statistique élémentaire permettant de comparer les éléments deux à deux (en milliéquivalents) ; représentées : les analyses peuvent être par une croix indiquant leur position par rapport aux éléments représentés les deux axes orthogonaux (ou par un astérisque si sur plusieurs échantillons ont même position) ; par le numéro du groupe dans lequel on a rangé l'analyse a priori ; par le numéro repérant l'échantillon au cours de tout le traitement ; a) La comparaison des deux sommes globales A" (somme totale des anions)et C+ (somme totale des cations) permet de repérer les échantillons figure 3) qui ceux qui présentent un trop grand pourcentage (l'erreur maximum admise étant fixée à moyen est basé tion de sur la fiabilité des l'expérimentateur... liorant de plus en plus, actuellement, Mais étant anciennes, méthodes les résultats sur la 5 % ; dosage, de et les les erreurs d'estima¬ l'appareillage diminuer la valeur du pourcentage il est préférable étude des de conserver la bonne estimation de la com¬ eaux et élimine tout de même les analyses à balance que certaines eaux pour lesquelles montre s'amé- aussi, dosages ayant été effectués dans détail, ; ce pourcentage des analyses utilisées pour cette (bicarbonates et gaz carbonique La figure 3 de dosage, celle-ci permet d'avoir une mal équilibrée telles sur la balance ionique sont de plus en plus précis ; un certain nombre les prélèvements position chimique des sait 20 % les d'erreur % depuis longtemps ; appareils de dont on ne connait pas le marge d'erreur de ionique ; 5 serait-il peut-être possible d'erreur admis. conditions (encadrés s'écartent trop de la bissectrice où A~ = C+ et d'éliminer ainsi l'erreur dépas¬ sans doute dosés ensemble)). un exemple de graphiques où les échantillons sont repérés par leur numéro. Au cours des interprétations ultérieures, il faudra éviter de tirer des conclusions trop hâtives quant à la position des échantillons ionique b) est mal équilibrée dont la balance ; Sur la figure 4 où les échantillons sont repérés par leur numéro de groupe (et il en sera ainsi sur les figures MG des alcalinoterreux AT suivantes), somme partielle CA + à la somme totale des cations C"*" fait déjà appa¬ raître plusieurs groupements ; les numéros de groupe) le rapport de la on distingue (les chiffres entre parenthèses sont : - les eaux de Contrexeville (2) + Vittel Hépar (2) + les eaux du Gard (5) ainsi que Vittel (2) + Perrier (5) + les eaux d'Enghien (6) dont 90 à 100 % des cations sont des alcalinoterreux. - Badoit (3) un peu moins riche en alcalinoterreux. - Les eaux du Haut-Rhin (7) qui ont à peu près autant d'alcalins que d'alcalinoterreux. - Les deux groupes d'eaux de Vichy Quelques remarques (1) et Vais (4) nettement plus alcalines. s'imposent : - Les eaux des Pyrénées prises en exemple (8) n'ont pas beaucoup d'unité (elles viennent de bassins hydrologiques différents). - Certaines eaux du bassin de Vichy que assez semblable à celle ports ou de valeurs - Une analyse du (1) semblent avoir une composition chimi¬ des eaux de Vais ; de telles similitudes de rap¬ se retrouveront sur d'autres graphiques groupe des eaux de Vais s'individualise : (ex. fig. c'est une 5). eau dont la balance ionique est mal équilibrée : plus de 7 % d'erreur (^i)). c) Rapport somme globale à élément (fig. fonction de la somme des anions bicarbonatés, la majeure partie représentés par HCO3 bicarbonates , des Pyrénées où la celle : l'étude des bicarbonates ; des anions où les : ^ (SO|) + (Cl~) certaines de Vittel, ; quelques eaux du Haut Rhin et et Cl" est très supé¬ en HCOÔ. l'étude a pu être complétée par des comparaisons élément à élément : par exemple le rapport Ca/Mg distingue, ques et 1 00 % même quelques analyses somme des concentrations en SO4 d) Dans le cas présent, terreuses, (CO) en une prépondérance des faciès des eaux ayant entre 75 dégage tout de (HCOr) eaux de Contrexeville, rieure à se sont moins importants - eaux d'Enghien avec - Il 5) (A-) montre celles qui sont plus et la comparaison K - (ou aussi) Na montre parmi les eaux alcalino- magnésiennes que les (ex : Vais) que calci¬ eaux d'Enghien ont un rapport K/Na double ou triple de l'ensemble des autres eaux traitées. Ainsi, cette à l'aide du programme GRAD peut-on déterminer le eau, mais méthode nécessite ques si on veut connaître les faciès avec être d'un autre intérêt : ensemble homogène, la réalisation d'un grand nombre faciès de d'une graphi¬ suffisamment de précision (GRAD peut dans le cas du traitement de données relatives à ce programme permet de rechercher ou de vérifier un s'il existe une corrélation entre divers éléments). ,2.3. AFACl : Analyse factorielle des correspondances âû'point par BENZECRI J.P. (197 0)) : Soit une population de analyse chimique) et m simultanément les par les variables m tillons nuage 1-3 de sortie, n individus (les n m individus et inversement, défini par les En n variables représente dimensions (dont la méthode a été mise les (échantillons représentés par leur éléments dosés par analyse dans m l'espace éléments à m AFACl dans un espace à défini n individus. on obtient un graphique représentant le nuage et les différents pôles-éléments. selon plusieurs ). dimensions directions des échan¬ On peut demander la représentation du au choix, les graphes selon les axes 1-2 ou (axes d'inertie principaux du nuage de points) rendant compte en général 80 à 90 % de la variance totale de la population. L'examen des graphes 1.2.3.1. - quelques observations Traitement ne cori_sj.dérant que le s paramètre s_ chimique s les pôles (fig . 6.1) : a) l'intersection des axes b) appelle les pôles-éléments 1 et 3 correspond au centre de gravité du nuage ; sont répartis dans tout l'espace ; c) les pôles "sommes d'éléments" tels que AC (= Na"^ + K"*"), AT (= Ca2+ + Mg^^) et CS la (= Cl somme NA ; les ; + SO4 ainsi, alcalins ) AC sont les barycentres des pôles dont ils représentent est aligné entre NA et K, sont donc presque sodium pour l'ensemble de et presque la population considérée ; AT, est tel que le rapport MG. AT/AT. CA est environ de 2,5 pour la population entière, il y a confondu avec exclusivement représentés ; par le entre CA et MG, ceci statistiquement environ 2 signifie que fois et demi plus de Ca2+ que de Mg2+ dissous dans les eaux (ceci est guère signifi¬ catif puisque la population n'est pas homogène). - le nuage d'échantillons : a) il montre un regroupement des eaux b) selon les différents faciès chimiques . Vichy bicarbonaté sodique . Vais bicarbonaté sodique . Badoit bicarbonaté plus alcalino-terreux . Evian bicarbonaté calcique . Perrier bicarbonaté calcique (plus riche en sulfates) . Vittel bicarbonaté calcique (+ SO^) à . Contrexeville sulfaté calcique ces graphiques permettent également de chimique net à un autre ; (plus potassique et magnésien) sulfaté calcique suivre l'évolution d'un faciès (ce genre d'observation peut être particulièrement intéressant dans l'étude d'un même aquifère : évolution du chimisme de l'eau d'une nappe avec l'éloignement de la zone d'alimentation par exem¬ ple. . .). Exemple : Pôle SO4 - Ca Pyrénées (Capvern) Contrexeville Vittel Hépar Vittel Grande Vittel Alpha Perrier Pôle HCO - Ca : Evian Source dont on peut suivre le passage SO4 SCHOELLER-BERKALOFF (fig. Mêmes observations Pôle HCO3 > HCO3 sur les diagrammes de 7). avec la - Na suite . : Vichy Haut Rhin Badoit Pôle c) HCO3 - Ca Evian de même qu'il fait ressortir les affinités, échantillons particuliers Exemple : AFACl permet de distinguer les : Source Sassay à Planco'ôt (Côtes du Nord) à faciès mixte bicar¬ bonaté calcique sulfaté sodique. (point S sur la fig. d) Si on ne fait intervenir que des éléments ou des ques, AFACl n'apporte pas beaucoup plus me de PIPER, dans le mais fait qu'on 6.1) sommes d'éléments chimi¬ de renseignements l'intérêt de ce programme d'analyse peut choisir n'importe quel pôle ; ainsi a-t-on la bilité de faire intervenir d'autres paramètres tels que concentration, résistivité.. . d'interpréter les pH, les pôles et de tenter d'établir des corrélations et pôles chimiques l'espace, les même série de données sont maintenant regroupés ^^ dans un rapport entre alors que l'hémisphère inférieur ; les différents est indépendant de tous échantillons que précédemment. dans la partie déterminant grossièrement un plan, température - la est nettement isolé qu'il y a ^ : On étudie T" possi¬ température, phénomènes. 1.2.3.2. Ipjtrpdiictipn _de par^ipètre^ E^Y.^i'^i^? 1 i^ 1^PP5'^.?14£^ ^^^9 - qu'un diagram¬ factorielle réside les pôles cette chimiques autres le Tous supérieure pôle de "température disposition mais les que le montre facteur pour la population considérée, : On retrouve à peu près la même répartition des individus que dans le premier traitement, pôle T pour les des points mais il y a distorsion du nuage et attirance vers eaux ayant une est ici forte température à fonction de la l'émergence. composition chimique et_de La le position la température. 10 Cette influence ment bien individualisé, de la température est nette au niveau d'un groupe¬ par exemple celui des eaux du bassin hydrominéral de Vichy qui est caractérisé par un faciès homogène bicarbonaté 6.1) sin ; sur la figure 6.2, s'étale vers le pôle T, plus élevée. On trouve ( 1 . ( ( statistique, dans l'ordre : Eaux de St. Yorre ) Eaux de St. ) Priest Bramefant Priest Pragoulin T de 12 14°C ) T = 17,3°C) 3. Vichy Hôpital T = 34,4'=C 4. Source Boussange 5. Vichy Grande Grille dans les (Bellerive) T = 41,5°C T = 42,5°C conditions d'observations, que la température n'ait pas il d'influence ments des eaux du bassin de Vichy puisqu'on observe blables pour toutes ces eaux, On n'en concluera composition chimique Cependant, à Vichy Cèle stins Ainsi, vue des quelle que pas que eaux, sur les rapports d'élé¬ des rapports soit leur température à la température ce qui la variation du TDS semblerait du point de de Le même n'a aucune influence serait contraire aux lois de débit ou faciès chimique, la fois. . . montée relativement lente di -^sèment progressif à qui concerne vidualisés, cée les eaux de telle de : les que : même lithologie, vitesses mais à jusqu'à la surface, de température plus remontée rapide la température profondeurs de remontée variables géologie et de mentaires pour la des eaux de eaux du Bassin surface ou leur pourraient résulter d'une d'où faible. En ce ces eaux est moins influen¬ eaux arrivent encore chaudes à différentes ? : eaux dont les tem¬ de deux aquifères de ou eaux juvéniles à ? ? . . . des la géochimie locales apporterait des éléments connaissance de la re¬ un refroi¬ par des chenaux mieux indi¬ la température géothermique des la Une étude très détaillée des conditions d'émergence de la source n'est ces eaux ont un réservoir D'autres hypothèses pourraient être avancées pératures correspondent à des de remontée vers "froides" les terrains "chaudes" manière eaux façon diffuse travers ou PIPER, supposer que toutes par celle des terrains traversés et les l'émergence. la chimie. '"Ifempérature-Chimie" selon AFACl et que varient leur vitesse les deux à sur la Yorre. hydrominéral de Vichy peut faire profond commun, sem¬ {- Total Dissolved Solids calculé à partir des significative pour confirmer la dépendance la région de Vichy-St. assez l'émergence. données des Annales des Mines) en fonction de la température à la pas (fig, faisant apparaître celles dont la température est ainsi et St. (2. sodique le nuage de points correspondant aux eaux de ce bas¬ genèse de ces sources, supplé¬ eaux minérales. 11 1.2.4. PIPER (fig. 8) Quand on ne veut faire intervenir que les 7 cations et anions majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K"^ , Cl", SO^ , HCO3), on peut utiliser un programme de tracé automatique de diagramme de PIPER. Le diagramme tracé à l'impri¬ mante est déformé (pour des raisons de commodité de programmation avec l'ordinateur IBM 113 0-8K) mais l'interprétation reste inchangée. Diagramme Diagramme non déformé déformé On constate que la répartition des échantillons et les groupements sur le diagramme de PIPER sont bien les mêmes que sur le premier traite¬ ment AFACl (fig. 6.1) qui ne considérait que les paramètres chimiques. (Pour les mêmes résultats avec les éléments majeurs, PIPER à l'imprimante met 10 fois moins de temps machine). 1.2.5. Conclusions: Cette courte étude cilitée sur les eaux minérales françaises a donc été fa¬ par l'utilisation des programmes de calcul automatique disponibles actuellement au département Hydrogéologie ; ces programmes de calcul et de statistique ne sont que des "outils rapides" pour l'élaboration des docu¬ ments nécessaires à toute étude ; ils sont d'un maniement simple et toute étude hydrochimique portant sur un nombre d'analyses dépassant 50 devrait maintenant toujours commencer par l'utilisation de HYCH et PIPER, et AFACl GRAD n'étant utilisés qu'ensuite de façon réfléchie pour rechercher ou montrer l'existence de corrélations et interpréter. . . Compte tenu de la dispersion des sources, de l'éloignement et de la grande variété des gites géologiques et géochimiques des eaux considérées, on ne peut avec l'aide des documents établis automatiquement, que faire une description typologique de ces eaux ; une étude plus approfondie en vue de déterminer l'origine des eaux et de leur chimisme, considération de la géologie, nécessiterait la prise en de la géochimie et de la climatologie locales... mais là n'est pas le but de cette étude. 12 2. UTILISATION 2.1. Le DU DIAGRAMME diagramme comme Il a déjà moyen de comparaison été question de quelques raison d'analyses matique SCHOELLER ET BERKALOFF procédés automatiques chimiques.Il est intéressant de et automatique, représenter toutes les un certain nombre de d'une eau en utilisant le chaque concentration de les de façon à par une de bases, diagramme unitaires ou de de PIPER. . . : celui-ci brisée, profil caractéristique solution dans distance les systé¬ composition chimique SCHOELLER-BERKALOFF ligne ion majeur en aligner les valeurs le de compa¬ façon l'eau, unes des autres, des les de la six échel¬ étant décalées milliéquivalents des différents et cations. Ces profils entre elles suite ; ; permettent de c'est dans ils autre comme 2.2. chaque logarithmiques à égale anions la diagramme analyse d'une calculs de analyses par un point dans Mais il est possible également de visualiser la représente faire, ce mettre but que les en évidence la peuvent aussi montrer le passage l'illustre la figure n° parenté diagrammes vont être d'un faciès des eaux utilisés par chimique à un 7 . Originalité des eaux minérales 2.2.1. La jnmérali station de_s_p_ajj.x Dans plus ou moins ficiel, toutes les (pH, Eh, température, sels des terrains traversés ; sels en eaux, quelles qu'elles Au cours de leur trajet soient, souterrain ou sont super¬ les eaux dissolvent en quantités variables, en fonction de certains paramètres les la nature, minéralisées. solution confèrent à Le fait d'être pression, produits de solubilité...) les quantités relatives des l'eau différents son faciès prédominant. minéralisées,n'est donc pas caractéristique des eaux minérales. 2.2.2, Ces eaux ont-elles un faciès P5£ti5_}^ii.^r ? On peut trouver, du Nord), des eaux ayant une composition chimique de certaines semblable à celle eaux dites minérales. Prenons a) en France comme à l'étranger (ex : Afrique quelques exemples faciès bicarbonaté calcique (fig. : 9.1) On peut rapprocher la composition de l'eau "minérale" source Montfras à Chambón la Forêt dans le Loiret, caires de Beauce aquitaniens (RS = 345,5 mg/l), prélevée au Cap d'Ambès dans la nappe des la issue des cal¬ de celle d'eau sables lutétiens 23 0 mg/l) ou de celle d'une eau du N du Bassin Parisien mg/l) . de (RS = (RS =35 0 13 b) faciès sulfaté calcique (fig. 9.2) Les eaux de la nappe phréatique dans l'infracénomanien argiles, gypse, concentrée anhydrite) du plateau des phosphates au Maroc par dissolution des sels des terrains encaissants : (grès, (eau RS = 267 0 mg/l) et celle s de la nappe phréatique profonde du bassin de la Moulouya dans le Néogène continental beaucoup de Vittel c) (RS =255 0 mg/l) au Maroc également, similitude avec les eaux minérales ont sulfatées calciques de (RS = 2715 mg/l) et Contrexeville (RS =1935 mg/l). faciès chloruré sodique On peut de (fig. 9.3) la même façon trouver des ressemblances entre eaux de la nappe captive du Plioquaternaire croûtes (alluvions des fluviolacustres et salines) de la plaine du Rharb au Maroc et les eaux minérales de Balaruc-les-Bains d) faciès mixte dans l'Hérault. : bicarbonaté calcique - chloruré sodique (fig. 9.4) Un parallèle existe aussi entre une eau émergeant d'un cal¬ caire gréseux marocain ou de l'Albien en Normandie, et la source minéra¬ le de Sassay à Plancoët dans les Côtes du Nord (granulite, émergence' au contact d'une couche de kaolin). On pourrait citer encore de nombreux cas des eaux de nappes quelconques quelques exemples nières n'est pas 2.2.3,. suffisent à et des eaux dites de ressemblance "minérales" n'est pas une ces der¬ "extraordinaire". leur température : température à la mais prouver que le faciès chimique de ces Où faut-il alors chercher l'originalité des eaux minérales a) entre ? certaines eaux ont attiré l'attention par leur haute source (ex : Vichy Grande Grille 42,5°C. .). généralité, Mais ce et la plupart des eaux minérales ont une pérature voisine de celle des eaux de nappes banales (ex : tem¬ Sassay à Plancoët (Côtes du Nord) 11,9°C; Vittel 11°C). b) la radioactivité et les éléments traces : il est très difficile d'affirmer quoi que ce soit quant à ces paramètres car la très grande seignements chimiques relatifs aux nappes ne analyses chimiques classiques, c'est-à-dire comportant seulement le dosage des anions et cations majeurs : Cl, Na, pas. K. Certaines eaux minérales Il est probable que des traces, granites toutes contenir, ceux-ci que des eaux, SO^, HCO3, sont radioactives, aussi radioactives. quelle que mais il est difficile (NO3), Ca, d'autres ne le eaux qui ont circulé dans peuvent être les majorité des ren¬ sont en général que les des roches Mg, sont telles Quant aux éléments soit leur provenance, doivent en d'en donner des preuves irréfutables car sont très rarement dosés. 14 2.3. Relation entre le chimisme et le rôle thérapeutique des eaux minérales Les eaux minérales banales, et si s'apparentent on ne considère que les pas avoir d'influence particulière 2.3.1. souvent à des eaux de nappes éléments sur la elles ne devraient La radioactivité La valeur thérapeutique à de nombreuses de la radioactivité discussions entre médecins petit nombre de données dont ils disposent, de 2.3.2. majeurs, santé de l'homme. dans les eaux donne lieu hydrothérapeutes et le trop ne leur permet pas de tirer conclusions . La_température fip_]^'_pau Elle n'a pas un rôle thérapeutique qu'une température élevée posés de l'eau accélère en elle-même, mais l'action bienfaisante sur les fonctions biologiques il de déficientes du est possible certains malade. les eaux de Vichy et de Vais peuvent traiter les mêmes maladies de la nutrition et de ses organes principaux : foie, mais de Vais (A. les indications ROBIN, 1923) si celle-ci esta 2.3.3. ; sont moins nettes estomac, car ces eaux com¬ Ainsi, (maladies diabète. . .) sont froides de même l'action diurétique d'une eau est accélérée 20 ou 3G°C au lieu d'être froide (P.L. VIOLLE, 1923). Les _é_lé_me^rit_s_ tra£e_s Exemple : soient deux - Grande Grille parmi bouteillée, - des très les plus utilisée presque Source Chomel, lée, sources distante de utilisée pour les de Vichy connues : des sources de Vichy, très em¬ exclusivement en boisson 50 m soins de Grande Grille, très peu embouteil¬ externes. Ces eaux ont la même composition chimique au niveau des majeurs gaz ; ces eaux cependant, elles ont un rôle thérapeutique contiennent les éléments traces Chomel Al - Al Ll - - Fe - Mn différent ; : Grande Grille Ba Peut-être suivants - Fe - Mn Li - Sr les traces Ba - Sr As - Br - supplémentaires As - Br - F - I - P F - I et P confèrent- elles à Chomel les qualités que ne possède pas Grande Grille Donc un même faciès hydrochimique majeur peut différentes. et ? soigner des maladies 15 Inversement, des rents peuvent traiter à Exemple eaux de faciès hydrochimiques majeurs diffé¬ peu près mêmes maladies. : - Vittel Grande faciès les : sulfaté Source - Contrexeville et bicarbonaté nettement sulfaté calcique calcique traces : Cu Ba - Fe - Mn - Pb - Al -H traitement : goutte, - B - Sr - B lithiase rénale Fe - Mn Sr 0,61 m^dCi de radioactivité goutte, infections rénales et hépatobiliaires et anomalies 2 . 4. Conclusions Les très eaux dites minérales ne particulier. Néanmoins, cependant difficile de dire elles semblent donc pas avoir un chimisme sont utilisées sur quels en thérapeutique. critères il faut se Il semble baser pour définir la spécialisation d'une eau. Cela jeure, ne peut car température, se faire uniquement radioéléments, les indications et contre-indications des eaux de faciès hydrochimiques sur la et traces composition chimique ma¬ semblent jouer un rôle dans de traitement de la maladie. majeurs identiques En effet, semblent pouvoir traiter des maux différents et inversement. D'autre part, selon de son mode l'eau malade, d'emploi une ; même eau effets antagonistes aussi le médecin doit-il très sur l'organisme en fonction de et de peut avoir des bien connaître l'action son mode d'emploi, l'évolution de la maladie. de la réaction du 16 3. CONCLUSIONS GENERALES 3.1. Les méthodes de travail Les programmes de calcul ou de représentation automatiques per¬ mettent maintenant à tion : une utilisée partie l'hydrogéologue d'approfondir davantage seulement du temps passé aujourd'hui par la calculatrice à long et fastidieux : calculs, autrefois en seuls l'interpréta¬ calculs, est faire tout le travail préparatoire graphiques, diagrammes, histogrammes... et sans risque d'erreur. Mais il ne faut pas abandonner pour autant certaines méthodes non encore automatisées BERKALOFF pour les montrer la parenté 3.2. : ainsi a-t-on vu l'intérêt des diagrammes de SCHOELLER comparaisons de certaines et visualisations eaux entre de faciès chimiques, et elles. Les eaux minérales Un nombre assez important d'analyses chimiques a permis de montrer l'intérêt des d'eaux minérales programmes de traitement automatique déjà disponibles au département Hydrogéologie. Du fait de l'hétérogénéité des données, sources et de leurs données, en plus de la grande diversité des gites géologiques et géographiques, cette série de de l'expérimentation des programmes informatiques, pu donner lieu qu'à un traitement descriptif des eaux. n'a Ainsi est-on parvenu à établir une typologie de certaines eaux minérales françaises. De la considération de la température à l'émergence avec la compo¬ sition chimique des eaux, tillon considéré, il dans les conditions d'observation et pour l'échan¬ semble ressortir que les quantités relatives d'ions dissous dans les eaux restent à peu près inchangées avec les température à Mais la source. les eaux, ont en profondeur, (fonction de la température, ont en surface. grandes variations de pression, un équilibre pH, physico-chimique Eh...) différent de celui qu'elles Vu les origines variées et parfois anciennes des analyses, et ne connaissant pas les conditions dans lesquelles elles ont été effectuées (l'analyse des eaux minérales thermales en temps après leur prélèvement, que de l'eau à sa laboratoire, ne reflétant pas l'exacte peut-être un certain composition chimi¬ source et encore moins en profondeur) on ne peut que cons¬ tater les rapprochements et regroupements que nous montrent les méthodes statistiques. On a vu qu'il est difficile "minérales" (eaux qui ne de définir ce qui fait l'originalité des eaux semblent pas différer des eaux souterraines bana¬ les en ce qui concerne la composition chimique), et ce qui leur confère un 17 rôle thérapeutique si important. (Ici également, à la véritable composition chimique Seuls pérature, ont été considérés, les éléments traces faut-il chercher ailleurs par les la eaux minérales station par exemple miques, climatiques et dans et la En fait, sédatifs médicales, curatif des eaux minérales. des le chimisme, eaux, l'action bienfaisante ou thermominérales : dans le calme mais la tem¬ peut-être des traitements et le il est probable que tous ces soient liés. peute qu'il appartient en définitive, et connaissances cette étude, radioactivité la raison de ? la même restriction quant des eaux minérales est à retenir). climat de facteurs chi¬ C'est au médecin hydrothéra¬ en conjuguant données hydrochimiques d'expliquer et de fournir un avis sur le côté 18 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES BENZECRI J.P. (1970) Distances distributionnelle factorielle des (3è édition. et métrique du Chi deux en analyse correspondances. Avril 197 0, Laboratoire de Statistiques et mathématiques. Faculté des Sciences de Paris) CASTANY G. 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' i U.2 4.3 6.7 26.7 9. . 0. 7 Cl» C..3 29.4 10. K 3.--. 0.2 0.1» j.2 O.î :. i» (. 2-^.5 2V.6 II.. ' '.'.^ mA AMLNS k CL .3» .u4 lo..> 2 . ii.b 1.7 ...,; . / ;4.4 l J . l." 0.3* i.l 269i.» 71.2 27. o l.l .. . l « . / nU ^.'.3 .03» ' i.'l Tj . 3 . , < ;j v>. 1R.3 . ' < » 5 'W* i 'i . ' . » 5 .7 '>.:- l'. .3 . l'» 5 . ^' « 5 ; , H. 7 8.9 -1.2» 656.» c^.8 3j.^ i.J J.o» 1.0 î;<».4 7't . . 1Ü.0 li^.l -0.3* 743.* oo.o 31."' 1.7 j . .. * i.j .7.1 71. w , .'J« 5 O.j» 11.0 ll.¿ -C.-"» >ll.» lo.Z 27.1 2.Q j.O» 1.5 3H.5 ol... 0 . <' » 5 6.6 J.O» 36.5 30. i 0.3» 2t8^.« 73.1 ¿4.7 l.) j.i» ^.? '-ij.T li=.Z ' .0* 5 7.3 6.4 0.0» 14.5 13.9 2.1» IC/Ot.- 74.3 ¿J.) 1.4 0 . 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Echelle 2 = 9,3 1 et = 0,108 25,49 QAT OMG QCL NA AC co K % ® -* 1- -* 1 I 1 -t 1- 1 4- o ® (S ® # o ® 9 + Figure -6-2 T 3 CL 'M 6 AT CO -t 1 1-^ »- CA atî -J S??-7^; o ft 1 ( 1 -1 H es °0O K NA^ AC LES EAUX MINERALES FRANÇAISES Direction 1 =0,271 ^Dlrection3 Pourcent. = 63,75 _ Pourcent. 3 Echelle î et 1 3 so =0,027 = 6/2 =46 Figure - 6-3 f/3.7 L B.R.G.M. DIAGRAMME DANALYSE HYDROGEOLOGIE !..« .1 tvtx H E ff \ E UHOmUt flfluré D'EAU G N 0 E Réi. IM P mg/l oKtm/cm no OlRKAlOff dp pH n Mg++ r + Co NoVk"^ ^- - ftonc ' - í? 10O00 -_ - 6 'f' = 3 ' : « * -_ '- i !i - 4 ~ - 1 * í r / i 8 = i I r ' 4 - î \ a J jl : -i a tooo : í - - 4 r j 2 S 1 » -r 1 ; 5 7 - » 1 7 3 - - - r 5 ~ - - - Z ^ : : 7 T10000 2 ~ -^ S-: 7 3 IOO r "*" a 8 ;' ¿ E - - r * *3 : so*'^ ": - Ê " 4 0ÜO- - 300 * OOO ~4' i Cl 8000 -- 4 - 4 - 3 _1 f -r = - E * 5 ~ 7 -j ' A 1000 9 ~ -J z 1 ' a z : : ~ )IM z" ' S - M I - 1000 C03 + _ 3 - ^ - r ' ~i 3 t -= : leao 1 4 - ' - 1 ' - 1 - J -- im z 6 ~ 7 E- 4 « -z 3 - 1 ~- E=- ; e Ü \\ioo \ 1 r I r / ~ S - i NO,' ~ 4 f' \\- 1 - ooo-^ \ - 3 Í a r 9 5 - ~ / 6 ~ 10 T -E a 3 - - ~ 4 j :^; 1-7 i" * A tu IOO - 1 ~ T'Y Iñ 7' ^ ï \ \ 100 V / -= 7 -^ / - III''*-. / - T urce E«i« 1 inir«4it«ill» 3 S 9 ^ 3 ' \ / ' \ - V - 4 ï . ;\oo a 1 / ~ / 100 - _ 5 - IH ~- 1 » E 6 -^ - 4 - 7 - s - 4 r 7 "- 1 -^ r m ' 1 / -Am 1 I m ir a A-i -j b- I y r 1 - =- [.m : 7 10 -; 9 -n - 0.7 ~ O.S 7 -^ a 7 * - - 1 * 1 ~ 1 - 4 - \ :' * / i '- t' '- % 100- -£ ~r Í V) ^ - * ~Í 0.» - 7 4 S -E 0.T -^ 0.» "5 a 4 - - t 0.9 î 3 - 0.4 I 10 a ^^^ 3 - w ' < - i « ^ - J ^"'>, \- 4 : ./ 1 t 9 6 ' - ' 3 \ tl T -^ r 1 : s é r » L 1 O.a ^ : I 9 'i ; t». -5 - 10 * 4 r * ^.^ *, - ; - 10 -= : ^. - V : : '// ' 1 ^^ - - ^^^ 1 i - : 3 10 ^**«s.. *.' « < 3 * : .* - ï - « ^ '-. \ % * 7 4 : __ - 0,1 a -- -= OJ J r - ~ .. c«tfvtcii (HH T -Ï : : i¡-\ il! >^ '- 0,3 - : 9 , Il ~ z r o.a ~- a " s -' -- ¡il î -; ." 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