Caractérisation hydrogéologique et modélisation du
\nsystème d’écoulement au-dessus de champs gaziers,
\nsous-bassin de Moncton, sud du Nouveau-Brunswick.

Les récentes avancées techniques développées par l’industrie gazière ont rendu accessible la
\nproduction de gaz naturel à partir de réservoirs non conventionnels. Au sud du Nouveau-
\nBrunswick, du gaz est extrait depuis 2003 dans le champ McCully à partir d’unités sédimentaires
\npeu perméables du sous-bassin de Moncton. Face aux risques environnementaux générés par
\nces activités, les inquiétudes de la population ont entraîné l’application d’un moratoire interdisant
\nla fracturation hydraulique dans la province depuis juin 2015.
\nLes travaux documentés dans ce mémoire de maîtrise ont été réalisés dans le cadre d’un projet
\nmené par la Commission géologique du Canada (CGC) visant à évaluer la vulnérabilité de
\nl’aquifère superficiel face aux opérations gazières profondes dans le sous-bassin de Moncton.
\nAfin de déterminer les conditions hydrogéologiques de ce territoire de 1 417 km², l’étude a
\nnécessité l’acquisition de données de terrain entre 2016 et 2018. Les travaux de caractérisation
\nspécifiquement réalisés dans le cadre du présent mémoire avaient pour but d’interpréter les
\nconditions hydrogéologiques de la région d’étude en fonction des données existantes et des
\nnouvelles données acquises dans le cadre du projet de la CGC. Pour ce faire, les données
\ndisponibles ont été interprétées, des cartes hydrogéologiques ont été produites et un modèle
\nnumérique d’écoulement de l’eau souterraine a été développé. La compréhension du système
\nd’écoulement avait notamment pour but de contribuer à l’évaluation de la vulnérabilité de
\nl’aquifère superficiel par rapport aux activités pétrolières profondes.
\nLes travaux réalisés dans le cadre de cette maîtrise montrent que les deux bassins de la région
\nd’étude sont caractérisés par 1) une piézométrie contrôlée par la topographie, 2) des dépôts
\nsuperficiels généralement peu épais et perméables favorisant la recharge de la nappe, 3) un
\naquifère rocheux à nappe libre, très fracturé en sous-surface et relativement vulnérable à une
\ncontamination provenant de la surface, et 4) une recharge moyenne de 300 mm/an. Les données
\nexistantes et acquises, ainsi que le modèle numérique 2D, indiquent que la zone active
\nd’écoulement de l’eau souterraine est peu profonde et essentiellement concentrée dans les 50 à
\n100 premiers mètres sous la surface. Aucune évidence de lien hydraulique entre les formations
\ngéologiques profondes où se fait la production d’hydrocarbures et l’aquifère de surface n’a été
\ntrouvée. Toutefois, la région modélisée n’inclut aucune zone de failles.<br /><br /> Recent technological developments made by the oil and gas industry have allowed natural gas
\nextraction from unconventional reservoirs. Natural gas has been extracted in southern New
\nBrunswick in the McCully gas field since 2003 from low permeability sedimentary units of the
\nMoncton sub-basin. In view of the environmental risks related to these activities, concerns voiced
\nby the local population led to a moratorium banning hydraulic fracturing in the province in June
\n2015.
\nThe work documented in the present M.Sc. thesis was carried out as part of a larger project led
\nby Geological Survey of Canada (GSC) aiming to assess the shallow aquifer vulnerability to deep
\ngas extraction in the Moncton sub-basin. Fieldwork was conducted between 2016 and 2018 to
\ncollect data in order to define hydrogeological conditions of this 1 417 km² area. The
\ncharacterization work carried out as part of this M.Sc. research aimed to interpret hydrogeological
\nconditions in the study area based on existing data, as well as the new data acquired through the
\nGSC project. To this end, available data were interpreted, hydrogeological maps were produced
\nand a numerical groundwater flow model was developed. The understanding of the flow system
\naimed to contribute to the assessment of the aquifer vulnerability to deep hydrocarbon operations.
\nThe work carried out as part of this M.Sc. research shows that the two watersheds in the study
\narea are characterized by 1) a topography-driven groundwater flow system, 2) thin, permeable
\nsurficial deposits favoring aquifer recharge, 3) an unconfined rock aquifer, which is highly
\nfractured in its upper part, and is therefore relatively vulnerable to surface contamination that
\nwould potentially be released at the surface and 4) an average recharge of 300 mm/year. Existing
\nand acquired data, as well as the 2D numerical model, indicate that the active groundwater flow
\nzone is relatively shallow, being essentially concentrated in the upper 50 to 100 meters below the
\nground surface. No evidence of hydraulic link between deep geological formations where
\nhydrocarbons are extracted and shallow groundwater was found. However, the selected modeled
\nregion does not include any fault zone.

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