Projet d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines en Estrie (PACES Estrie)- Portrait des ressources en eau souterraine en Estrie, Québec, Canada

Ce projet s’inscrit dans le cadre des Projets d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES) du Québec qui sont sous la responsabilité du ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs (MELCCFP) du Québec. Ces projets visent à faire un portrait de la ressource en eau souterraine du Québec municipalisé, dans le but ultime de la protéger et d’en assurer la pérennité. Entre 2009 et 2015, treize (13) territoires ont été couverts par les différentes universités responsables de projets régionaux. La dernière phase de projets, réalisée entre avril 2018 et mars 2022 a permis de pratiquement finaliser la couverture des régions du Québec municipalisé. Pour cette 4e phase, l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) était responsable de la réalisation du PACES Estrie. Le PACES Estrie a été principalement soutenu financièrement par le MELCCFP ainsi que par des contributions monétaires et en nature de la part des partenaires régionaux du projet, soient la ville de Sherbrooke et les cinq (5) municipalités régionales de comté (MRC) comprises dans la région d’étude : Coaticook, Le Granit, Le Haut-Saint-François, Le Val-Saint-François et Memphrémagog. La région d’étude couvre en partie les territoires de deux (2) organismes de bassin versant (OBV) qui sont aussi partenaires de la réalisation du projet, soient le Conseil de gouvernance de l’eau des bassins versants de la rivière Saint-François (COGESAF) et le Comité de bassin de la rivière Chaudière (COBARIC). Le PACES Estrie a pour objectif général de faire le portrait des ressources régionales en eau souterraine. Le projet a aussi des objectifs spécifiques : 1) accompagner les municipalités de l’Estrie pour la protection de leurs prélèvements d’eau potable, 2) aborder des problématiques régionales d’intérêt particulier pour l’Estrie, notamment le potentiel des aquifères granulaires et la présence d’arsenic et de manganèse affectant la potabilité de l’eau, et 3) assurer le transfert des connaissances aux partenaires régionaux pendant la réalisation du projet. Les limites de la région d’étude ont été définies de façon à assurer une couverture complète à la fois des MRC de l’Estrie impliquées dans le projet et de la partie amont du bassin versant de la rivière Saint-François qui n’avait pas été couverte par un PACES antérieur. Cette région d’étude représente une superficie de 10 691 km2 dont 9 012 km2 (84%) n’ont auparavant jamais été couverts par un ancien PACES limitrophe (Montérégie Est, Chaudière-Appalaches et NicoletBas-Saint-François). Selon les données de 2020, la population totale dans les 97 municipalités recoupées au moins en partie par la région d’étude est de près de 330 000 habitants. Le PACES Estrie a été réalisé en trois phases. La Phase I s’est déroulée d’avril 2018 à septembre 2019 et a impliqué la collecte des données existantes (forages, cartes, rapports, etc.) et l’identification des préoccupations régionales relatives à l’eau souterraine. La Phase II a chevauché un peu la Phase I en débutant au printemps 2019 pour être complétée en juin 2020. Cette 2e phase a porté sur la réalisation de travaux de caractérisation sur le terrain, notamment l’installation de 10 puits d’observation du Réseau de suivi des eaux souterraines du Québec (RSESQ) géré par le MELCCFP, l’échantillonnage de l’eau de 180 puits, et la réalisation d’une enquête de terrain sur les problématiques locales d’approvisionnement en eau auprès de 23 municipalités. Ces travaux ont été complétés par la saisie de données hydrogéologiques à partir de 210 rapports obtenus des municipalités de la région d’étude. De même, un sondage en ligne sur la consommation en eau et les réseaux de distribution a également apporté des informations complémentaires pour 74 des 97 municipalités du territoire. Enfin, la Phase III a couvert la période de juin 2020 à mars 2022 et a impliqué l’analyse et l’interprétation des données disponibles et la production des livrables cartographiques du projet. La région d’étude est complètement comprise dans la région montagneuse des Appalaches. La topographie de la région d’étude est marquée par trois grandes vallées à des élévations généralement inférieures à 400 m. Ces vallées sont bordées par des hautes-terres qui peuvent atteindre près de 1 200 m d’élévation, particulièrement dans le secteur sud-est. Ainsi, le réseau hydrographique est bien développé et les principaux cours d’eau sont la rivière Saint-François et la rivière Chaudière. Plusieurs lacs importants se trouvent aussi dans la région d’étude (Memphrémagog, Massawippi, Lovering, Magog, Brompton, Aylmer, Saint-François et Mégantic). La région d’étude couvre la majorité du bassin versant de la rivière Saint-François, sauf le BasSaint-François, ainsi que la partie amont du bassin versant de la rivière Chaudière. La principale utilisation du territoire est forestière (78,6%), toutefois, l’agriculture qui occupe 17,4% du territoire est très importante dans les MRC de Coaticook et du Val-Saint-François. Les secteurs urbanisés sont relativement restreints (4,0%), mais ils dominent la ville de Sherbrooke et l’axe entre Magog et East Angus passant par Sherbrooke. On trouve aussi de grandes étendues de milieux humides couvrant près de 1500 km2, soit près de 14% de la région d’étude. Géologiquement, l’Estrie appartient à la partie nord des Appalaches dont trois zones sont présentes dans la région : la zone de Humber (externe et interne), la zone de Dunnage, puis la ceinture de Gaspé où se trouve l’intrusion du Mont-Mégantic. Les unités géologiques de la région d’étude comprennent une grande variété de lithologies : schistes, roches volcaniques, roches ultramafiques, shales et ardoises, et roches granitiques. Le grain des structures géologiques appalachiennes montre de fortes orientations du sud-ouest au nord-est. La géologie du Quaternaire dans la région d’étude est constituée d’une succession de dépôts meubles très variés, comprenant notamment des tills qui sont formés de grains de taille très variée allant de l’argile aux blocs, de dépôts glaciolacustres composés de sédiments fins silteux ou argileux et de sédiments fluvioglaciaires constitués de sables et graviers. En surface, la géologie du Quaternaire est dominée par une couverture de till qui tend à être mince sur les hauts topographiques où le roc peut aussi affleurer. L’unité de Quaternaire ancien qui est à la base de la séquence n’est pratiquement visible que dans les coupes naturelles et elle comprend un assemblage complexe de sous-unités incluant des tills, des sédiments silteux et argileux et des sables et graviers. Le modèle géologique des dépôts meubles de Caron (2013) a été révisé et étendu dans le cadre du PACES Estrie, notamment sur la base d’une révision détaillée de la carte du Quaternaire. Ce modèle représente la distribution spatiale des épaisseurs des unités de dépôts meubles dans la région d’étude. Sur la base de ces unités géologiques, six unités hydrogéologiques (UH) ont été définies pour représenter les aquifères et les aquitards présents dans les dépôts meubles et le roc sous-jacent. L’unité hydrogéologique supérieure (UH1) est constituée de matériaux perméables mais cette unité n’est que localement assez épaisse pour constituer un aquifère. Les sédiments fins silteux et argileux (UH2) représentent un aquitard. Les sédiments fluvioglaciaires constituant notamment les eskers (UH3) ont un potentiel aquifère intéressant mais leur étendue est relativement limitée. Le Till de Lennoxville (UH4) est un autre aquitard qui recouvre pratiquement toute la région d’étude. Le Quaternaire ancien (UH5) à la base de la séquence est une unité plus complexe parce qu’elle contient des sous-unités pouvant constituer des aquitards et des aquifères. Plusieurs puits municipaux exploitent un aquifère dans le Quaternaire ancien. Enfin, le roc fracturé (UH6) est la seule unité constituant un aquifère régional continu. Les conditions de confinement ont été définies pour trois unités aquifères, soient le roc (UH6), le Quaternaire ancien (UH5) et les sédiments fluvioglaciaires (UH3). L’aquifère rocheux régional est généralement en conditions libres, surtout dans les hauts topographiques. Au contraire, le Quaternaire ancien est généralement en conditions semi-captives ou captives. Les conditions dans les sédiments fluvioglaciaires s’avèrent généralement libres. La région d’étude présente ainsi deux contextes hydrogéologiques distincts, soient les vallées et les hautes-terres. Le contexte des vallées est présent dans les secteurs à plus faible élévation où l’épaisseur des sédiments est supérieure à 10 m et où les dépôts meubles ont un bon potentiel aquifère. Le contexte des hautes-terres est présent lorsque l’épaisseur des dépôts est inférieure à 10 m et alors seulement le roc constitue un aquifère. Les vallées peuvent avoir un bon potentiel aquifère dans le Quaternaire ancien exploité par plusieurs puits municipaux, mais il n’y a que l’aquifère rocheux qui est exploitable dans les hautes-terres. La conductivité hydraulique des aquifères granulaires est bonne alors que celle du roc est généralement faible et ne permet que rarement des débits de puits importants. Les aquifères granulaires et le roc sont en conditions captives dans les vallées alors que les conditions libres dominent dans les hautes-terres. La recharge de l’aquifère rocheux se fait dans les hautes-terres et il y a peu de recharge dans les vallées. L’écoulement se fait des hautes-terres vers les vallées où l’eau souterraine émerge. Toutefois, les grands cours d’eau ne sont pas directement reliés à l’aquifère rocheux et l’émergence peut se faire en bordure de vallées plutôt que dans les cours d’eau. Les eaux de type « évolué » géochimiquement sont prévalentes dans les vallées. Ces eaux peuvent avoir des temps de résidence (âges) de plusieurs milliers d’années. Ce sont plutôt les eaux de type « recharge » qui dominent dans les hautes-terr

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