Hydrogéologie des zones de faille du socle cristallin (implications en terme de ressources en eau pour le Massif Armoricain)

Les régions de socle cristallin, pourtant largement représentées à l'échelle mondiale, sont réputées pour leurs modestes ressources en eaux souterraines. La valorisation des eaux souterraines dans les régions de socle est majoritairement limitée aux formations altérées et fissurées de sub-surface. Cependant, ces ressources sont souvent négligées au profit des eaux de surface en raison de leurs faibles débits d'exploitation et de leurs vulnérabilités aux polluants anthropiques. De récentes études de prospection et de recherche ont révélé la présence de ressources souterraines importantes, au delà des horizons superficiels classiquement exploités. Cependant peu d'informations spécifiques à ces ressources profondes sont disponibles, notamment concernant la structure des systèmes aquifères et leurs particularités hydrogéologiques. Par cette étude nous mettons clairement en évidence la présence de ressources en eau conséquentes dans le socle cristallin profond du Massif Armoricain. Ces ressources sont associées à des systèmes de failles assurant des capacités de drainage des réservoirs de stockage connectés. Les réservoirs de stockage superficiels et bordiers assurent l'alimentation en eau du réseau de fracture principal. Cette capacité de drainage est dépendante de la géométrie du plan de faille perméable. Les failles sub-horizontales sont les structures les plus efficaces dans cette fonction. Le stockage dans les formations bordières au système de faille apparaît déterminant pour assurer un débit d'exploitation conséquent. Cette étude permet d'établir une conceptualisation générale de ces systèmes de faille, tant d'un point de vue hydrodynamique que géochimique, et apporte des pistes de réflexions pour la gestion et la protection de telles ressources en eau.Crystalline basement regions, although largely represented at continental scale, are characterized by a low groundwater resources availability. Groundwater in crystalline areas appear to be mostly limited to weathered and fractured reservoirs at sub-surface depths. But these resources are often disregarded in favor of surface water because of low yields and their vulnerability to anthropogenic contaminants. Recent specific studies have revealed the presence of significant groundwater resources beyond the superficial reservoirs traditionally exploited. However, only few specific information is available concerning these type of resources, especially concerning their structural aquifer morphology and their hydrogeological properties. This study demonstrates the presence of substantial groundwater resources in the Armorican Massif crystalline basement. These resources are associated to fault systems providing drainage capacity of connected reservoir storage. Water supply of the main permeable fault domain during pumping is ensured by sub-surface and burdened reservoir storage. The drainage capacity is dependent on the geometry of the main permeable fault. Sub-horizontal faults are the most efficient structures to warrant this function. Storage in burdened formations of the fault system appears to ensure high groundwater yield. This study establishes hydrodynamic and geochemical conceptualization of a fault system, and provides thinking points in term of management and protection to ensure groundwater resources availability.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

Fast Timing Analysis of Cygnus X-1 using SPI on board INTEGRAL

For the very first time, we report the high frequency analysis of Cyg X-1 up to hard X-ray using SPI on-board INTEGRAL. After analyzing the possible contribution fromthe background, and using INTEGRAL archive from March 2005 to May 2008, Power Density Spectra (PDS) were obtained until 130 keV. First, we show that their overall shape is very similar to that observed at lower energies, as they are well described by sets of Lorentzians. The strength of this fast variability (up to 40 Hz) does not drop at high energy since we show that it remains at ~25% rms, even in the highest energy bands. Second, the hard X-ray variability patterns of Cyg X-1 are state dependent: the softer the spectrum (or the lower the hardness ratio), the lower the total fractional variability and the higher the typical frequencies observed. The strength of total variability as a function of energy and state is then investigated. By comparison with simultaneous and published RXTE/PCA data, we showed that in the hard state, it remains quite constant in the 2-130 keV energy range. In our softer state, it is also flat until 50 keV and may increase at higher energy. The implications of this behavior on the models are then discussed.Comment: 12 pages, 10 figures, accepted for publication in Ap

Groundwater Isolation Governs Chemistry and Microbial Community Structure along Hydrologic Flowpaths

International audienceThis study deals with the effects of hydrodynamic functioning of hard-rock aquifers on microbial communities. In hard-rock aquifers, the heterogeneous hydrologic circulation strongly constrains groundwater residence time, hydrochemistry, and nutrient supply. Here, residence time and a wide range of environmental factors were used to test the influence of groundwater circulation on active microbial community composition, assessed by high throughput sequencing of 16S rRNA. Groundwater of different ages was sampled along hydrogeologic paths or loops, in three contrasting hard-rock aquifers in Brittany (France). Microbial community composition was driven by groundwater residence time and hydrogeologic loop position. In recent groundwater, in the upper section of the aquifers or in their recharge zone, surface water inputs caused high nitrate concentration and the predominance of putative denitrifiers. Although denitrification does not seem to fully decrease nitrate concentrations due to low dissolved organic carbon concentrations, nitrate input has a major effect on microbial communities. The occurrence of taxa possibly associated with the application of organic fertilizers was also noticed. In ancient isolated groundwater, an ecosystem based on Fe(II)/Fe(III) and S/SO4 redox cycling was observed down to several 100 of meters below the surface. In this depth section, microbial communities were dominated by iron oxidizing bacteria belonging to Gallionellaceae. The latter were associated to old groundwater with high Fe concentrations mixed to a small but not null percentage of recent groundwater inducing oxygen concentrations below 2.5 mg/L. These two types of microbial community were observed in the three sites, independently of site geology and aquifer geometry, indicating hydrogeologic circulation exercises a major control on microbial communities

Existence of radial stationary solutions for a system in combustion theory

In this paper, we construct radially symmetric solutions of a nonlinear noncooperative elliptic system derived from a model for flame balls with radiation losses. This model is based on a one step kinetic reaction and our system is obtained by approximating the standard Arrehnius law by an ignition nonlinearity, and by simplifying the term that models radiation. We prove the existence of 2 solutions using degree theory

Fault zone hydrogeology in crystalline media : implication in term of groundwater ressources for the Armorican Massif

Les régions de socle cristallin, pourtant largement représentées à l'échelle mondiale, sont réputées pour leurs modestes ressources en eaux souterraines. La valorisation des eaux souterraines dans les régions de socle est majoritairement limitée aux formations altérées et fissurées de sub-surface. Cependant, ces ressources sont souvent négligées au profit des eaux de surface en raison de leurs faibles débits d'exploitation et de leurs vulnérabilités aux polluants anthropiques. De récentes études de prospection et de recherche ont révélé la présence de ressources souterraines importantes, au delà des horizons superficiels classiquement exploités. Cependant peu d'informations spécifiques à ces ressources profondes sont disponibles, notamment concernant la structure des systèmes aquifères et leurs particularités hydrogéologiques. Par cette étude nous mettons clairement en évidence la présence de ressources en eau conséquentes dans le socle cristallin profond du Massif Armoricain. Ces ressources sont associées à des systèmes de failles assurant des capacités de drainage des réservoirs de stockage connectés. Les réservoirs de stockage superficiels et bordiers assurent l'alimentation en eau du réseau de fracture principal. Cette capacité de drainage est dépendante de la géométrie du plan de faille perméable. Les failles sub-horizontales sont les structures les plus efficaces dans cette fonction. Le stockage dans les formations bordières au système de faille apparaît déterminant pour assurer un débit d'exploitation conséquent. Cette étude permet d'établir une conceptualisation générale de ces systèmes de faille, tant d'un point de vue hydrodynamique que géochimique, et apporte des pistes de réflexions pour la gestion et la protection de telles ressources en eau.Crystalline basement regions, although largely represented at continental scale, are characterized by a low groundwater resources availability. Groundwater in crystalline areas appear to be mostly limited to weathered and fractured reservoirs at sub-surface depths. But these resources are often disregarded in favor of surface water because of low yields and their vulnerability to anthropogenic contaminants. Recent specific studies have revealed the presence of significant groundwater resources beyond the superficial reservoirs traditionally exploited. However, only few specific information is available concerning these type of resources, especially concerning their structural aquifer morphology and their hydrogeological properties. This study demonstrates the presence of substantial groundwater resources in the Armorican Massif crystalline basement. These resources are associated to fault systems providing drainage capacity of connected reservoir storage. Water supply of the main permeable fault domain during pumping is ensured by sub-surface and burdened reservoir storage. The drainage capacity is dependent on the geometry of the main permeable fault. Sub-horizontal faults are the most efficient structures to warrant this function. Storage in burdened formations of the fault system appears to ensure high groundwater yield. This study establishes hydrodynamic and geochemical conceptualization of a fault system, and provides thinking points in term of management and protection to ensure groundwater resources availability

Hydrogéologie des zones de faille du socle cristallin : implications en terme de ressources en eau pour le Massif Armoricain

Crystalline basement regions, although largely represented at continental scale, are characterized by a low groundwater resources availability. Groundwater in crystalline areas appear to be mostly limited to weathered and fractured reservoirs at sub-surface depths. But these resources are often disregarded in favor of surface water because of low yields and their vulnerability to anthropogenic contaminants. Recent specific studies have revealed the presence of significant groundwater resources beyond the superficial reservoirs traditionally exploited. However, only few specific information is available concerning these type of resources, especially concerning their structural aquifer morphology and their hydrogeological properties. This study demonstrates the presence of substantial groundwater resources in the Armorican Massif crystalline basement. These resources are associated to fault systems providing drainage capacity of connected reservoir storage. Water supply of the main permeable fault domain during pumping is ensured by sub-surface and burdened reservoir storage. The drainage capacity is dependent on the geometry of the main permeable fault. Sub-horizontal faults are the most efficient structures to warrant this function. Storage in burdened formations of the fault system appears to ensure high groundwater yield. This study establishes hydrodynamic and geochemical conceptualization of a fault system, and provides thinking points in term of management and protection to ensure groundwater resources availability.Les régions de socle cristallin, pourtant largement représentées à l'échelle mondiale, sont réputées pour leurs modestes ressources en eaux souterraines. La valorisation des eaux souterraines dans les régions de socle est majoritairement limitée aux formations altérées et fissurées de sub-surface. Cependant, ces ressources sont souvent négligées au profit des eaux de surface en raison de leurs faibles débits d'exploitation et de leurs vulnérabilités aux polluants anthropiques. De récentes études de prospection et de recherche ont révélé la présence de ressources souterraines importantes, au delà des horizons superficiels classiquement exploités. Cependant peu d'informations spécifiques à ces ressources profondes sont disponibles, notamment concernant la structure des systèmes aquifères et leurs particularités hydrogéologiques. Par cette étude nous mettons clairement en évidence la présence de ressources en eau conséquentes dans le socle cristallin profond du Massif Armoricain. Ces ressources sont associées à des systèmes de failles assurant des capacités de drainage des réservoirs de stockage connectés. Les réservoirs de stockage superficiels et bordiers assurent l'alimentation en eau du réseau de fracture principal. Cette capacité de drainage est dépendante de la géométrie du plan de faille perméable. Les failles sub-horizontales sont les structures les plus efficaces dans cette fonction. Le stockage dans les formations bordières au système de faille apparaît déterminant pour assurer un débit d'exploitation conséquent. Cette étude permet d'établir une conceptualisation générale de ces systèmes de faille, tant d'un point de vue hydrodynamique que géochimique, et apporte des pistes de réflexions pour la gestion et la protection de telles ressources en eau